CSAPP 实验2是一个很好玩的实验,网上有很多参考资源写的都很好，本文增加了一些具体细节。
想要我的炸弹可以私信我。 还得看形式语言 ， 炸弹6 7 有时间再拆
第1章 实验基本信息
1.1 实验目的
- 熟练掌握计算机系统的ISA指令系统与寻址方式
- 熟练掌握Linux下调试器的反汇编调试跟踪分析机器语言的方法
- 增强对程序机器级表示、汇编语言、调试器和逆向工程等的理解
1.2 实验环境与工具
1.2.1 硬件环境
Intel 10850H x86_64
1.2.2 软件环境
Ubuntu 20.04
1.2.3 开发工具
Vim、gdb、visual studio
1.3 实验预习
认真学习gdb的用法与汇编语言相关知识
了解一些cmd指令,比如看计算器 cmd+calc
cmd命令以及用法大全_cmd命令操作_qq_38196334的博客-CSDN博客
第2章 实验环境建立
2.1 Ubuntu下CodeBlocks反汇编（10分）
CodeBlocks运行hello.c。反汇编查看printf函数的实现。
要求：C、ASM、内存(显示hello等内容)、堆栈（call printf前）、寄存器同时在一个窗口。
注意:如果想调试的话必须建立工程,血的教训!!!!
测试代码:
#include<stdio.h>
int m = 0;int r = 3;int sum(int x1,int x2,int x3,int x4, int x5,int x6,int x7,int x8){return x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8;
}int main(){m = m/r;m = sum(1,2,3,4,5,6,7,8);printf("%d\n",m);const char* a= "Hello-2021112114-lyx";printf("Hello-202111-xiaoyu");
}
进行调试:
查看变量m的值:
如图所示(橙色荧光标注),由于数据在计算机中采用小端存储,所以是0000000..24（十六进制)
转换成十进制就是36查看字符串2021112114-lyx:
方法1:字符串在字符串表里，你这个是字符串常量，它的值是个const char*，你如果想看可以用一个const char*指向它然后查一下这个地址
方法2:通过rip查找，也就是查看PC的值,然后去访问那个地址,把字节开到最大就能找到字符串。
将rip的地址输入，把字节调到最大就能找到，这里显示的是printf中的参数,不是const char *的参数,一个是字符库一个是位于数据区和代码区
本来想拿edb看虚拟地址，但是有保护机制，每次运行的虚拟地址不一样。
2.2 Ubuntu下EDB运行环境建立（10分）
用EDB调试hello.c的执行文件，截图，要求同2.1
gcc hello.c
edb --run a.out
点完run 以后一直step into 不要问为什么QWQ
第3章 各阶段炸弹破解与分析
前几阶段的密码：防止笔误
I was trying to give Tina Fey more material.
0 1 1 2 3 5
3 g 207
14 7
5 115每阶段30分，密码10分，分析20分，总分不超过80分
汇编器将汇编代码翻译成二进制指令
cd 到所在文件夹
gdb bomb
b phase_1 #设置断点
run
ni 单步运行一句 ni 2单步运行两句
layout asm 调试查看方便一些objdump -d ./bomb > bomb.s
翻译成汇编代码3.1 阶段1的破解与分析
密码如下：I was trying to give Tina Fey more material.(注意标点).
