格式化字符串漏洞

前提知识储备：

概念

格式化字符串函数可以接受可变数量的参数，并将第一个参数作为格式化字符串，根据其来解析之后的参数。一般来说，格式化字符串在利用的时候主要分为三个部分

• 格式化字符串函数
• 格式化字符串
• 后续参数，就是下图中逗号后的变量（可以不要）

上述可转为该图：

将相关正式概念代入图片更好理解

相关函数

输入：

• scanf

输出函数

• printf函数的字符串漏洞

  此漏洞如（来自攻防世界的CGfsb）：

  

在格式化字符串函数中%n，作用是把在%n前输出的字符个数赋值给对应的整型指针参数所指的变量

%hh的作用是限定输出格式为8位，即一个字节；

%h的作用是限定输出格式为16位，即两个字节；

%l的作用是限定输出格式为32位，即四个字节；

%ll的作用是限定输出格式为64位，即八个字节；

%L的作用是输出实数，支持long double类型；

• sprintf原型int sprintf(char *string, char *format [,argument,…])

  • string– 这是指向一个字符数组的指针，该数组存储了 C 字符串。

  • format– 这是字符串，包含了要被写入到字符串 str 的文本。它可以包含嵌入的 format 标签，format 标签可被随后的附加参数中指定的值替换，并按需求进行格式化。format 标签属性是**%[flags] (width)[.precision] (length)specifier**

  • **[argument]…**：根据不同的 format 字符串，函数可能需要一系列的附加参数，每个参数包含了一个要被插入的值，替换了 format 参数中指定的每个 % 标签。参数的个数应与 % 标签的个数相同。

把格式化的数据写入某个字符串缓冲区。如果成功，则返回写入的字符总数（不包括’\0’），不包括字符串追加在字符串末尾的空字符。如果失败，则返回一个负数。

原理

x86系统下：

以printf为例

假设printf函数将以图中方式进行输出。那么作为一个函数，首先就是将参数入栈，又按照从右到左的方式。那么将按以下的情况入栈：

1
2
3
4

3.14
123456
addr of "red"
addr of format string: Color %s，Number %d，Float %4.2f

执行printf函数后，函数会获取第一个参数，也就是格式化字符串。函数将会一个个的读取字符串中的字符，有以下情况：

• 当前字符不是%，直接输出到相应标准输出。
• 当前字符是%， 继续读取下一个字符
  • 如果没有字符，报错
  • 如果下一个字符是%,输出%；否则根据相应字符对应的数据类型，获取相应的参数，将其输出

那么漏洞将会发生在哪呢？

假设我们将程序写成这样

1

printf("Color %s, Number %d, Float %4.2f");

我们并没有提供printf函数中%后对应的参数，此时程序并不会报错停止，而是继续执行，会在栈中存储着格式化字符串地址上面的三个高地址变量解析，作为输出：

• %s则解析其地址对应的字符串

• %d解析内容对应的整型值

• %f解析内容对应的浮点值

  第一个，注意！解析地址！如果是一个无法访问的地址比如0，那么程序将崩溃，这也是我们利用的点，比如注入不限量个%s，总有一个能让程序崩溃的。而其余两个我们也可以借此而使得栈上的内容泄露出来

  这里补充一点：我们是可以获取栈中被视为第n+1个参数的值方法为：

  1

  %n$p

  n代表该格式化字符串对应的第n个输出参数，那相对于输出函数来说，就是第n+1个参数了。

  x64系统下：

  原理与x86并无不同，唯一需要注意的就是x64系统下，函数的前六位参数是使用寄存器存放的，顺序为RDI,RSI,RDX,RCX,R8,R9对应前六位参数，所以在gdb中相对偏移时，要把栈上的偏移加上相差寄存器的数量的才是n的值

参考：

ctf-wiki格式化字符串漏洞