Podstawowe informacje o ELF

Tip

Ucz się i ćwicz Hacking AWS:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
Ucz się i ćwicz Hacking GCP: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE) Ucz się i ćwicz Hacking Azure: HackTricks Training Azure Red Team Expert (AzRTE)

Wsparcie dla HackTricks

Nagłówki programu

Opisują, w jaki sposób loader ma załadować ELF do pamięci:

readelf -lW lnstat

Elf file type is DYN (Position-Independent Executable file)
Entry point 0x1c00
There are 9 program headers, starting at offset 64

Program Headers:
Type           Offset   VirtAddr           PhysAddr           FileSiz  MemSiz   Flg Align
PHDR           0x000040 0x0000000000000040 0x0000000000000040 0x0001f8 0x0001f8 R   0x8
INTERP         0x000238 0x0000000000000238 0x0000000000000238 0x00001b 0x00001b R   0x1
[Requesting program interpreter: /lib/ld-linux-aarch64.so.1]
LOAD           0x000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x003f7c 0x003f7c R E 0x10000
LOAD           0x00fc48 0x000000000001fc48 0x000000000001fc48 0x000528 0x001190 RW  0x10000
DYNAMIC        0x00fc58 0x000000000001fc58 0x000000000001fc58 0x000200 0x000200 RW  0x8
NOTE           0x000254 0x0000000000000254 0x0000000000000254 0x0000e0 0x0000e0 R   0x4
GNU_EH_FRAME   0x003610 0x0000000000003610 0x0000000000003610 0x0001b4 0x0001b4 R   0x4
GNU_STACK      0x000000 0x0000000000000000 0x0000000000000000 0x000000 0x000000 RW  0x10
GNU_RELRO      0x00fc48 0x000000000001fc48 0x000000000001fc48 0x0003b8 0x0003b8 R   0x1

Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00
01     .interp
02     .interp .note.gnu.build-id .note.ABI-tag .note.package .gnu.hash .dynsym .dynstr .gnu.version .gnu.version_r .rela.dyn .rela.plt .init .plt .text .fini .rodata .eh_frame_hdr .eh_frame
03     .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss
04     .dynamic
05     .note.gnu.build-id .note.ABI-tag .note.package
06     .eh_frame_hdr
07
08     .init_array .fini_array .dynamic .got

The previous program has 9 program headers, then, the segment mapping indicates in which program header (from 00 to 08) each section is located.

PHDR - Program HeaDeR

Zawiera tabele nagłówków programu i metadane.

INTERP

Wskazuje ścieżkę loadera używanego do załadowania binarki do pamięci.

Tip: Statically linked or static-PIE binaries won’t have an INTERP entry. In those cases there is no dynamic loader involved, which disables techniques that rely on it (e.g., ret2dlresolve).

LOAD

These headers are used to indicate how to load a binary into memory.
Te nagłówki służą do wskazania jak załadować binarkę do pamięci.
Each LOAD header indicates a region of memory (size, permissions and alignment) and indicates the bytes of the ELF binary to copy in there.
Każdy nagłówek LOAD wskazuje obszar pamięci (rozmiar, uprawnienia i wyrównanie) oraz które bajty ELF-owego binarium należy tam skopiować.

For example, the second one has a size of 0x1190, should be located at 0x1fc48 with permissions read and write and will be filled with 0x528 from the offset 0xfc48 (it doesn’t fill all the reserved space). This memory will contain the sections .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss.
Na przykład, drugi ma rozmiar 0x1190, powinien się znaleźć pod adresem 0x1fc48 z uprawnieniami odczytu i zapisu i zostanie wypełniony 0x528 bajtami od offsetu 0xfc48 (nie wypełnia całej zarezerwowanej przestrzeni). Ta pamięć będzie zawierać sekcje .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss.

