CSAPP Lab2 实验记录 ---- Bomb Lab（Secret Phase彩蛋解析）

文章目录

Lab 总结博客链接
前引
Secret Phase
- 1、发现彩蛋出处
- 2、找寻Secret Phase 入口
- 3、剖析Phase Defused 寻觅进入彩蛋方法
- 4、终到Secret Phase 初入探索
- 5、跳转Fun7 初涉摸探一二
- 6、Fun7 解决问题的最终思考
- 7、验收成果终斩开迷雾解开谜题
结束语

Lab 总结博客链接

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前引

作为彩蛋Phase 自然而然肯定难度是不低的因为完成这个彩蛋的前提是需要我们完成Phase 1 - Phase 6的如果没有完成的话可以点一下上面的链接看一下Phase 1 - Phase 6的解析

好了那就不多说了把这篇彩蛋解析写了就去吃午饭了 ^^ 我们下面走起

Secret Phase

1、发现彩蛋出处

在Phase 1 - Phase 6解析末尾 我写了怎么发现的这个彩蛋到这里我就再写一下吧

Wow, they got it! But isn't something... missing? Perhaps * something they overlooked? Mua ha ha ha ha!
哇，他们成功了！但是不是有什么东西错过了？也许他们忽略了一些东西吧？哈哈哈

看到上面的我心生疑惑哪里错过了什么明明6个Phase都完成了啊怎么回事呢？于是我带着疑问又重新的巡视了一下bomb.asm 结果就发现了下面这个

竟然真的有个Secret_Phase 应该是彩蛋Phase吧 本着什么事情要不就不做要不就做好的原则那我们就正式对最后一个拆弹任务的发起我们的总攻吧

2、找寻Secret Phase 入口

在发现了之后我刚开始还是十分疑惑的我们明明只让输入了6串字符串我们哪里会进入Secret Phase呢那从哪里进去呢此时我大胆猜测肯定是有函数调用了Secret_Phase 我们在bomb.asm文件中搜索调用了secret_phase的函数即可

在一番搜索下我们找到了调用彩蛋phase的函数叫做phase_defused 是不是感觉哪里有点熟悉呢此时我们再去bomb.c去看看

原来竟然每个phase完成后每次都调用了这个phase_defused 那彩蛋phase入口就被我们找到了那我们接下来要对phase_defused进行解析了

3、剖析Phase Defused 寻觅进入彩蛋方法

好了下面这部分就进入对函数的解析了原函数在这部分的最底下建议大家先自己去看看这部分能不能解决实在解决不了再来看看解析

其实这部分我还是分析了很久的因为当时试了好久都没有思路就一直进入不了每次输入完就直接退出显示6个phase已经完成要不就是没有反应 - -

下面就直接给出解析了
1、0x4015d8 num_input_strings应该是表示我们已经输入了多少串字符串了如果不等于6串的话直接跳转到最下方则我们的secret phase是无法进入的则先决条件是我们需要完成phase 1 - 6 在完成6个任务后才能进入彩蛋任务

2、紧接着我们再注意 0x4015fa 调用了sscanf函数 如果返回值eax 不等于3的话我们一样就来到了函数的最下方我们的callq secret phase是在0x401630的所以必须要让sscanf函数的返回值为3 所以我们先需要先对sscanf函数有所了解
sscanf函数用法详解
在了解完 sscanf原理后我们了解了每次读取都是对指定字符串作格式化读取我们先看看在调用前的mov进寄存器的参数有两条mov的语句根据原理应该能够猜测出一个是指定的字符串一个格式化读取字符串那我们就先看看

在此之前我们先输入6个之前我们完成的字符串并于0x4015fa断点
最后得到格式化字符串%d %d %s 指定字符串7 0

这部分其实我还是卡了好一会因为我始终没搞懂哪里来的7 0 知道看到了最后一行input_strings + 240提示了我之后我再比对了一下好家伙我们输入的第四个phase的答案不就是 7 0吗要使eax == 3 意思是我们必须要在7 0 后面再输入一串字符串后面那串字符串要下面来比对

3、得到关键信息后我们就知道过掉这部分就需要在第四个phase答案后加入一串字符串我们接着往下走 0x40160e调用了strings_not_equal 很显然意思就是要把我们输入的字符串与其输入的esi指针字符串进行比较相等则可以继续往下走我们稍微看一下这部分过了除了两个puts不影响执行徐磊下面就直接到了secret phase了

我们已经是老手了老方法 print (char*)得到字符串
401604: be 22 26 40 00 mov $0x402622,%esi 是我们的重点关注目标 get it! DrEvil

