MIPS PWN 入门

MIPS是一种采取精简指令集(RISC)的指令集架构,突出特点是高性能,广泛被使用在许多电子产品、网络设备、个人娱乐设备与商业设备上,在路由器领域也被广泛应用。虽然今年MIPS所属公司已经宣布放弃对该架构继续进行研发设计,但是其作为x86、arm之后的第三大CPU架构阵营,现在市面上仍有大量的MIPS架构的产品,尤其是路由器芯片。此外,MIPS在学术界也非常受到追捧,很多超算竞赛冠军的设计方案都是MIPS的。就目前来看,MIPS的安全研究还是相对较为有意义的。

MIPS架构基础知识

常用汇编与流水线操作 在MIPS PWN中所常用到的汇编指令如下表所示:

image.png

MIPS架构为精简指令集, 常见的MIPS芯片流水线操作为五级, 如下图

wiki-Fivestagespipeline.png

其中IF =指令提取,ID =指令解码,EX =执行,MEM =存储器访问,WB =寄存器写回. 垂直轴是连续的指令: 横轴是时间. 在图示的情况中,最早的指令处于WB阶段,而最新的指令正在进行指令提取. 对于跳转/分支指令, 当其到达执行阶段且新的程序计数器已经产生时, 紧随其后的下一条指令实际上已经开始执行了. MIPS 规定分支之后的指令总是在分支目标指令之前执行,紧随分支指令之后的位置称为 分支延迟槽. 在没有任何可用操作时,延迟槽将填充空指令(nop)占位. 例如下面这段MIPS汇编代码中,
“`move $a0, $s1“`会在“`jalr“`跳转前执行

.text:0007F944                 move    $t9, $s0
.text:0007F948                 jalr    $t9              
.text:0007F94C                 move    $a0, $s1

这个特性在我们查找gadgets和构造payload的时候要多注意, 这也是MIPS上的PWN相比x86架构来说较为特殊的点之一.

寄存器与调用约定 常用的MIPS寄存器作用如下:

  • “`\$a0“` – “`\$a3“`:函数调用时的参数传递,若参数超过 4 个,则多余的使用堆栈传递
  • “`\$t0“`-“`\$t7“`:临时寄存器
  • “`\$s0“` – “`\$s7“`:保存寄存器,使用时需将用到的寄存器保存到堆栈
  • “`\$gp“`:全局指针,用于取数据(32K访问内);“`\$sp“`:栈指针,指向栈顶
  • “`\$fp“`:栈帧指针;“`\$ra“`:存储返回地址

MIPS的调用约定为被调用者实现堆栈平衡, 参数 1 ~ 4 分别保存在
“`\$a0“` ~ “`\$a3“` 寄存器中,剩下的参数从右往左依次入栈. MIPS的栈布局如下图所示, 某寄存器在堆栈中的位置不是确定的, 例如“`\$ra“`在某函数栈中的偏移是“`\$sp“`+N, 而在另一函数栈中的偏移是“`\$sp“`+M.

image.png

当CPU执行跳转到被调用函数后, 被调用函数将会开辟新的栈帧, 根据本函数内是否还有其他函数调用决定是否将
“`\$ra“` 入栈, 再将“`\$sp“` 入栈. 对于“`\$ra“`, 当本函数为叶子函数(函数内无其他函数调用), 则“`\$ra“`不入栈, 否则将“`\$ra“`入栈. 对于栈溢出攻击而言, 当函数为非叶子函数时, 可以直接通过覆盖栈上的“`\$ra“`来劫持控制流.

缓存非一致性
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0x01 [HCTF 2018] WarmUp [PHP][代码审计]

题目链接

简单题。打开网页后一张滑稽,按F12寻找信息,发现代码注释里有一行
“`“`,在url后加上/source.php刷线页面,得到一段PHP代码。

<?php
    highlight_file(__FILE__);
    class emmm
    {
        public static function checkFile(&$page)
        {
            $whitelist = ["source"=>"source.php","hint"=>"hint.php"];
            if (! isset($page) || !is_string($page)) {
                echo "you can't see it";
                return false;
            }

            if (in_array($page, $whitelist)) {
                return true;
            }

            $_page = mb_substr(
                $page,
                0,
                mb_strpos($page . '?', '?')
            );
            if (in_array($_page, $whitelist)) {
                return true;
            }

            $_page = urldecode($page);
            $_page = mb_substr(
                $_page,
                0,
                mb_strpos($_page . '?', '?')
            );
            if (in_array($_page, $whitelist)) {
                return true;
            }
            echo "you can't see it";
            return false;
        }
    }

    if (! empty($_REQUEST['file'])
        && is_string($_REQUEST['file'])
        && emmm::checkFile($_REQUEST['file'])
    ) {
        include $_REQUEST['file'];
        exit;
    } else {
        echo "<br><img src=\"https://i.loli.net/2018/11/01/5bdb0d93dc794.jpg\" />";
    }  
?>

看这个判断语句

if (! empty($_REQUEST['file'])
        && is_string($_REQUEST['file'])
        && emmm::checkFile($_REQUEST['file'])
    )

说明是在请求中包含有文件,以及文件是一个string,这两个都好说,看第三个是进入checkFile函数。

看代码逻辑的话,有三种情况会返回true
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