DYNAMIC

This header helps to link programs to their library dependencies and apply relocations. Check the .dynamic section.
Ten nagłówek pomaga powiązać program z jego zależnościami bibliotek i zastosować relokacje. Sprawdź sekcję .dynamic.

NOTE

This stores vendor metadata information about the binary.
Przechowuje metadane dostawcy dotyczące binarki.

  • On x86-64, readelf -n will show GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_1_* flags inside .note.gnu.property. If you see IBT and/or SHSTK, the binary was built with CET (Indirect Branch Tracking and/or Shadow Stack). This impacts ROP/JOP because indirect branch targets must start with an ENDBR64 instruction and returns are checked against a shadow stack. See the CET page for details and bypass notes.
  • Na x86-64, readelf -n pokaże flagi GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_1_* wewnątrz .note.gnu.property. Jeśli zobaczysz IBT i/lub SHSTK, binarka została zbudowana z CET (Indirect Branch Tracking i/lub Shadow Stack). Ma to wpływ na ROP/JOP, ponieważ cele skoków pośrednich muszą zaczynać się od instrukcji ENDBR64, a powroty są sprawdzane względem shadow stack. Zobacz stronę CET po szczegóły i notatki o obejściach.

CET & Shadow Stack

GNU_EH_FRAME

Defines the location of the stack unwind tables, used by debuggers and C++ exception handling-runtime functions.
Definiuje lokalizację tabel odwijania stosu, używanych przez debugery i runtime obsługi wyjątków C++.

GNU_STACK

Contains the configuration of the stack execution prevention defense. If enabled, the binary won’t be able to execute code from the stack.
Zawiera konfigurację mechanizmu zapobiegającego wykonywaniu kodu na stosie. Jeśli włączony, binarka nie będzie mogła wykonać kodu ze stosu.

  • Check with readelf -l ./bin | grep GNU_STACK. To forcibly toggle it during tests you can use execstack -s|-c ./bin.
  • Sprawdź za pomocą readelf -l ./bin | grep GNU_STACK. Aby wymusić jego przełączanie podczas testów możesz użyć execstack -s|-c ./bin.

GNU_RELRO

Indicates the RELRO (Relocation Read-Only) configuration of the binary. This protection will mark as read-only certain sections of the memory (like the GOT or the init and fini tables) after the program has loaded and before it begins running.
Wskazuje konfigurację RELRO (Relocation Read-Only) binarki. Ta ochrona oznaczy jako tylko do odczytu pewne sekcje pamięci (jak GOT lub tabele init i fini) po załadowaniu programu i zanim zacznie działać.

In the previous example it’s copying 0x3b8 bytes to 0x1fc48 as read-only affecting the sections .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss.
W poprzednim przykładzie kopiowane jest 0x3b8 bajtów do 0x1fc48 jako tylko do odczytu, wpływając na sekcje .init_array .fini_array .dynamic .got .data .bss.

Note that RELRO can be partial or full, the partial version do not protect the section .plt.got, which is used for lazy binding and needs this memory space to have write permissions to write the address of the libraries the first time their location is searched.
Zwróć uwagę, że RELRO może być częściowe lub pełne; wersja częściowa nie chroni sekcji .plt.got, która jest używana do lazy binding i wymaga, aby ten obszar pamięci miał uprawnienia zapisu, aby zapisać adresy bibliotek przy pierwszym wyszukaniu ich lokalizacji.

For exploitation techniques and up-to-date bypass notes, check the dedicated page:
Dla technik eksploatacji i aktualnych notatek o obejściach, zobacz dedykowaną stronę:

Relro

TLS

Defines a table of TLS entries, which stores info about thread-local variables.
Definiuje tabelę wpisów TLS, która przechowuje informacje o zmiennych lokalnych w wątku.