破解过程:
调用了string not equal函数,如果不相等,就跳转到炸弹爆炸函数,推测比较的字符串在寄存器里，此外可以看到两个push将参数入栈，是为strings_not_equal()准备的。根据函数名，可以知道这个函数是在比较两个字符串是否相等，所以push的很有可能就是一个答案字符串所在地址(如果是程序自带的变量包括字符串等都会在.rodata部分，所以压栈时会直接压入对应地址，另一个来自标准输入的字符串地址。所以利用gdb查看输入和比较的字符串。
3.2 阶段2的破解与分析
密码如下：0 1 1 2 3 5
破解过程：光看汇编代码就能破解。
根据汇编代码推测，第一个参数的位置在$rbp-0x30(位置) 第二个参数在$rbp-0x2c(44)的位置根据规律依次减少四,存入参数地址。首先判断第一个和第二个数是不是0和1，ebx相当于计数器i记录循环的标志,-0x30(%rbp,%rax,4)相当于数组是输入的参数以偏移量的形式展示。$rdx和$ebx是相等的，ecx比eax少1,显示不同顺序的参数，由add -0x30(%rbp,%rcx,4),%eax相当于一个斐波那契数列，递归的起点是0 1，递推式是fib(n) = fib(n-1)+fib(n-2)
0000000000401414 <phase_2>:401414: 55 push %rbp401415: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp401418: 53 push %rbx401419: 48 83 ec 28 sub $0x28,%rsp40141d: 48 8d 75 d0 lea -0x30(%rbp),%rsi401421: e8 c8 05 00 00 call 4019ee <read_six_numbers>401426: 83 7d d0 00 cmpl $0x0,-0x30(%rbp) //第一个数是不是040142a: 75 06 jne 401432 <phase_2+0x1e> //不相等或者不为040142c: 83 7d d4 01 cmpl $0x1,-0x2c(%rbp) //同理401430: 74 05 je 401437 <phase_2+0x23> //如果第二个参数不是1引爆炸弹401432: e8 95 05 00 00 call 4019cc <explode_bomb>401437: bb 02 00 00 00 mov $0x2,%ebx // i = 240143c: eb 08 jmp 401446 <phase_2+0x32>40143e: e8 89 05 00 00 call 4019cc <explode_bomb>401443: 83 c3 01 add $0x1,%ebx //i = i+1=3 i=4 i = 5401446: 83 fb 05 cmp $0x5,%ebx if(i!=5)401449: 7f 1e jg 401469 <phase_2+0x55> //我们的目标是安全循环出来40144b: 48 63 d3 movslq %ebx,%rdx//rdx = 2 rdx = 340144e: 8d 4b fe lea -0x2(%rbx),%ecx//ecx = 0 ecx = 1 ecx = 2 ecx = 3401451: 48 63 c9 movslq %ecx,%rcx401454: 8d 43 ff lea -0x1(%rbx),%eax//eax = 1 eax = 2 eax = 3 ecx = 4401457: 48 98 cltq 401459: 8b 44 85 d0 mov -0x30(%rbp,%rax,4),%eax//传入第二个参数 传入第三个参数40145d: 03 44 8d d0 add -0x30(%rbp,%rcx,4),%eax//a2'=a1+a2=1 a3'=a2+a3=1+a3 a4'=a3+a4 a5=a4+a5401461: 39 44 95 d0 cmp %eax,-0x30(%rbp,%rdx,4)//a3=a2'=1？ a4=a3'=a3+1? a5 = a4'? a6=a5'=a4'+a5=2(a3+1)+a5?401465: 74 dc je 401443 <phase_2+0x2f>401467: eb d5 jmp 40143e <phase_2+0x2a>401469: 48 83 c4 28 add $0x28,%rsp40146d: 5b pop %rbx40146e: 5d pop %rbp40146f: c3 ret 3.3 阶段3的破解与分析
密码如下：3 g 207（答案不唯一)
破解过程：
gdb bomb
b phase_
run sol.txt- 首先当然还是先观察phase_3的汇编代码，看是不是调用了有关输入的参数的函数：在sscanf函数调用后检查$eax，因为sscanf在参数匹配成功后会将匹配成功的参数的个数放入eax中返回，所以检查eax是否大于2，即至少应匹配三个参数才能过第一个爆炸点.
