堆栈溢出问题

通过堆栈溢出来获得root权限是目前使用的相当普遍的一项黑客技术。事实上这是一个黑客在系统

本地已经拥有了一个基本账号后的首选攻击方式。他也被广泛应用于远程攻击。通过对daemon进程

的堆栈溢出来实现远程获得rootshell的技术，已经被很多实例实现。

在windows系统中，同样存在着堆栈溢出的问题。而且，随着internet的普及，win系列平台上的

internet服务程序越来越多，低水平的win程序就成为你系统上的致命伤。因为它们同样会被远程

堆栈溢出，而且，由于win系统使用者和管理者普遍缺乏安全防范的意识，一台win系统上的堆栈溢

出，如果被恶意利用，将导致整个机器被敌人所控制。进而，可能导致整个局域网落入敌人之手。

本系列讲座将系统的介绍堆栈溢出的机制，原理，应用，以及防范的措施。希望通过我的讲座，大

家可以了解和掌握这项技术。而且，会自己去寻找堆栈溢出漏洞，以提高系统安全。

堆栈溢出系列讲座

入门篇

本讲的预备知识：

首先你应该了解intel汇编语言，熟悉寄存器的组成和功能。你必须有堆栈和存储分配方面的基础

知识，有关这方面的计算机书籍很多，我将只是简单阐述原理，着重在应用。

其次，你应该了解linux，本讲中我们的例子将在linux上开发。

1：首先复习一下基础知识。

从物理上讲，堆栈是就是一段连续分配的内存空间。在一个程序中，会声明各种变量。静态全局变

量是位于数据段并且在程序开始运行的时候被加载。而程序的动态的局部变量则分配在堆栈里面。

从操作上来讲，堆栈是一个先入后出的队列。他的生长方向与内存的生长方向正好相反。我们规定

内存的生长方向为向上，则栈的生长方向为向下。压栈的操作push＝ESP－4，出栈的操作是

pop=ESP+4.换句话说，堆栈中老的值，其内存地址，反而比新的值要大。请牢牢记住这一点，因为

这是堆栈溢出的基本理论依据。

在一次函数调用中，堆栈中将被依次压入：参数，返回地址，EBP。如果函数有局部变量，接下

来，就在堆栈中开辟相应的空间以构造变量。函数执行结束，这些局部变量的内容将被丢失。但是

不被清除。在函数返回的时候，弹出EBP，恢复堆栈到函数调用的地址,弹出返回地址到EIP以继续

执行程序。

在C语言程序中，参数的压栈顺序是反向的。比如func（a,b,c)。在参数入栈的时候，是：先压c，

再压b,最后压a.在取参数的时候，由于栈的先入后出，先取栈顶的a，再取b,最后取c。（PS:如果

你看不懂上面这段概述，请你去看以看关于堆栈的书籍，一般的汇编语言书籍都会详细的讨论堆

栈，必须弄懂它，你才能进行下面的学习）

2:好了，继续,让我们来看一看什么是堆栈溢出。

2.1：运行时的堆栈分配

堆栈溢出就是不顾堆栈中分配的局部数据块大小，向该数据块写入了过多的数据，导致数据越界。

结果覆盖了老的堆栈数据。

比如有下面一段程序：

程序一：
#include
int main ( )
{
char name[8];
printf("Please type your name: ");
gets(name);
printf("Hello, %s!", name);
return 0;
}

编译并且执行，我们输入ipxodi,就会输出Hello,ipxodi!。程序运行中，堆栈是怎么操作的呢？

在main函数开始运行的时候，堆栈里面将被依次放入返回地址，EBP。我们用gcc -S 来获得汇编语

言输出，可以看到main函数的开头部分对应如下语句：

pushl %ebp
movl %esp,%ebp
subl $8,%esp

首先他把EBP保存下来，，然后EBP等于现在的ESP，这样EBP就可以用来访问本函数的局部变量。之

后ESP减8，就是堆栈向上增长8个字节，用来存放name[]数组。现在堆栈的布局如下：

内存底部 内存顶部
name EBP ret
<------ [ ][ ][ ]
^&name
堆栈顶部 堆栈底部

执行完gets(name)之后，堆栈如下：

内存底部 内存顶部
name EBP ret
<------ [ipxodi ][ ][ ]
^&name
堆栈顶部 堆栈底部

最后，main返回，弹出ret里的地址，赋值给EIP，CPU继续执行EIP所指向的指令。

2.2：堆栈溢出

好，看起来一切顺利。我们再执行一次，输入ipxodiAAAAAAAAAAAAAAA,执行完gets（name）之后，堆栈如下：

内存底部 内存顶部
name EBP ret
<------ [ipxodiAA][AAAA][AAAA].......
^&name
堆栈顶部 堆栈底部

由于我们输入的name字符串太长，name数组容纳不下，只好向内存顶部继续写‘A’。由于堆栈的

生长方向与内存的生长方向相反，这些‘A’覆盖了堆栈的老的元素。如图我们可以发现，EBP，

ret都已经被‘A’覆盖了。在main返回的时候，就会把‘AAAA’的ASCII码：0x41414141作为返回

地址，CPU会试图执行0x41414141处的指令，结果出现错误。这就是一次堆栈溢出。

3：如何利用堆栈溢出

我们已经制造了一次堆栈溢出。其原理可以概括为：由于字符串处理函数（gets，strcpy等等）没

有对数组越界加以监视和限制，我们利用字符数组写越界，覆盖堆栈中的老元素的值，就可以修改

返回地址。

在上面的例子中，这导致CPU去访问一个不存在的指令，结果出错。事实上，当堆栈溢出的时候，

我们已经完全的控制了这个程序下一步的动作。如果我们用一个实际存在指令地址来覆盖这个返回

地址，CPU就会转而执行我们的指令。在UINX系统中，我们的指令可以执行一个shell，这个shell

将获得和被我们堆栈溢出的程序相同的权限。如果这个程序是setuid的，那么我们就可以获得root

shell。

最后

以上就是留胡子小馒头为你收集整理的堆栈溢出问题的全部内容，希望文章能够帮你解决堆栈溢出问题所遇到的程序开发问题。

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