Section Headers

Section headers gives a more detailed view of the ELF binary
Nagłówki sekcji dają bardziej szczegółowy widok na binarkę ELF

objdump lnstat -h

lnstat:     file format elf64-littleaarch64

Sections:
Idx Name          Size      VMA               LMA               File off  Algn
0 .interp       0000001b  0000000000000238  0000000000000238  00000238  2**0
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
1 .note.gnu.build-id 00000024  0000000000000254  0000000000000254  00000254  2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
2 .note.ABI-tag 00000020  0000000000000278  0000000000000278  00000278  2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
3 .note.package 0000009c  0000000000000298  0000000000000298  00000298  2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
4 .gnu.hash     0000001c  0000000000000338  0000000000000338  00000338  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
5 .dynsym       00000498  0000000000000358  0000000000000358  00000358  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
6 .dynstr       000001fe  00000000000007f0  00000000000007f0  000007f0  2**0
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
7 .gnu.version  00000062  00000000000009ee  00000000000009ee  000009ee  2**1
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
8 .gnu.version_r 00000050  0000000000000a50  0000000000000a50  00000a50  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
9 .rela.dyn     00000228  0000000000000aa0  0000000000000aa0  00000aa0  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
10 .rela.plt     000003c0  0000000000000cc8  0000000000000cc8  00000cc8  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
11 .init         00000018  0000000000001088  0000000000001088  00001088  2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
12 .plt          000002a0  00000000000010a0  00000000000010a0  000010a0  2**4
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
13 .text         00001c34  0000000000001340  0000000000001340  00001340  2**6
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
14 .fini         00000014  0000000000002f74  0000000000002f74  00002f74  2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
15 .rodata       00000686  0000000000002f88  0000000000002f88  00002f88  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
16 .eh_frame_hdr 000001b4  0000000000003610  0000000000003610  00003610  2**2
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
17 .eh_frame     000007b4  00000000000037c8  00000000000037c8  000037c8  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
18 .init_array   00000008  000000000001fc48  000000000001fc48  0000fc48  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
19 .fini_array   00000008  000000000001fc50  000000000001fc50  0000fc50  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
20 .dynamic      00000200  000000000001fc58  000000000001fc58  0000fc58  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
21 .got          000001a8  000000000001fe58  000000000001fe58  0000fe58  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
22 .data         00000170  0000000000020000  0000000000020000  00010000  2**3
CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
23 .bss          00000c68  0000000000020170  0000000000020170  00010170  2**3
ALLOC
24 .gnu_debugaltlink 00000049  0000000000000000  0000000000000000  00010170  2**0
CONTENTS, READONLY
25 .gnu_debuglink 00000034  0000000000000000  0000000000000000  000101bc  2**2
CONTENTS, READONLY

Wskazuje również lokalizację, offset, uprawnienia, a także typ danych, które sekcja zawiera.

Meta Sections

  • String table: Zawiera wszystkie stringi potrzebne plikowi ELF (ale nie te, które faktycznie są używane przez program). Na przykład zawiera nazwy sekcji takie jak .text czy .data. Jeśli .text ma offset 45 w tabeli stringów, to w polu name użyje liczby 45.
  • Aby znaleźć, gdzie znajduje się tabela stringów, ELF zawiera wskaźnik do tej tabeli.
  • Symbol table: Zawiera informacje o symbolach, takie jak nazwa (offset w tabeli stringów), adres, rozmiar i inne metadane dotyczące symbolu.

Main Sections

  • .text: Instrukcje programu do wykonania.
  • .data: Zmienne globalne z zdefiniowaną wartością w programie.
  • .bss: Zmienne globalne pozostawione niezainicjalizowane (lub zainicjalizowane do zera). Zmienne tutaj są automatycznie inicjalizowane do zera, co zapobiega dodawaniu niepotrzebnych zer do binarki.
  • .rodata: Stałe globalne (sekcja tylko do odczytu).
  • .tdata and .tbss: Podobne do .data i .bss przy użyciu zmiennych lokalnych dla wątku (__thread_local w C++ lub __thread w C).
  • .dynamic: Zobacz niżej.