4、到了最后的验证时间我们在第四个Phase 4后面加上DrEvil 对我的第四个Phase 就是输入7 0 DrEvil 看看效果 make it!进入了！

这里就是源代码了就不多加注释了因为上面已经解释的够清楚了大家对照着看一定能看得懂后面任务还多着呢我们接着往下走

00000000004015c4 <phase_defused>:4015c4:   48 83 ec 78             sub    $0x78,%rsp4015c8:    64 48 8b 04 25 28 00    mov    %fs:0x28,%rax4015cf: 00 00 4015d1:   48 89 44 24 68          mov    %rax,0x68(%rsp)4015d6:   31 c0                   xor    %eax,%eax4015d8: 83 3d 81 21 20 00 06    cmpl   $0x6,0x202181(%rip)        # 603760 <num_input_strings>4015df: 75 5e                   jne    40163f <phase_defused+0x7b>4015e1:    4c 8d 44 24 10          lea    0x10(%rsp),%r84015e6:    48 8d 4c 24 0c          lea    0xc(%rsp),%rcx4015eb:    48 8d 54 24 08          lea    0x8(%rsp),%rdx4015f0:    be 19 26 40 00          mov    $0x402619,%esi4015f5:    bf 70 38 60 00          mov    $0x603870,%edi4015fa:    e8 f1 f5 ff ff          callq  400bf0 <__isoc99_sscanf@plt>4015ff:   83 f8 03                cmp    $0x3,%eax401602: 75 31                   jne    401635 <phase_defused+0x71>401604:    be 22 26 40 00          mov    $0x402622,%esi401609:    48 8d 7c 24 10          lea    0x10(%rsp),%rdi40160e:   e8 25 fd ff ff          callq  401338 <strings_not_equal>401613:  85 c0                   test   %eax,%eax401615: 75 1e                   jne    401635 <phase_defused+0x71>401617:    bf f8 24 40 00          mov    $0x4024f8,%edi40161c:    e8 ef f4 ff ff          callq  400b10 <puts@plt>401621:  bf 20 25 40 00          mov    $0x402520,%edi401626:    e8 e5 f4 ff ff          callq  400b10 <puts@plt>40162b:  b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax401630: e8 0d fc ff ff          callq  401242 <secret_phase>401635:   bf 58 25 40 00          mov    $0x402558,%edi40163a:    e8 d1 f4 ff ff          callq  400b10 <puts@plt>40163f:  48 8b 44 24 68          mov    0x68(%rsp),%rax401644:   64 48 33 04 25 28 00    xor    %fs:0x28,%rax40164b: 00 00 40164d:   74 05                   je     401654 <phase_defused+0x90>40164f:    e8 dc f4 ff ff          callq  400b30 <__stack_chk_fail@plt>401654:  48 83 c4 78             add    $0x78,%rsp401658:    c3                      retq

4、终到Secret Phase 初入探索

终于到了Secret Phase 我们不妨先来看看它的原貌吧除了最后方便指令读取的nop 其他我都保留了那我们一起来看看究竟长什么样子

0000000000401242 <secret_phase>:401242:    53                      push   %rbx401243:  e8 56 02 00 00          callq  40149e <read_line>401248:  ba 0a 00 00 00          mov    $0xa,%edx40124d: be 00 00 00 00          mov    $0x0,%esi401252: 48 89 c7                mov    %rax,%rdi401255: e8 76 f9 ff ff          callq  400bd0 <strtol@plt>40125a:    48 89 c3                mov    %rax,%rbx40125d: 8d 40 ff                lea    -0x1(%rax),%eax401260:   3d e8 03 00 00          cmp    $0x3e8,%eax401265:   76 05                   jbe    40126c <secret_phase+0x2a>401267: e8 ce 01 00 00          callq  40143a <explode_bomb>40126c:   89 de                   mov    %ebx,%esi40126e: bf f0 30 60 00          mov    $0x6030f0,%edi401273:    e8 8c ff ff ff          callq  401204 <fun7>401278:   83 f8 02                cmp    $0x2,%eax40127b: 74 05                   je     401282 <secret_phase+0x40>40127d: e8 b8 01 00 00          callq  40143a <explode_bomb>401282:   bf 38 24 40 00          mov    $0x402438,%edi401287:    e8 84 f8 ff ff          callq  400b10 <puts@plt>40128c:  e8 33 03 00 00          callq  4015c4 <phase_defused>401291:  5b                      pop    %rbx401292:  c3                      retq

