实验3：ShellShock 攻击实验

浏览数：18 / 时间：2015年06月20日

ShellShock 攻击实验

一、 实验描述

2014年9月24日，Bash中发现了一个严重漏洞shellshock，该漏洞可用于许多系统，并且既可以远程也可以在本地触发。在本实验中，学生需要亲手重现攻击来理解该漏洞，并回答一些问题。

二、 预备知识

1. 什么是ShellShock？

Shellshock，又称Bashdoor，是在Unix中广泛使用的Bash shell中的一个安全漏洞，首次于2014年9月24日公开。许多互联网守护进程，如网页服务器，使用bash来处理某些命令，从而允许攻击者在易受攻击的Bash版本上执行任意代码。这可使攻击者在未授权的情况下访问计算机系统。——摘自维基百科

2. 进行实验所需的准备

1. 环境搭建

以root权限安装4.1版bash（4.2版本以上的漏洞已经被堵上了） bash4.1 下载地址：http://labfile.oss.aliyuncs.com/bash-4.1.tar.gz技术分享

下载

# wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/bash-4.1.tar.gz

安装

# tar xf bash-4.1.tar.gz
# cd bash-4.1
# ./configure
# make & make install

链接

# rm /bin/bash
# ln -s /usr/local/bin/bash /bin/bash

到这里就安装完了，接下来检测是否存在shellshock漏洞。

$ env x=‘() { :;}; echo vulnerable‘ bash -c "echo this is a test "

技术分享

输出vulnerable的话,说明bash有漏洞。

最后，让/bin/sh 指向/bin/bash.

$ sudo ln -sf /bin/bash /bin/sh

现在一切就绪，进入下一步吧。

2.预备知识

了解bash自定义函数，只需要函数名就能够调用该函数。

$ foo() { echo bar; } 
$ foo
> bar

这个时候的Bash的环境变量：

KEY = foo
VALUE = () { echo bar; }

来看看ShellShock漏洞的真身：

export foo=’() { :; }; echo Hello World’ 
bash
>Hello World

怎么样？看明白了没？为什么调用bash的时候输出Hello World了呢？ 瞧瞧他内部的情况：

KEY = foo
VALUE = () { :; }; echo Hello World

bash读取了环境变量，在定义foo之后直接调用了后面的函数。 一旦调用bash，自定义的语句就直接触发。

到了这，你有想到什么么，联系之前的Set-UID课程。 对！干坏事的孩子会被警察叔叔抓走的：）

不多说了，来get root权限吧！

三、 实验内容

1.攻击Set-UID程序

本实验中，我们通过攻击Set-UID程序来获得root权限。 首先，确保安装了带有漏洞的bash版本，并让/bin/sh 指向/bin/bash.

$ sudo ln -sf /bin/bash /bin/sh

请编译下面这段代码，并设置其为Set-UID程序，保证它的所有者是root。我们知道system()函数将调用"/bin/sh -c" 来运行指定的命令, 这也意味着/bin/bash 会被调用，你能够利用shellshock漏洞来获取权限么？

#include <stdio.h>
void main()
{
    setuid(geteuid()); // make real uid = effective uid.
    system("/bin/ls -l");
}

我们注意到这里使用了setuid(geteuid()) 来使real uid = effective uid，这在Set-UID程序中不是普遍实践，但它确实有时会发生。 先自己试着hack一下：） …… …… …… …… …… …… 以下是hack过程。技术分享

如果 setuid(geteuid()) 语句被去掉了，再试试看攻击，我们还能够拿到权限么？

#include <stdio.h>
void main()
{
    system("/bin/ls -l");
}

技术分享(hack过程与step1完全一样，sh0ck是编译后的程序)

失败啦！这就说明如果 real uid 和 effective uid 相同的话，定义在环境变量中的内容在该程序内有效，那样shellshock漏洞就能够被利用了。但是如果两个uid不同的话，环境变量失效，就无法发动攻击了，这可以从bash的源代码中得到印证（variables.c,在308到369行之间）请指出是哪一行导致了这样的不同，并说明bash这样设计的原因。