Symbols

Symbol to nazwana lokalizacja w programie, która może być funkcją, globalnym obiektem danych, zmienną lokalną w wątku…

readelf -s lnstat

Symbol table '.dynsym' contains 49 entries:
Num:    Value          Size Type    Bind   Vis      Ndx Name
0: 0000000000000000     0 NOTYPE  LOCAL  DEFAULT  UND
1: 0000000000001088     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   12 .init
2: 0000000000020000     0 SECTION LOCAL  DEFAULT   23 .data
3: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND strtok@GLIBC_2.17 (2)
4: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND s[...]@GLIBC_2.17 (2)
5: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND strlen@GLIBC_2.17 (2)
6: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND fputs@GLIBC_2.17 (2)
7: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND exit@GLIBC_2.17 (2)
8: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND _[...]@GLIBC_2.34 (3)
9: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND perror@GLIBC_2.17 (2)
10: 0000000000000000     0 NOTYPE  WEAK   DEFAULT  UND _ITM_deregisterT[...]
11: 0000000000000000     0 FUNC    WEAK   DEFAULT  UND _[...]@GLIBC_2.17 (2)
12: 0000000000000000     0 FUNC    GLOBAL DEFAULT  UND putc@GLIBC_2.17 (2)
[...]

Each symbol entry contains:

  • Nazwa
  • Binding attributes (weak, local or global): Lokalny symbol może być dostępny tylko z poziomu programu, podczas gdy globalny symbol jest współdzielony poza programem. Weak object to na przykład funkcja, którą można nadpisać inną.
  • Type: NOTYPE (no type specified), OBJECT (global data var), FUNC (function), SECTION (section), FILE (source-code file for debuggers), TLS (thread-local variable), GNU_IFUNC (indirect function for relocation)
  • Section index where it’s located
  • Value (adres w pamięci)
  • Size

GNU IFUNC (funkcje pośrednie)

  • GCC może emitować symbole STT_GNU_IFUNC przy użyciu rozszerzenia __attribute__((ifunc("resolver"))). Loader dynamiczny wywołuje resolver podczas ładowania, aby wybrać konkretną implementację (zwykle zależnie od CPU).
  • Szybkie sprawdzenie: readelf -sW ./bin | rg -i "IFUNC"

GNU Symbol Versioning (dynsym/dynstr/gnu.version)

Nowoczesne glibc używa wersji symboli. Zobaczysz wpisy w .gnu.version i .gnu.version_r oraz nazwy symboli typu strlen@GLIBC_2.17. Dynamiczny linker może wymagać konkretnej wersji przy rozwiązywaniu symbolu. Przy ręcznym tworzeniu relocacji (np. ret2dlresolve) musisz podać prawidłowy indeks wersji, w przeciwnym razie rozwiązywanie się nie powiedzie.

Sekcja dynamiczna

readelf -d lnstat

Dynamic section at offset 0xfc58 contains 28 entries:
Tag        Type                         Name/Value
0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [libc.so.6]
0x0000000000000001 (NEEDED)             Shared library: [ld-linux-aarch64.so.1]
0x000000000000000c (INIT)               0x1088
0x000000000000000d (FINI)               0x2f74
0x0000000000000019 (INIT_ARRAY)         0x1fc48
0x000000000000001b (INIT_ARRAYSZ)       8 (bytes)
0x000000000000001a (FINI_ARRAY)         0x1fc50
0x000000000000001c (FINI_ARRAYSZ)       8 (bytes)
0x000000006ffffef5 (GNU_HASH)           0x338
0x0000000000000005 (STRTAB)             0x7f0
0x0000000000000006 (SYMTAB)             0x358
0x000000000000000a (STRSZ)              510 (bytes)
0x000000000000000b (SYMENT)             24 (bytes)
0x0000000000000015 (DEBUG)              0x0
0x0000000000000003 (PLTGOT)             0x1fe58
0x0000000000000002 (PLTRELSZ)           960 (bytes)
0x0000000000000014 (PLTREL)             RELA
0x0000000000000017 (JMPREL)             0xcc8
0x0000000000000007 (RELA)               0xaa0
0x0000000000000008 (RELASZ)             552 (bytes)
0x0000000000000009 (RELAENT)            24 (bytes)
0x000000000000001e (FLAGS)              BIND_NOW
0x000000006ffffffb (FLAGS_1)            Flags: NOW PIE
0x000000006ffffffe (VERNEED)            0xa50
0x000000006fffffff (VERNEEDNUM)         2
0x000000006ffffff0 (VERSYM)             0x9ee
0x000000006ffffff9 (RELACOUNT)          15
0x0000000000000000 (NULL)               0x0