1、很明显在0x401255调用了 strtol 字符串转换为整形的函数前面调用了read_line 就是读取字符串的在0x40125a到0x401273 调用func函数 中间有个explode的问题就是如果num - 1 > 1000(0x3e8)则会引爆炸弹所以我们输入的数字必须是小于等于1001 则是主要这个函数的限制条件

2、在此之后调用了fun7函数根据上下文可得应该是最后一个函数我们要在func函数中探索最后的秘密 0x401278的 cmp $2,%eax 意思是我们输入的数字 num esi = num（<= 1001）被带进func作为参数要求最后出来的时候返回值等于0x2 如果等于我们拆弹就成功啦！

好！那我们继续跳往fun7看看究竟是怎么样的

5、跳转Fun7 初涉摸探一二

对了上面第四部分带到Fun7的参数除了esi = numx 还有edi = 0x6030f0 别小看edi 这个是之后我们解决问题的金钥匙我们不妨先看看最后谜团的函数究竟是怎么样的

看到这么短的函数时我刚开始还以为是彩蛋送温暖哈哈哈想着最后彩蛋phase 应该比较简单结果最后完成的时候才发现花的时间跟Phase 6差不多真的还是非常有难度的函数如下

0000000000401204 <fun7>:401204:    48 83 ec 08             sub    $0x8,%rsp401208: 48 85 ff                test   %rdi,%rdi40120b: 74 2b                   je     401238 <fun7+0x34>40120d: 8b 17                   mov    (%rdi),%edx40120f:   39 f2                   cmp    %esi,%edx401211: 7e 0d                   jle    401220 <fun7+0x1c>401213: 48 8b 7f 08             mov    0x8(%rdi),%rdi401217:    e8 e8 ff ff ff          callq  401204 <fun7>40121c:   01 c0                   add    %eax,%eax40121e: eb 1d                   jmp    40123d <fun7+0x39>401220: b8 00 00 00 00          mov    $0x0,%eax401225: 39 f2 x/1               cmp    %esi,%edx401227: 74 14                   je     40123d <fun7+0x39>401229: 48 8b 7f 10             mov    0x10(%rdi),%rdi40122d:   e8 d2 ff ff ff          callq  401204 <fun7>401232:   8d 44 00 01             lea    0x1(%rax,%rax,1),%eax401236: eb 05                   jmp    40123d <fun7+0x39>401238: b8 ff ff ff ff          mov    $0xffffffff,%eax40123d:  48 83 c4 08             add    $0x8,%rsp401241: c3                      retq

前引：作为已经破除六路的拆弹手我们对于类似莫名其妙的数字肯定都有着不一般的嗅觉可以大胆推测是一个地址那我们不妨来看看是不是我们想的那样对地址0x6030f0开探

果然不出所料就是一个跟phase 6差不多的结构体只不过感觉更复杂了点 6304xxx应该也是指针（phase 6经验所得）而且意外发现phase 6的指针数组竟然就在下方哈哈这样布局我猜测是老美那边的老师防止我们一次性弄比较大的看内存看到了secret phase需要用的结构体了让我们产生疑惑哈哈真的挺细的

在看到上方的结构体后或许是因为没有找到入口才来看解析或许是没有什么思路才来看我的解析写到这里或多或少能够带给你一些思路和启发了引路到这里如果你已经有点感觉了此时可以把博客关掉大胆去做去尝试了

如果在鏖战一番但收获很少的话那就继续往下面看吧我也不得不承认确实这里难度不亚于Phase 6 秉着把博客写好的原则我还是写细致一点吧

下方直接是思路解析
1、这里其实就是一个带着两个指针的结构体前面的七个结构体的两个指针都是带有值的指向其他的结构体最后的8个结构体指针是不带有值的仅仅有头部数据

2、我们最后要带着eax = 2离开就必须要先随便带一个值进去尝试我们的值要求是 <= 1001 不妨我们就带着1001进去看看程序是怎么运行的
博客上面不是很方便写我就直接写了esi = 1001的运行流程如下

从上面可以看出来是运行了递归而且例如上面的36 -> 50 -> 107 -> 1001 每次地址的转换都根据着我们数据与我们的esi = num来比较如果小于或者等于的话我们就转换到add + 0x10的地址继续进行比较直到最后的数据相等时其实这个结论不好得出来因为我大概自己列举了5-6条路线并且在最后的cmp $2,%eax进行了断点根据我算出来的eax与得到的eax来比较才得出来的结论

下面就直接说这部分在干什么并给出结论了
1、不断地进行递归如果我们目前的数x 大于 esi（即我们输入进来的数） 则地址转向(rdi + 0x8） 否则转向(rdi + 0x10)

