前段时间在准备 CISCN/CCB 半决赛，由于半决赛只有 AWDP 和渗透，没有 CTF，所以我这个 Re 手只能被迫学了点 AWDP 里的 Pwn Fix

但是比赛的时候 Check 脚本非常抽象，所以拼尽全力也只修出一道……好在是第一轮就修出来了，还拿了二血，而且其他题也几乎没人拿分，同时我们的 Web 大碟狠狠发力，上午的 AWDP 直接拿下全场第三，最后也是成功晋级 CISCN 和 CCB 双决赛，哈哈哈

附一张领奖图：

f9dd597b3adcf238d2c7636fb8417d67_720

话说回来，那几天的准备过程中还是学到一点东西的。这里笔者根据自己的理解，并结合前两年的题目，总结了一些常见知识点和patch脚本，后面可能还会进一步补充，希望对刚接触这部分知识的知识能够有所帮助

AWDP概述

AWDP，即AWD Plus，分为 Web 和 Pwn 两个方向，每个方向又分为 Break（攻击）和 Fix（防御）两个部分。

以 Pwn 方向为例，攻击没什么好说的，就是去打主办方的靶机，和普通CTF差不多；防御的话，需要我们来给程序的漏洞打补丁，让主办方的exp打不通，同时还不能影响程序原本的正常功能

所以我们的目标也很明确，就是需要找出程序的漏洞点，并采取相应的措施将其修复

修的时候我用的是siesta老灯学长推荐的一个叫做 AwdPwnPatcher 的工具，可以通过写 Python 脚本的方式（半）自动地patch二进制程序，一方面可以节省时间，另一方面方便管理，多次 patch 也不容易混乱，下面漏洞类型部分给出的代码模板示例均基于该工具，有关该工具的基本使用可参见 AwdPwnPatcher 的 Github 仓库

aftern00n/AwdPwnPatcher

打包命令

比赛时需要交一个tar/tar.gz压缩包，将二进制程序和主办方下发的update.py打包到一起

目录结构：

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update/
├── update.py
└── pwn          # 修补后的二进制文件

打包命令：

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tar -czvf update.tar.gz -C update .

漏洞类型

近几年长城杯和国赛的AWDP中，Pwn方向大部分题目都是基础的菜单题，漏洞点还是相对比较好找的，至于打的话，压力给到Pwn手

常见的漏洞大致可归纳为这几种：UAF、堆溢出、off-by-one(null)、格式化字符串、栈溢出

比赛的时候，尤其是在程序逻辑非常复杂时，没必要还原出所有细节，可以多往这几个方向上思考

01 UAF

一般出现在菜单中的delete功能中

造成UAF的原因在于释放内存时只将指针free掉，但没有将其置NULL

例如下面的代码，在删除content_arr[idx]对应的内容时，只free了指针指向的堆块，但是没将其置为0

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.text:0000000000001589                               loc_1589:                               ; CODE XREF: delete+67↑j
.text:0000000000001589 8B 45 EC                                      mov     eax, [rbp+idx]
.text:000000000000158C 48 98                                         cdqe
.text:000000000000158E 48 8D 14 C5 00 00 00 00                       lea     rdx, ds:0[rax*8]
.text:0000000000001596 48 8D 05 C3 2A 00 00                          lea     rax, content_arr
.text:000000000000159D 48 8B 04 02                                   mov     rax, [rdx+rax]
.text:00000000000015A1 48 89 C7                                      mov     rdi, rax        ; ptr
.text:00000000000015A4 E8 27 FB FF FF                                call    _free
.text:00000000000015A9 48 8D 3D 0A 0B 00 00                          lea     rdi, aDone      ; "done"
.text:00000000000015B0 E8 2B FB FF FF                                call    _puts
.text:00000000000015B5 90                                            nop
.text:00000000000015B6 48 8B 45 F8                                   mov     rax, [rbp+var_8]
.text:00000000000015BA 64 48 33 04 25 28 00 00 00                    xor     rax, fs:28h
.text:00000000000015C3 74 05                                         jz      short locret_15CA
.text:00000000000015C5 E8 26 FB FF FF                                call    ___stack_chk_fail

