如何关闭gcc编译器优化以启用缓冲区溢出

Question

我正在处理一道作业问题，需要禁用编译器优化保护才能使其正常工作。我正在使用 Ubuntu Linux 上的 gcc 4.4.1，但无法确定正确的参数。我意识到这取决于架构 - 我的机器运行在32位英特尔处理器上。

谢谢。

- sa125

Answer 1

这是一个很好的问题。为了解决这个问题，你还需要禁用ASLR，否则g()的地址将无法预测。

禁用ASLR：

sudo bash -c 'echo 0 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space'

禁用 canaries：

gcc overflow.c -o overflow -fno-stack-protector

在取消canaries和ASLR之后，这将是一种直截了当的攻击方式，就像Smashing the Stack for Fun and Profit中描述的那样。

以下是Ubuntu使用的安全功能列表: https://wiki.ubuntu.com/Security/Features 您不必担心NX位，因为g()的地址始终在内存的可执行区域内，因为它位于TEXT内存段内。 NX位仅在您尝试在堆栈或堆上执行shellcode时才会起作用，但这不是此任务所需的，因为它使用Return-Oriented Programming（ROP或ROP Chain）来打败NX位提供的保护，这通常用于。

现在去破坏那个EIP！

- rook

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谢谢，我会这样做的 :)哦 - 我如何重新启用保护来清理我的机器？.. 我猜是sudo echo 1 > /proc/sys/kernel/randomize_va_space - sa125

值得一提的是，在我的系统中，randomize_va_space 的默认值为 2 而不是 1，因此如果您打算重新启用它，最好事先检查一下。 - Rushyo

实际上，由于g()函数是主二进制文件的一部分，所以其地址很可能不会被ASLR随机化。只有在使用-PIE编译二进制文件时，它才会被随机化。 - Robert Larsen

现代Linux发行版默认配置GCC以构建PIE可执行文件。您可以使用gcc overflow.c -fno-stack-protector -fno-pie -no-pie来创建传统的ELF可执行文件，而不是共享对象。这样您就不必为非栈段禁用ASLR，无论是系统范围还是针对此可执行文件，这是GDB做的事情。完全不需要系统范围内禁用。@RobertLarsen(和未来的读者)。 - Peter Cordes

@PeterCordes 是的，在2021年现代系统中是这样的。当我六年前写下我的答案时，PIE不是默认设置。 ROP不需要完整的函数。可以将小段的机器代码链接在一起，以实现更多或更少的任何功能。我知道你可能已经知道了这一点。 - Robert Larsen

Answer 2

嗯，到目前为止所有的答案都是错误的，Rook的答案是正确的。

输入：

echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space

接下来是：

gcc -fno-stack-protector -z execstack -o bug bug.c

禁用ASLR、SSP/Propolice和Ubuntu的NoneXec（它被放置在9.10中，并且相当容易通过mprotect(2)技术来解决，以将页面映射为可执行和jmp），应该会有所帮助，但是这些“安全功能”绝不是万无一失的。如果没有`-z execstack`标志，页面具有非可执行堆栈标记。

- user1831086

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你没有读那个人的链接。如果你读了，你就会知道他试图执行编译进二进制文件中的函数g()。这是一个函数的地址。当你试图在堆栈上执行shellcode时，NX位就会发挥作用，而他的攻击要简单得多。 - rook

我同意其他人都是完全错误的，很明显我们是唯一利用了缓冲区溢出的两个人。然而，我仍然认为我的答案更正确。 - rook

哦，刚看到这个链接——我以为它只是另一个普通的链接，你是对的。我道歉。 - user1831086

我知道这是一个旧帖子，但你不能在 > < 中使用sudo，因为它不允许。命令应该是： echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space - Boogy

Answer 3

在新的发行版中（截至2016年），PIE似乎已经默认启用，因此在编译时需要显式地禁用它。

以下是一些常见本地缓冲区溢出练习中有用的命令摘要：

禁用canary：

gcc vuln.c -o vuln_disable_canary -fno-stack-protector

禁用 DEP：

gcc vuln.c -o vuln_disable_dep -z execstack

禁用PIE:

gcc vuln.c -o vuln_disable_pie -no-pie

禁用上述列出的所有保护机制（警告：仅供本地测试使用）：

gcc vuln.c -o vuln_disable_all -fno-stack-protector -z execstack -no-pie

对于32位机器，您还需要添加-m32参数。

- Aydin K.

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在64位机器上构建32位代码时需要使用-m32。此外，您可以使用-fno-pie让编译器生成不涉及PIE的汇编代码，也可以使用-no-pie来防止将该机器码链接到PIE中。对于32位模式，-fno-pie将显着简化汇编代码，删除像call __x86.get_pc_thunk.bx这样的垃圾。对于64位模式，主要允许使用mov-immediate而不是RIP相对LEA用于静态地址，并且更有效地索引静态数组。 - Peter Cordes

Answer 4

尝试使用-fno-stack-protector标志。

- Kyle Lutz

Answer 5

您不需要禁用ASLR来进行缓冲区溢出！尽管启用了ASLR（kernel_randomize_va_space = 2），但除非编译的可执行文件是PIE，否则它将不会生效。因此，除非您使用-fPIC -pie标志编译文件，否则ASLR将不会生效。

我认为只需使用-fno-stack-protector禁用堆栈保护就足够了。如果您想检查ASLR是否起作用（必须设置位置无关代码），请使用：

hardening-check executable_name

- AhlyM

Answer 6

我不会引用整个页面，但是优化手册的全部内容可以在此处找到：http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.4.3/gcc/Optimize-Options.html#Optimize-Options 从听起来的意思来看，您至少需要 -O0 (默认值) 以及以下选项：

-fmudflap -fmudflapth -fmudflapir

对于支持它的前端（C 和 C++），使用范围/有效性测试仪器化所有风险指针/数组解引用操作、一些标准库字符串/堆函数和一些其他相关结构。这样仪器化的模块应该免疫缓冲区溢出、无效的堆使用以及一些其他类的 C/C++ 编程错误。该仪器依赖于一个单独的运行时库（libmudflap），如果在链接时给出了 -fmudflap，则会将其链接到程序中。仪器化程序的运行时行为由 MUDFLAP_OPTIONS 环境变量控制。有关其选项，请参见 env MUDFLAP_OPTIONS=-help a.out。

- user257111