这里给出这部分代码

/* Initialize the shell variables from the current environment.
   If PRIVMODE is nonzero, don‘t import functions from ENV or
   parse $SHELLOPTS. */
void
initialize_shell_variables (env, privmode)
     char **env;
     int privmode;
{
  char *name, *string, *temp_string;
  int c, char_index, string_index, string_length;
  SHELL_VAR *temp_var;

  create_variable_tables ();

  for (string_index = 0; string = env[string_index++]; )
    {

      char_index = 0;
      name = string;
      while ((c = *string++) && c != ‘=‘)
  ;
      if (string[-1] == ‘=‘)
  char_index = string - name - 1;

      /* If there are weird things in the environment, like `=xxx‘ or a
   string without an `=‘, just skip them. */
      if (char_index == 0)
  continue;

      /* ASSERT(name[char_index] == ‘=‘) */
      name[char_index] = ‘\0‘;
      /* Now, name = env variable name, string = env variable value, and
   char_index == strlen (name) */

      temp_var = (SHELL_VAR *)NULL;

      /* If exported function, define it now.  Don‘t import functions from
   the environment in privileged mode. */
      if (privmode == 0 && read_but_dont_execute == 0 && STREQN ("() {", string, 4))
  {
    string_length = strlen (string);
    temp_string = (char *)xmalloc (3 + string_length + char_index);

    strcpy (temp_string, name);
    temp_string[char_index] = ‘ ‘;
    strcpy (temp_string + char_index + 1, string);

    parse_and_execute (temp_string, name, SEVAL_NONINT|SEVAL_NOHIST);

    /* Ancient backwards compatibility.  Old versions of bash exported
       functions like name()=() {...} */
    if (name[char_index - 1] == ‘)‘ && name[char_index - 2] == ‘(‘)
      name[char_index - 2] = ‘\0‘;

    if (temp_var = find_function (name))
      {
        VSETATTR (temp_var, (att_exported|att_imported));
        array_needs_making = 1;
      }
    else
      report_error (_("error importing function definition for `%s‘"), name);

    /* ( */
    if (name[char_index - 1] == ‘)‘ && name[char_index - 2] == ‘\0‘)
      name[char_index - 2] = ‘(‘;   /* ) */
  }

摘出其中关键部分并简化

void initialize_shell_variables(){
// 循环遍历所有环境变量
for (string_index = 0; string = env[string_index++]; ) {
     /*...*/
     /* 如果有export过的函数, 在这里定义 */
     /* 无法导入在特权模式下（root下）定义的函数 */
     if (privmode == 0 && read_but_dont_execute == 0 &&
           STREQN (“() {“, string, 4)) {
           [...]
           // 这里是shellshock发生的地方
           // 传递函数定义 + 运行额外的指令
           parse_and_execute (temp_string, name,
                SEVAL_NONINT|SEVAL_NOHIST);
[...]
} }

就是上述那一行判断逻辑导致了两者的不同，primode即私有模式，要求real uid 与 effective uid保持一致。至于如此设计的原因，小编觉得。。别人家的环境变量自己都不知道内容是些什么，import了也没用吧。。。。小编想的比较天真，你一定有更好的答案：）

至于ShellShock漏洞的防御方法么，快去升级你家Bash啦。

四、 练习

在实验楼环境安步骤进行实验，并截图

您已经完成本课程的所有实验，干的漂亮！

License

本课程所涉及的实验来自Syracuse SEED labs，并在此基础上为适配实验楼网站环境进行修改，修改后的实验文档仍然遵循GNU Free Documentation License。

本课程文档github链接：https://github.com/shiyanlou/seedlab

附Syracuse SEED labs版权声明：

Copyright Statement Copyright 2006 – 2009 Wenliang Du, Syracuse University. The development of this document is funded by the National Science Foundation’s Course, Curriculum, and Laboratory Improvement (CCLI) program under Award No. 0618680 and 0231122. Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.2 or any later version published by the Free Software Foundation. A copy of the license can befound at http://www.gnu.org/licenses/fdl.html.

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