修复办法也很简单，加一步对content_arr[idx]对应内存的置零操作即可

patch.py

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from AwdPwnPatcher import *

awd = AwdPwnPatcher("./pwn")

asm = f"""
lea     rax, [rax+rdx]
mov     rdi, [rax]
mov     qword ptr [rax], 0
"""
awd.patch_by_jmp(0x159D, 0x15A4, assembly=asm)

awd.save("./update/pwn")

02 堆溢出

一般出现在菜单的edit功能中

其产生原因通常是：程序在修改堆块内容时，写入的字节比原来malloc申请的字节更多

因此我们在patch时，只需要让size始终保持原来申请堆块时的size即可

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.text:0000000000001A53 48 8B 45 E0                                   mov     rax, [rbp+ptr]
.text:0000000000001A57 48 89 C7                                      mov     rdi, rax        ; s
.text:0000000000001A5A E8 91 F7 FF FF                                call    _strlen
.text:0000000000001A5F 48 89 45 F0                                   mov     [rbp+n], rax
.text:0000000000001A63 8B 45 AC                                      mov     eax, [rbp+idx]
.text:0000000000001A66 48 98                                         cdqe
.text:0000000000001A68 48 8D 14 C5 00 00 00 00                       lea     rdx, ds:0[rax*8]
.text:0000000000001A70 48 8D 05 E9 35 00 00                          lea     rax, content_arr
.text:0000000000001A77 48 8B 04 02                                   mov     rax, [rdx+rax]
.text:0000000000001A7B 48 8B 55 F0                                   mov     rdx, [rbp+n]    ; n
.text:0000000000001A7F 48 8B 4D E0                                   mov     rcx, [rbp+ptr]
.text:0000000000001A83 48 89 CE                                      mov     rsi, rcx        ; src
.text:0000000000001A86 48 89 C7                                      mov     rdi, rax        ; dest
.text:0000000000001A89 E8 D2 F7 FF FF                                call    _memcpy
.text:0000000000001A8E 48 8B 45 E0                                   mov     rax, [rbp

patch.py

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from AwdPwnPatcher import *

awd = AwdPwnPatcher("./pwn")
idx = hex(0x54)
ptr = hex(0x20)
content_arr = hex(0x5060)
size_arr = hex(0x5160)

asm = f"""
mov     eax, [rbp-{idx}]
cdqe
lea     rdx, [rax*8]
lea     rax, [{content_arr}]
mov     rdi, [rdx+rax]
lea     rax, [{size_arr}]
mov     rdx, [rdx+rax]
mov     rsi, [rbp-{ptr}]
"""

awd.patch_origin(0x1A53, 0x1A89, assembly=asm)

awd.save("./update/pwn")

下面是之前写的一个错误版本：

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asm = f"""
mov     rax, [rbp-{idx}]      ; 取出索引idx
lea     rdx, [rax*8]    ; idx*8
lea     rax, [{content_arr}]          ; 取出content_arr的起始地址
mov     rdi, [rdx+rax]      ; rdi <- content_arr[idx]
lea     rax, [{size_arr}]          ; 取出size_arr的起始地址
mov     rdx, [rdx+rax]      ; rdx <- size_arr[idx]
mov     rsi, [rbp-{ptr}]      ; rsi <- ptr
"""

看起来差不多，但是看编译结果显示的很奇怪，原因是先取4字节再符号扩展到8字节并不等同于直接取8字节，这样可能会覆盖到后面的变量

总结经验：当patch之后IDA反编译结果变得很奇怪，变量之间重叠在一起，可能就是修的有问题

03 off-by-one

常见原因：字符串操作问题、循环取等导致多一次

核心就是要找到规定大小和实际大小是否存在相差1的情况，把对应的数-1即可

04 格式化字符串

格式化字符串漏洞产生的原因是，输出函数直接将用户输入作为格式化字符串解析，可能会导致内存数据泄露和任意地址写，具体原因这里不展开

修复方法也比较简单：在用户输入前添加真正的格式化字符串参数，用户输入只作为其参数传入

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from AwdPwnPatcher import *
awd = AwdPwnPatcher("./pwn")

