0、概述

​ 在緩衝區溢位在一些較為古早的系統或軟體中易於實現，因為這些系統或者軟 件的堆疊位數較低，一些較短的資料就可以衝出堆疊，實現緩衝區溢位。所以 在較為古早的軟體中驗證緩衝區溢位不失為一種可行方法。本次實驗採用的是VirtualC++ 6.0編譯器進行。

1、實驗目的

1. 通過重現緩衝區溢位攻擊來理解此漏洞

2、實驗內容及步驟

1. 實驗原理

   • 堆疊的概念

     堆疊是一個在計算機中常用的抽象資料型別,堆疊的一個標誌性特徵就是最後一個入棧的元素總是第一個被取出（LIFO）。堆疊定義了一些操作，其中push和pop操作是最重要的兩個操作，push在棧頂加入一個元素，pop則從棧頂移除一個元素，並將堆疊的大小減一。

   • 堆疊的緩衝區溢位原理

     函式呼叫時，返回值存放在堆疊中，區域性變數也存放在堆疊中，如果區域性變數中有一個字元陣列，且該程式使用了又緩衝區溢位風險的函式來操縱該字元陣列，就可以通過向該函式傳遞超長的字串來使得該字元陣列產生溢位，從而達到覆蓋返回地址、執行惡意程式碼的目的。

2. 實驗過程

   • 設計程式

     首先需要設計一個擁有溢位風險的函式，該程式有如下功能：

     構建func（）函式，有記憶體拷貝函式memcpy來實現字元的複製功，待複製的字串長 度任意，這些字元將被複制到一個長為9的字串中，如果複製的內容過長，就有可能 發生溢位，程式中的加法用來做對比。在主函式中呼叫了func函式，使用if語句決定 將要複製的字元的長度，對比二者，分析緩衝區溢位。

     程式stack.c：

     #include <stdio.h>
     #include <string.h>
     #include <windows.h>
     
     int func(char *szIn , int nTest)
     {
         int a = 1 , b = 2 , c = 0;
         char szBuf[8];
         memcpy(szBuf , szIn , strlen(szIn));
         c = a + b;
         return c;
     }
     
     int main()
     {
         int i = 0 , j = 0;
         printf("1 for shorter one while 2 for longer one");
         scanf("%d" , &i);
     
         if(i == 1){
             char sz_In2[] = "abcdabcdabcdabcd";
             j = func(sz_In2 , 512);
         }else if(i == 2){
             char sz_In3[] = "abcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcdabcd";
             i = func(sz_In3 ,512);
         }else{
             char sz_In1[] = "abcd";
             j = func(sz_In1 ,512);
         }
     
         return 0;
     }
     
      
     

   • 儲存為.c檔案後，點選工具欄的“元件”，再點選其中的“編譯”，進行程式的編譯，中 間遇見異常報告，詢問下一步操作時選擇“是”選項。

   • 按F9在程式中設定斷點，F5開始除錯

   • 開始除錯後程序執行至斷點1,注意右上角的暫存器,其中各個暫存器的功能如下:

     EBP：基址指標
     ESP：堆疊指標
     EAX：累加器
     EBX：基址暫存器
     ECX：計數暫存器
     EDX：資料暫存器
     

   • 按F5進行除錯，輸入1，選擇較短的字串進行操作，直至程式結束，沒有出現任何異常

   • 重新開啟除錯，在輸入時轉為2，對較長的字串進行復制

     一直按F5執行程式，會發現出現了報錯，不管它，繼續F5，程式最終異常終止，報錯依舊

     此時檢視右上角的暫存器的資料，注意基址暫存器EBP的內容，正常情況下該指標永遠指 向系統棧最上面一個棧幀的底部，但是這時卻變成了64636261，這是ASCII碼中abcd，即 複製的字元內容，說明發生了緩衝區溢位的現象，將func函式的返回值地址覆蓋了。

     ASCII碼錶部分：

3、實驗環境

​ 計算機：Windows10、VisualC++6.0

4、驗證原理

​ 1、緩衝區溢位：緩衝區溢位是常見並且危害很大的系統攻擊手段，通過向程 序的緩衝區寫入超出其長度的內容，造成緩衝區的溢位，從而破壞程式的堆 棧，使程式轉而執行其他指令，從而達到攻擊的目的。

​ 2、C語言中，一些不作邊界檢查的字串複製函式，如strcpy，容易造成緩 衝區溢位。

​