The NEEDED directory indicates that the program musi załadować wymienioną bibliotekę w celu kontynuowania. The NEEDED directory completes once the shared biblioteka współdzielona jest w pełni zainicjalizowana i gotowa do użycia.

Dynamic loader search order (RPATH/RUNPATH, $ORIGIN)

Wpisy DT_RPATH (przestarzały) i/lub DT_RUNPATH wpływają na to, gdzie loader dynamiczny szuka zależności. Orientacyjna kolejność:

  • LD_LIBRARY_PATH (ignorowane dla programów setuid/sgid lub w trybie “secure-execution”)
  • DT_RPATH (tylko jeśli brak DT_RUNPATH)
  • DT_RUNPATH
  • ld.so.cache
  • domyślne katalogi takie jak /lib64, /usr/lib64, itd.

$ORIGIN może być użyte w RPATH/RUNPATH do odniesienia się do katalogu głównego obiektu. Z perspektywy atakującego ma to znaczenie, gdy kontrolujesz układ systemu plików lub środowisko. Dla zahartowanych binarek (AT_SECURE) większość zmiennych środowiskowych jest ignorowana przez loader.

  • Inspect with: readelf -d ./bin | egrep -i 'r(path|unpath)'
  • Quick test: LD_DEBUG=libs ./bin 2>&1 | grep -i find (pokazuje decyzje dotyczące ścieżek wyszukiwania)

Priv-esc tip: Prefer abusing writable RUNPATHs or misconfigured $ORIGIN-relative paths owned by you. LD_PRELOAD/LD_AUDIT are ignored in secure-execution (setuid) contexts.

Relocations

Loader musi także wykonać relokacje zależności po ich załadowaniu. Te relokacje są wskazane w tabeli relokacji w formatach REL lub RELA, a liczba relokacji jest podana w sekcjach dynamicznych RELSZ lub RELASZ.

readelf -r lnstat

Relocation section '.rela.dyn' at offset 0xaa0 contains 23 entries:
Offset          Info           Type           Sym. Value    Sym. Name + Addend
00000001fc48  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    1d10
00000001fc50  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    1cc0
00000001fff0  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    1340
000000020008  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    20008
000000020010  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3330
000000020030  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3338
000000020050  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3340
000000020070  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3348
000000020090  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3350
0000000200b0  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3358
0000000200d0  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3360
0000000200f0  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3370
000000020110  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3378
000000020130  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3380
000000020150  000000000403 R_AARCH64_RELATIV                    3388
00000001ffb8  000a00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 _ITM_deregisterTM[...] + 0
00000001ffc0  000b00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 __cxa_finalize@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffc8  000f00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 stderr@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffd0  001000000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 optarg@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffd8  001400000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 stdout@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffe0  001e00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 __gmon_start__ + 0
00000001ffe8  001f00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 __stack_chk_guard@GLIBC_2.17 + 0
00000001fff8  002e00000401 R_AARCH64_GLOB_DA 0000000000000000 _ITM_registerTMCl[...] + 0