# awd.patch_fmt_by_call(0x15CB)
# awd.save()

s = hex(0x28)
fmt_addr = awd.add_constant_in_ehframe("%s\x00\x00")

asm = f"""
mov     rsi, [rbp-{s}]
lea     rdi, [{fmt_addr}]
"""

awd.patch_by_jmp(0x15BF, 0x15CB, asm)
awd.save('./update/pwn')

05 栈溢出

常常只是修改一个数值，较为简单

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from AwdPwnPatcher import *
awd = AwdPwnPatcher("./pwn")

asm = f"""
mov	edx, 0x20
"""

awd.patch_origin(0x696, 0x69b, asm)
awd.save('./update/pwn')

Protobuf

没学过pwn，之前没接触过这个，但是看24 25每年都考，所以稍微准备了一下，结果今年没考……

关于Protobuf是什么:

概述 | Protocol Buffers 文档 - ProtoBuf 文档

从往年来看，考察的话是C/C++居多（当然也不排除考其它语言的可能性，毕竟：

image-20260325230436904

C

protobuf官方不支持C语言，用的是第三方库protobuf-c

做protobuf类的题目，无论什么语言，首要任务就是恢复结构体，可以手动恢复，也可以使用专门的工具自动恢复

这里以C为例，先展示一下手动恢复的过程

首先需要定位unpack函数

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其原型为：

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ProtobufCMessage *
protobuf_c_message_unpack(
    const ProtobufCMessageDescriptor *descriptor,
    ProtobufCAllocator *allocator,
    size_t len,
    const uint8_t *data
);

其中最重要的就是这个ProtobufCMessageDescriptor指针，可以通过它来还原protobuf的消息结构体

此时可以将protobuf-c的头文件导入IDA，方便应用结构体

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对照头文件中的定义：

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struct ProtobufCMessageDescriptor {
	/** Magic value checked to ensure that the API is used correctly. */
	uint32_t			magic;

	/** The qualified name (e.g., "namespace.Type"). */
	const char			*name;
	/** The unqualified name as given in the .proto file (e.g., "Type"). */
	const char			*short_name;
	/** Identifier used in generated C code. */
	const char			*c_name;
	/** The dot-separated namespace. */
	const char			*package_name;

	/**
	 * Size in bytes of the C structure representing an instance of this
	 * type of message.
	 */
	size_t				sizeof_message;

	/** Number of elements in `fields`. */
	unsigned			n_fields;
	/** Field descriptors, sorted by tag number. */
	const ProtobufCFieldDescriptor	*fields;
	/** Used for looking up fields by name. */
	const unsigned			*fields_sorted_by_name;

	/** Number of elements in `field_ranges`. */
	unsigned			n_field_ranges;
	/** Used for looking up fields by id. */
	const ProtobufCIntRange		*field_ranges;

	/** Message initialisation function. */
	ProtobufCMessageInit		message_init;

	/** Reserved for future use. */
	void				*reserved1;
	/** Reserved for future use. */
	void				*reserved2;
	/** Reserved for future use. */
	void				*reserved3;
};

可以发现这个程序的message结构体大小为0x50，有4个字段

其中，fields是指向的是一个ProtobufCFieldDescriptor类型的结构体，该结构体用于描述具体消息字段

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struct ProtobufCFieldDescriptor {
	/** Name of the field as given in the .proto file. */
	const char		*name;

	/** Tag value of the field as given in the .proto file. */
	uint32_t		id;

	/** Whether the field is `REQUIRED`, `OPTIONAL`, or `REPEATED`. */
	ProtobufCLabel		label;

	/** The type of the field. */
	ProtobufCType		type;

