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Memory-Protection_SEH_1

Memory-Protection_SEH_1

메모리 보호 기법 - SEH_1

SEH는 윈도우 환경에서만 존재하는 예외 처리 메커니즘이다. SEH Handler를 덮어쓰는 오버플로우 공격이 존재하며 현재 까지도 여러 프로그램에서 SEH 오버플로우로 프로그램을 공격한 사례들이 보고되고 있다.

SEH 코드르르 디스어셈블하면, mov DWORD ptr from FS:[0] 코드를 찾을 수 있다. 해당 명령어의 기계어는 64A100000000이다. 만약 이 기계어를 찾지 못했다면 애플리케이션/쓰레드는 예외 핸들러를 가지고 있지 않다고 판단할 수 있다.

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <windows.h>

int main(int argc, char* argv[]) {

	char test[10];
	__try {
		strcpy(test, argv[1]);
	}
	__except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER) {
		printf("error");
		return -1;
	}

	printf("result: %s", test);

	return 0;
}

Visual Studio에서 SEH 예제 코드를 작성한 후 아래와 같이 Properties에서 프로젝트를 설정한다.

  • properties > C/C++ > Code Generation
    • Enable C++ Exceptions: Yes (/EHsc)
    • Basic Runtime Checks: Default/
    • Security Check: Enable Security Check (/GS-)
  • properties > Linker > Advanced
    • Randomized Base Address: No (/DYNAMICBASE:NO)
    • Data Execution Prevention (DEP): No (/NXVOMPAT:NO)

빌드 후 프로그램에 대량의 'A’를 전달하여 오버플로우를 유도해보자.

SEH.exe AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

(16d8.166c): Access violation - code c0000005 (!!! second chance !!!)
eax=00000000 ebx=00000000 ecx=41414141 edx=77b0b4ad esi=00000000 edi=00000000
eip=41414141 esp=00091618 ebp=00091638 iopl=0         nv up ei pl zr na pe nc
cs=0023  ss=002b  ds=002b  es=002b  fs=0053  gs=002b             efl=00010246
41414141 ??              ???

GS 메모리 보호 기법을 적용하였음에도 불구하고 오버플로우에 성공하는 것을 확인할 수 있다.

0:000> uf SEH!main
   12 004115f0 55              push    ebp
   12 004115f1 8bec            mov     ebp,esp
   12 004115f3 6afe            push    0FFFFFFFEh
   12 004115f5 68b8624100      push    offset SEH!__rtc_tzz+0x108 (004162b8)
   12 004115fa 6860174100      push    offset SEH!_except_handler4 (00411760)
   12 004115ff 64a100000000    mov     eax,dword ptr fs:[00000000h]
   12 00411605 50              push    eax
   12 00411606 83c4a4          add     esp,0FFFFFFA4h
   12 00411609 a104704100      mov     eax,dword ptr [SEH!__security_cookie (00417004)]
   12 0041160e 3145f8          xor     dword ptr [ebp-8],eax
   12 00411611 33c5            xor     eax,ebp
   12 00411613 8945e4          mov     dword ptr [ebp-1Ch],eax
   12 00411616 53              push    ebx
   12 00411617 56              push    esi
   12 00411618 57              push    edi
   12 00411619 50              push    eax
   12 0041161a 8d45f0          lea     eax,[ebp-10h]
   12 0041161d 64a300000000    mov     dword ptr fs:[00000000h],eax
   12 00411623 8965e8          mov     dword ptr [ebp-18h],esp
   15 00411626 c745fc00000000  mov     dword ptr [ebp-4],0
   17 0041162d b804000000      mov     eax,4
   17 00411632 c1e000          shl     eax,0
   17 00411635 8b4d0c          mov     ecx,dword ptr [ebp+0Ch]
   17 00411638 8b1401          mov     edx,dword ptr [ecx+eax]
   17 0041163b 52              push    edx
   17 0041163c 8d45d8          lea     eax,[ebp-28h]
   17 0041163f 50              push    eax
   17 00411640 e85bfaffff      call    SEH!ILT+155(_strcpy) (004110a0)
   17 00411645 83c408          add     esp,8
   18 00411648 c745fcfeffffff  mov     dword ptr [ebp-4],0FFFFFFFEh
   18 0041164f eb30            jmp     SEH!main+0x91 (00411681)  Branch
   24 00411681 8d45d8          lea     eax,[ebp-28h]
   24 00411684 50              push    eax
   24 00411685 68445b4100      push    offset SEH!`string' (00415b44)
   24 0041168a e8ddfbffff      call    SEH!ILT+615(_printf) (0041126c)
   24 0041168f 83c408          add     esp,8
   25 00411692 33c0            xor     eax,eax
   26 00411694 8b4df0          mov     ecx,dword ptr [ebp-10h]
   26 00411697 64890d00000000  mov     dword ptr fs:[0],ecx
   26 0041169e 59              pop     ecx
   26 0041169f 5f              pop     edi
   26 004116a0 5e              pop     esi
   26 004116a1 5b              pop     ebx
   26 004116a2 8b4de4          mov     ecx,dword ptr [ebp-1Ch]
   26 004116a5 33cd            xor     ecx,ebp
   26 004116a7 e83efbffff      call    SEH!ILT+485(__security_check_cookie (004111ea)
   26 004116ac 8be5            mov     esp,ebp
   26 004116ae 5d              pop     ebp
   26 004116af c3              ret

GS 검증 로직에 도달하기 전에 입력한 인자 값이 Next SEH 값을 덮어써 Access Violation이 발생된다. 이로 인해 GS 메모리 보호 기법을 우회한 공격이 가능하다.

SafeSEH, SEHOP 적용 시 추가로 변조 여부를 검증하여 오버플로우 발생 시 프로세스를 종료한다.

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