2、不仅仅与地址转向有关还与递归回来后的eax处理方式不同
如果我们目前的数x 大于 esi 转向的是(rdi + 0x8) 我们递归回来处理方式为add %eax,%eax（即eax = eax*2） 再return eax
如果我们目前的数小于等于的esi话转向（rdi + 0x10）我们递归回来处理方式为lea $1(%eax,%eax,1) （即 eax = eax*2 + 1）再return eax

3、递归结束的调试要不就是rdi = 0了即地址已经转到了0x0 则eax = 0xffffffff（按照非unsigned类型来说就是-1） 显然我们不能让我们的rdi = 0 rdi != 0的条件就是我们输入的数必须要是那15个结点其中一个头部数据当等于的时候从底层返回的eax会为 0 然后按照递归处理方式来处理eax
递归结束找到其对应的数据了则对应(mov $0,%eax)) 会return 0x0 从这里开始返回ret 开始递归后的处理

6、Fun7 解决问题的最终思考

上面写了那么多最后这点也是最后我的思路过程解题过程也该来写出来了上面我在草稿纸上写的路径太过单一没有覆盖的很好比如eax = eax*2的那一种都没有覆盖进去大家可以自己去试一下其他路径
这里贴一下结构体指针图方便查阅

下面就是最后的思路分析了

1、我们最后要求eax等于2 我这里做了很多的假设也尝试了很多条路径有很多的结果因为递归处理eax返回方式不同所以结果不同因为我们要求eax = 2 则我们第一次开始递归那一次的决策绝不可能是eax = eax*2 + 1 因为这样的话无论如何返回的数都是奇数那么只有可能是eax = eax*2 那么说明我们设置的esi 必须要求是小于第一次递归的那个数的也就是36 因为36>x 才能让它eax = eax*2

2、那么我们逆着推最后的eax = 2 最后一层乘以了2 那么倒数第二层是不是应该值为1 那么1怎么来呢很简单我们想一下最后递归结束后 eax是不是等于0 从0开始往上乘那么从0开始经过的第一层如果处理过程是eax * 2 + 1是不是就有了1了！那么1经过这最后一层eax = eax*2 是不是就得到2了

3、我们把上面部分分析总结一下我们从底部向上分析应该是需要3层
1、最底部得到0 return 0
2、向上经过一层 eax = eax*2 + 1 得到1 return 1
3、再向上经过一层 eax = eax*2 得到2 return 2

那么我们就按照这个思路走顺着来推

1、首先是来到了36 首先36需要大于我们的数x eax = eax * 2 那么地址应该是rdi + 0x8 指针值为6304016 x/1 6304016得到值为0x603110 我们转到地址为0x603110看看头部数据为8 那我们来到8这里继续看
2、来到了8 我们想要数据eax = eax*2 + 1 则8需要小于等于我们就看看0x603110 + 0x16的指针里面的数据是多少 x/1 6304080 得到地址0x603150 头部数据为22
3、最后我们得到了数据22 当我们输入22的时候指针来到了22的地方因为相等则eax = 0 return 0
倒数第二层 eax = eax*2 + 1 return 1
倒数第三层 eax = eax*2 则最后成功return 2

其实我们的得到了数据我们可以想一下难道只有22了吗 肯定不是的因为22还有两个指针且不是空指针如果22大于那个最终的数是不是就eax *= eax 刚好我试了一下最后那个rdi + 0x8的数是20
则路径变成了
最底部 eax = 0 return 0
倒数第二层 eax = eax*2 return 0
倒数第三层 eax = eax*2 +1 return 1
倒数第四层 eax = eax*2 return 2

那我们就得到了两个数据都是可以解开炸弹的 20和22 我们不妨到下面去试一下

7、验收成果终斩开迷雾解开谜题

那我们就挨个挨个输入吧

输入20 验证成功

输入22 验证成功

结束语

写完博客不知不觉已经下午3点了呜午饭还没有吃 4点钟就有体育课了
花这么多时间做这个Lab 真的感觉还是非常好的这种与题目博弈思考最终只依靠自己而解决问题的感觉太好了而且是能够真真切切的感觉到自己能力的提升

尽管现在很饿而且中间有一段时间有点不耐烦了但是还是坚持下来写完了我觉得在自己年轻的时候多记录一点自己写过的东西也许也能够在一些地方留下自己的足迹吧

好了各位 IT人也要去吃午饭了那各位有缘下一篇博客再见啦~ ヾ(￣▽￣)Bye_Bye