	/**
	 * The offset in bytes of the message's C structure's quantifier field
	 * (the `has_MEMBER` field for optional members or the `n_MEMBER` field
	 * for repeated members or the case enum for oneofs).
	 */
	unsigned		quantifier_offset;

	/**
	 * The offset in bytes into the message's C structure for the member
	 * itself.
	 */
	unsigned		offset;

	/**
	 * A type-specific descriptor.
	 *
	 * If `type` is `PROTOBUF_C_TYPE_ENUM`, then `descriptor` points to the
	 * corresponding `ProtobufCEnumDescriptor`.
	 *
	 * If `type` is `PROTOBUF_C_TYPE_MESSAGE`, then `descriptor` points to
	 * the corresponding `ProtobufCMessageDescriptor`.
	 *
	 * Otherwise this field is NULL.
	 */
	const void		*descriptor; /* for MESSAGE and ENUM types */

	/** The default value for this field, if defined. May be NULL. */
	const void		*default_value;

	/**
	 * A flag word. Zero or more of the bits defined in the
	 * `ProtobufCFieldFlag` enum may be set.
	 */
	uint32_t		flags;

	/** Reserved for future use. */
	unsigned		reserved_flags;
	/** Reserved for future use. */
	void			*reserved2;
	/** Reserved for future use. */
	void			*reserved3;
};

label、type对应的枚举

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typedef enum {
	/** A well-formed message must have exactly one of this field. */
	PROTOBUF_C_LABEL_REQUIRED,

	/**
	 * A well-formed message can have zero or one of this field (but not
	 * more than one).
	 */
	PROTOBUF_C_LABEL_OPTIONAL,

	/**
	 * This field can be repeated any number of times (including zero) in a
	 * well-formed message. The order of the repeated values will be
	 * preserved.
	 */
	PROTOBUF_C_LABEL_REPEATED,

	/**
	 * This field has no label. This is valid only in proto3 and is
	 * equivalent to OPTIONAL but no "has" quantifier will be consulted.
	 */
	PROTOBUF_C_LABEL_NONE,
} ProtobufCLabel;

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typedef enum {
	PROTOBUF_C_TYPE_INT32,      /**< int32 */
	PROTOBUF_C_TYPE_SINT32,     /**< signed int32 */
	PROTOBUF_C_TYPE_SFIXED32,   /**< signed int32 (4 bytes) */
	PROTOBUF_C_TYPE_INT64,      /**< int64 */
	PROTOBUF_C_TYPE_SINT64,     /**< signed int64 */
	PROTOBUF_C_TYPE_SFIXED64,   /**< signed int64 (8 bytes) */
	PROTOBUF_C_TYPE_UINT32,     /**< unsigned int32 */
	PROTOBUF_C_TYPE_FIXED32,    /**< unsigned int32 (4 bytes) */
	PROTOBUF_C_TYPE_UINT64,     /**< unsigned int64 */
	PROTOBUF_C_TYPE_FIXED64,    /**< unsigned int64 (8 bytes) */
	PROTOBUF_C_TYPE_FLOAT,      /**< float */
	PROTOBUF_C_TYPE_DOUBLE,     /**< double */
	PROTOBUF_C_TYPE_BOOL,       /**< boolean */
	PROTOBUF_C_TYPE_ENUM,       /**< enumerated type */
	PROTOBUF_C_TYPE_STRING,     /**< UTF-8 or ASCII string */
	PROTOBUF_C_TYPE_BYTES,      /**< arbitrary byte sequence */
	PROTOBUF_C_TYPE_MESSAGE,    /**< nested message */
} ProtobufCType;

这里我们如果想要恢复结构体，有两种办法：

  1. 根据偏移直接填写字段
  2. 先恢复.proto文件，再编译成.h文件
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syntax = "proto3";

message HeapPayload {
	int32 option = 1;
	repeated int32 chunk_sizes = 2;
	repeated int32 heap_chunks_id = 3;
	bytes heap_content = 4;
}

编译：

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protoc -c_out=. HeapPayload.proto