Relocation section '.rela.plt' at offset 0xcc8 contains 40 entries:
Offset          Info           Type           Sym. Value    Sym. Name + Addend
00000001fe70  000300000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strtok@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe78  000400000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strtoul@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe80  000500000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strlen@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe88  000600000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fputs@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe90  000700000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 exit@GLIBC_2.17 + 0
00000001fe98  000800000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __libc_start_main@GLIBC_2.34 + 0
00000001fea0  000900000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 perror@GLIBC_2.17 + 0
00000001fea8  000b00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __cxa_finalize@GLIBC_2.17 + 0
00000001feb0  000c00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 putc@GLIBC_2.17 + 0
00000001fec0  000e00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fputc@GLIBC_2.17 + 0
00000001fec8  001100000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 snprintf@GLIBC_2.17 + 0
00000001fed0  001200000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __snprintf_chk@GLIBC_2.17 + 0
00000001fed8  001300000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 malloc@GLIBC_2.17 + 0
00000001fee0  001500000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 gettimeofday@GLIBC_2.17 + 0
00000001fee8  001600000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 sleep@GLIBC_2.17 + 0
00000001fef0  001700000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __vfprintf_chk@GLIBC_2.17 + 0
00000001fef8  001800000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 calloc@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff00  001900000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 rewind@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff08  001a00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strdup@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff10  001b00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 closedir@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff18  001c00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __stack_chk_fail@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff20  001d00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strrchr@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff28  001e00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __gmon_start__ + 0
00000001ff30  002000000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 abort@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff38  002100000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 feof@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff40  002200000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 getopt_long@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff48  002300000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __fprintf_chk@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff50  002400000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strcmp@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff58  002500000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 free@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff60  002600000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 readdir64@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff68  002700000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strndup@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff70  002800000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strchr@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff78  002900000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fwrite@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff80  002a00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fflush@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff88  002b00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fopen64@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff90  002c00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __isoc99_sscanf@GLIBC_2.17 + 0
00000001ff98  002d00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 strncpy@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffa0  002f00000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 __assert_fail@GLIBC_2.17 + 0
00000001ffa8  003000000402 R_AARCH64_JUMP_SL 0000000000000000 fgets@GLIBC_2.17 + 0

Packed relative relocations (RELR)

  • Nowoczesne linkery mogą emitować kompaktowe względne relokacje przy użyciu -z pack-relative-relocs. To dodaje wpisy DT_RELR, DT_RELRSZ, oraz DT_RELRENT do sekcji dynamicznej dla PIE i bibliotek współdzielonych (ignorowane dla nie-PIE wykonywalnych).
  • Recon: readelf -d ./bin | egrep -i "DT_RELR|RELRSZ|RELRENT"

Static Relocations

Jeśli program jest załadowany w innym miejscu niż preferowany adres (zwykle 0x400000) ponieważ adres jest już użyty lub z powodu ASLR albo innego powodu, statyczna relokacja koryguje wskaźniki, które miały wartości oczekujące, że binarka zostanie załadowana pod preferowany adres.

Na przykład każda sekcja typu R_AARCH64_RELATIV powinna mieć zmodyfikowany adres na przesunięciu relokacji plus wartość addendu.

Dynamic Relocations and GOT

Relokacja może także odnosić się do zewnętrznego symbolu (np. funkcji z zależności). Na przykład funkcji malloc z libC. Wtedy loader, podczas ładowania libC, sprawdzając gdzie funkcja malloc została załadowana, zapisze ten adres w GOT (Global Offset Table) — w tabeli wskazanej przez tablicę relokacji — tam, gdzie powinien zostać umieszczony adres malloc.

Procedure Linkage Table

Sekcja PLT umożliwia lazy binding, co oznacza, że rozwiązywanie lokalizacji funkcji następuje przy jej pierwszym użyciu.