- 确定输入字符串的格式: %d %c %d
推断出$ rbp - 0x4存的是第一参数，并且必须小于7，这里就以3为例
x/x 地址 #查看地址存的数据第一个x代表查看内存内容 第二个x代表以十六进制的形式显示
猜测：判断第三个参数和0xcf也就是207是否相等
猜测rbp-0x9位置存放的是字符,再根据acii码对比可知103--g，第二个是比较ACII码
3.4 阶段4的破解与分析
密码如下：14 7
破解过程：
gdb bomb
b phase_4
r sol.txt #推荐把前几关的密码写入文件中
ni
layout asm
x/s 地址 #查看字符串形式的输入格式破解过程相信大家已经轻车熟路了,首先查看输入的形式，输入两个数字，如果输入的数字个数不是2，就会引爆炸弹。
根据寄存器的使用规则,arg1作为函数的第三个输入参数，他的存放地址由寄存器rdx来确定，对于第四个参数他的寄存地址由rcx确定，接下来我们要根据代码确定arg1和arg2的具体数值。
1.测试数据 99 88; 通过测试发现$rbp-0x4储存的是第一参数,下方的test是判断是不是等于0的操作。
2.接着单步运行发现不仅要大于0，而且还不能大于0xe也就是15
3.紧接着，执行了三条赋值语句，可以推测三条mov指令是为fun4准备参数
4.关于fun4如何执行我们之后再看,我们先看fun4执行完之后的代码
根据寄存器的使用规则,函数返回值必须放在rax中,所以返回值必须为7，否则会引爆炸弹。
第二个cmpl函数cmpl -x08(rbp)，用来比较agr2和7的大小，所以可以确定第二个输入参数为7，我们进一步缩小范围，第一个数小于等于14第二个数是7
5.下面我们来分析一下函数fun4的代码:
测试数据
(gdb) i r在调用函数之前查看寄存器 rax 存放第一个值 rdx =14 rsi = 0 rdi存放函数的第一个参数，如果相等那么mov $0x0,%eax返回值是0不是7，就不符合要求，所以一定是在函数中跳转结束的。
看代码:
00000000004015be <func4>: （edx=14 ecx =7 esi=0）4015be: 55 push %rbp4015bf: 48 89 e5 mov %rsp,%rbp4015c2: 89 d1 mov %edx,%ecx #此时ecx = edx=144015c4: 29 f1 sub %esi,%ecx #ecx = ecx = 144015c6: 89 c8 mov %ecx,%eax #eax = ecx = 144015c8: c1 e8 1f shr $0x1f,%eax #逻辑右移eax >> 0x1f(31)逻辑移位 相当于左移一位 此时eax应该是0 因为不能保证精度4015cb: 01 c8 add %ecx,%eax #eax = eax+ecx =144015cd: d1 f8 sar %eax #移位的位数等于1时,可以省略 对eax进行算数算数右移一位的操作，可以看成这个数除以2 eax = 74015cf: 01 f0 add %esi,%eax #eax = 0+eax = 7 4015d1: 39 f8 cmp %edi,%eax #7和第一个参数对比 4015d3: 7f 09 jg 4015de <func4+0x20>#如果比第二个参数大话,edi[7,14]4015d5: 7c 13 jl 4015ea <func4+0x2c>#如果小的话4015d7: b8 00 00 00 00 mov $0x0,%eax4015dc: 5d pop %rbp4015dd: c3 ret 4015de: 8d 50 ff lea -0x1(%rax),%edx4015e1: e8 d8 ff ff ff call 4015be <func4>4015e6: 01 c0 add %eax,%eax4015e8: eb f2 jmp 4015dc <func4+0x1e>4015ea: 8d 70 01 lea 0x1(%rax),%esi4015ed: e8 cc ff ff ff call 4015be <func4>4015f2: 8d 44 00 01 lea 0x1(%rax,%rax,1),%eax4015f6: eb e4 jmp 4015dc <func4+0x1e>第一轮调用：如果是jg eax = 7 ecx = 14 edx = 14 让rax+1
4015ea: 8d 70 01 lea 0x1(%rax),%esi4015ed: e8 cc ff ff ff call 4015be <func4>
只有函数返回值为1的时候递归才结束，此时返回值一定是eax = 2*0+1 = 1
要想让eax= 7只有调用7次，也就是eax增加七次所以7+7 = 14或者7-7=0；又因为前面的限制条件所以第一个参数不能为0，所以密码只能是14 7；
ecx = edx = 6 eax = edx = 6 eax = 0 eax = 6 eax = 3 eax = 3
3.5 阶段5的破解与分析
密码如下：5 115
破解过程：
老规矩我们先分析一下汇编代码
确定参数地址和输入形式
and一个都是1的数字，没有啥作用，作用主要是生成标志位判断是不是0。指令and $0xf, %eax取得第一个参数的后四位，且要求第一个参数不能是15，edx为计数器，ecx为累加，根据当次循环eax的值去寻址mov 0x403200(,%rax,4),%eax取到数组中的下一个不连续的元素，结束循环的条件是eax取到15时edx计数到15次，第二个参数与ecx相等。查看地址 0x4031e0(,%rax,4)的元素，观察数组有唯一确定的跳转表将这些值累加得115 其实直接最后看看ecx就行
3-12-7-11-4-13-6-9-4-8-0-10-1-2-14-6-15
3-12-7-11-4-13-6-9-4-8-0-10-1-2-14-6-15
最后和ecx比较是不是相等
参考:
CSAPP第二次实验 bomb二进制炸弹的破解_FatFat-Whale的博客-CSDN博客
汇编学习记录-两种架构汇编指令简单总结_此号已废20的博客-CSDN博客
B站九曲阑干
哈工大各位大佬