成功恢复：

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struct  HeapPayload
{
  ProtobufCMessage base;
  int32_t option;
  size_t n_chunk_sizes;
  int32_t *chunk_sizes;
  size_t n_heap_chunks_id;
  int32_t *heap_chunks_id;
  ProtobufCBinaryData heap_content;
};

比赛的时候当然还是推荐工具直接恢复，可以使用下面这个妙妙工具InkeyP/protobuf_rev，同时支持C/C++/GO/Rust

Go逆向

24年华中半决考了一道Go Pwn，但Go反编译出来的代码有点一言难尽……

笔者比赛前也没怎么仔细准备，这里先留个白

相关函数

下面复制粘贴总结了一些常见I/O函数和字符串操作函数的函数原型和特性，备赛时可以自己多积累一些，有相当一部分漏洞是对这些函数的不当使用造成的

gets

C 库函数 char *gets(char *str) 从标准输入 stdin 读取一行，并把它存储在 str 所指向的字符串中。当读取到换行符时，或者到达文件末尾时，它会停止，具体视情况而定。

下面是 gets() 函数的声明。

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char *gets(char *str)
  • str – 这是指向一个字符数组的指针，该数组存储了 C 字符串。

如果成功，该函数返回 str。如果发生错误或者到达文件末尾时还未读取任何字符，则返回 NULL

gets() 函数从标准输入读取字符，直到遇到换行符 \n 为止。它的处理方式是：

  1. 舍弃换行符 —— 换行符不会被存入字符串中
  2. 添加空字符 —— 在字符串末尾自动添加 \0

fgets

C 库函数 char *fgets(char *str, int n, FILE *stream) 从指定的流 stream 读取一行，并把它存储在 str 所指向的字符串内。当读取 (n-1) 个字符时，或者读取到换行符时，或者到达文件末尾时，它会停止，具体视情况而定。

下面是 fgets() 函数的声明。

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char *fgets(char *str, int n, FILE *stream)
  • str – 这是指向一个字符数组的指针，该数组存储了要读取的字符串。
  • n – 这是要读取的最大字符数（包括最后的空字符）。通常是使用以 str 传递的数组长度。
  • stream – 这是指向 FILE 对象的指针，该 FILE 对象标识了要从中读取字符的流。

如果成功，该函数返回相同的 str 参数。如果到达文件末尾或者没有读取到任何字符，str 的内容保持不变，并返回一个空指针。

如果发生错误，返回一个空指针。

注意，fgets会把换行符读入到字符串中

read/write

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#include <unistd.h>

ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);

它们分别用于：

  • read：从文件描述符 fd 读取最多 count 个字节到 buf
  • write：把 buf 中最多 count 个字节写入文件描述符 fd 指向的对象中

参数含义：

  • fd：文件描述符，例如 0 是标准输入，1 是标准输出，2 是标准错误
  • buf：读/写缓冲区
  • count：请求读/写的字节数
  • 返回值类型 ssize_t：成功时返回实际传输的字节数，失败返回 -1 并设置 errno

strcpy

C 库函数 char *strcpy(char *dest, const char *src) 把 src 所指向的字符串复制到 dest。

需要注意的是如果目标数组 dest 不够大，而源字符串的长度又太长，可能会造成缓冲溢出的情况。

下面是 strcpy() 函数的声明。

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char *strcpy(char *dest, const char *src)
  • dest – 指向用于存储复制内容的目标数组。
  • src – 要复制的字符串。

该函数返回一个指向最终的目标字符串 dest 的指针。

strncpy

C 库函数 char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n) 把 src 所指向的字符串复制到 dest，最多复制 n 个字符。当 src 的长度小于 n 时，dest 的剩余部分将用空字节填充。

下面是 strncpy() 函数的声明。

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char *strncpy(char *dest, const char *src, size_t n)
  • dest – 指向用于存储复制内容的目标数组。
  • src – 要复制的字符串。
  • n – 要从源中复制的字符数。

