CSAPP AttackLab：缓冲区溢出与ROP攻击解析

"这篇文档详细解析了CSAPP（《计算机系统：一种程序员的视角》）中的AttackLab实验，主要涉及缓冲区溢出错误和Return-Oriented Programming (ROP) 攻击技术。实验通过ctarget和rtarget两个可执行文件，提供不同级别的攻击挑战，以锻炼和理解代码注入及ROP的实施方法。" 在AttackLab中，实验者首先会接触到代码注入攻击，以level1为例，其核心是利用缓冲区溢出漏洞改变函数调用链。在ctarget程序中，`test`函数调用了`getbuf`，而`getbuf`则通过`Gets`函数读取用户输入，忽略了边界检查，这就为攻击提供了可能。`Gets`函数会将用户输入的数据存储到一个固定大小（BUFFER_SIZE）的缓冲区内，如果输入的字符串过长，就会溢出到栈上的其他数据区域，包括保存在栈上的返回地址。 在level1中，目标是覆盖`test`函数栈帧中的返回地址，使其在`getbuf`返回后不执行`test`的后续代码，而是跳转到`touch1`函数。`touch1`函数会进行一些验证操作并打印一条消息，然后退出。为了实现这一目标，攻击者需要计算出足够覆盖返回地址的字符串长度，并且该字符串必须包含`touch1`的地址。这通常需要对程序的汇编代码进行深入分析，找到`touch1`函数的入口地址。 通过`objdump -d ctarget > ctarget.asm`命令，我们可以得到ctarget的汇编代码，从而找到`touch1`的入口地址。然后，攻击者需要构造一个特定的输入字符串，这个字符串的前部分填充到缓冲区，以覆盖返回地址，后部分则包含`touch1`的地址。这样，当`getbuf`返回时，控制流就会被导向`touch1`。 随着实验难度的提升，level2和level3可能需要更复杂的攻击策略，例如在level2中可能需要覆盖更多的栈帧信息，或者在level3中可能引入了防止简单的返回地址覆盖的防御机制，这时候就需要运用到ROP技术。 ROP是一种绕过数据执行保护（DEP）的技术，它不直接执行注入的代码，而是通过拼接一系列已存在于程序内存空间中的小片段（gadgets）来达到执行任意代码的目的。在rtarget程序中，实验者需要通过ROP来达到类似的目标，即改变程序的执行流程，执行特定的功能。 AttackLab是CSAPP课程中一项实践性的教学环节，旨在帮助学生深入理解缓冲区溢出攻击和ROP技术，同时提高他们在实际环境中识别和防范这类安全威胁的能力。通过这些实验，学生能够掌握如何分析程序的汇编代码，构造溢出字符串，以及如何寻找和利用内存中的gadgets来执行控制流劫持。