该函数返回最终复制的字符串。

atoi

C 库函数 int atoi(const char *str) 把参数 str 所指向的字符串转换为一个整数（类型为 int 型）。

下面是 atoi() 函数的声明。

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int atoi(const char *str)

该函数返回转换后的整数，如果没有执行有效的转换，则返回零。

sprintf

C 库函数 int sprintf(char *str, const char *format, …) 发送格式化输出到 str 所指向的字符串。

下面是 sprintf() 函数的声明。

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int sprintf(char *str, const char *format, ...)

snprintf

snprintf() 是一个 C 语言标准库函数，用于格式化输出字符串，并将结果写入到指定的缓冲区，与 sprintf() 不同的是，snprintf() 会限制输出的字符数，避免缓冲区溢出。

与 sprintf() 函数不同的是，snprintf() 函数提供了一个参数 size，可以防止缓冲区溢出。如果格式化后的字符串长度超过了 size-1，则 snprintf() 只会写入 size-1 个字符，并在字符串的末尾添加一个空字符（\0）以表示字符串的结束。

下面是 snprintf() 函数的声明。

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int snprintf ( char * str, size_t size, const char * format, ... );

int snprintf(char *str, size_t size, const char *format, …) 设将可变参数**(…)**按照 format 格式化成字符串，并将字符串复制到 str 中，size 为要写入的字符的最大数目，超过 size 会被截断，最多写入 size-1 个字符。

readline

在C语言中，readline函数的主要功能是从终端读取一行数据并返回。该函数的原型如下：

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char *readline(const char *str);

使用时首先需要包含头文件*<readline/readline.h>*

在程序中调用readline函数，该函数会在终端上显示一个提示符，等待用户输入。

用户输入完后，按下回车键，readline函数会将用户输入的字符串返回给程序。需要注意的是，返回的字符串是通过malloc函数分配的内存，因此使用完毕后需要使用free函数释放内存。

示例代码

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <readline/readline.h>
int main() {
   char *input;
   input = readline("请输入：");
   printf("你输入的是：%s\n", input);
   free(input);
   return 0;
}

汇编

下面是我在学习的时候一些有疑问的汇编指令，顺手记了一下

__x86_get_pc_thunk_bx

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call    __x86_get_pc_thunk_bx
add     ebx, (offset _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ - $)
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__x86_get_pc_thunk_bx:
    mov ebx, [esp]
    ret

call之后栈底为下一条指令地址，即此函数将add ebx, (offset _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ - $)这条指令的地址赋值给了ebx

add ebx, (offset _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ - $)求的是当前指令到GOT表基址的相对偏移

而前一步 ebx 已经拿到了“当前指令附近的运行时真实地址”，所以再加上这个相对偏移，就得到：

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ebx = _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ 的运行时真实地址

lea 指令

lea指令用于将变量的地址装进寄存器

例如：

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lea rax [rax+rdx]

就是将rax+rdx的结果放到rax寄存器中

但是该指令在32位和64位程序的寻址方式上有所不同

例如:

32位

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lea eax [0x694]	; 8D 05 94 06 00 00

前2个字节用于表示lea的操作码和操作的寄存器，后面4个字节是变量的绝对地址

64位

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lea rax [0x694]	; 48 8D 05 F1 FF FF FF

而64位下，由于寄存器为64位，故指令前多了一个0x48前缀，同时，后面的4个字节不再表示变量的绝对地址，而是一个相对偏移地址rel32

具体来说：

目的地址target=lea指令长度+signExtend(rel32)

换言之，rel32表示目的地址与lea的下一条指令的地址之间的相对偏移

又因为patch程序的.eh_frame段和程序的.text段的相对距离是不变的，所以在fix64位程序时，可以直接lea一个符号地址，因为在机器码层面实际上是填的对应的相对偏移，不受pie的影响

但是在32位程序中，如果程序开启了pie，那么就不可以直接lea符号地址了，因为程序加载的基址并不确定，所以需要构造原地跳转，先求出程序基址，再加偏移，从而求出符号在运行时的真实地址