Zatem gdy program wywołuje malloc, faktycznie wywołuje odpowiadającą lokalizację malloc w PLT (malloc@plt). Przy pierwszym wywołaniu następuje rozwiązanie adresu malloc i jego zapis, więc przy kolejnych wywołaniach używany jest już ten adres zamiast kodu PLT.

Modern linking behaviors that impact exploitation

  • -z now (Full RELRO) wyłącza lazy binding; wpisy PLT nadal istnieją, ale GOT/PLT jest zmapowany jako read-only, więc techniki takie jak GOT overwrite i ret2dlresolve nie zadziałają przeciwko głównemu binarnemu (biblioteki mogą nadal być częściowo RELRO). Zobacz:

Relro

  • -fno-plt powoduje, że kompilator wywołuje funkcje zewnętrzne bezpośrednio przez GOT entry zamiast przez stub PLT. Zobaczysz sekwencje wywołań typu mov reg, [got]; call reg zamiast call func@plt. To zmniejsza możliwość nadużyć związanych ze speculative-execution i nieznacznie zmienia poszukiwanie gadgetów ROP wokół stubów PLT.

  • PIE vs static-PIE: PIE (ET_DYN with INTERP) wymaga dynamicznego loadera i obsługuje standardowy mechanizm PLT/GOT. Static-PIE (ET_DYN without INTERP) ma relokacje zastosowane przez loader jądra i brak ld.so; nie oczekuj rozwiązywania PLT w czasie wykonywania.

Jeśli GOT/PLT nie jest opcją, przejdź do innych zapisywalnych wskaźników kodu lub użyj klasycznego ROP/SROP do libc.

WWW2Exec - GOT/PLT

Program Initialization

Po załadowaniu programu nadchodzi czas jego uruchomienia. Jednak pierwszy kod, który jest wykonywany, nie zawsze jest funkcją main. Dzieje się tak na przykład w C++, jeśli zmienna globalna jest obiektem klasy, ten obiekt musi być zainicjalizowany przed uruchomieniem main, np.:

#include <stdio.h>
// g++ autoinit.cpp -o autoinit
class AutoInit {
public:
AutoInit() {
printf("Hello AutoInit!\n");
}
~AutoInit() {
printf("Goodbye AutoInit!\n");
}
};

AutoInit autoInit;

int main() {
printf("Main\n");
return 0;
}

Zauważ, że te zmienne globalne znajdują się w .data lub .bss, ale na listach __CTOR_LIST__ i __DTOR_LIST__ przechowywane są obiekty do inicjalizacji i destrukcji, aby móc je śledzić.

Z poziomu kodu C można uzyskać ten sam rezultat, używając GNU extensions :

__attribute__((constructor)) //Add a constructor to execute before
__attribute__((destructor)) //Add to the destructor list

Z perspektywy kompilatora, aby wykonać te akcje przed i po wykonaniu funkcji main, można utworzyć funkcję init i funkcję fini, które będą odwoływane w sekcji dynamicznej jako INIT i FINI i są umieszczone w sekcjach init i fini ELF.

Drugą opcją, jak wspomniano, jest odwołanie się do list __CTOR_LIST__ i __DTOR_LIST__ w wpisach INIT_ARRAY i FINI_ARRAY w sekcji dynamicznej, a ich długość jest wskazywana przez INIT_ARRAYSZ i FINI_ARRAYSZ. Każdy wpis jest wskaźnikiem do funkcji, która zostanie wywołana bez argumentów.

Ponadto możliwe jest również posiadanie PREINIT_ARRAY z wskaźnikami, które zostaną wykonane przed wskaźnikami INIT_ARRAY.

Exploitation note

  • Under Partial RELRO these arrays live in pages that are still writable before ld.so flips PT_GNU_RELRO to read-only. If you get an arbitrary write early enough or you can target a library’s writable arrays, you can hijack control flow by overwriting an entry with a function of your choice. Under Full RELRO they are read-only at runtime.

  • For lazy binding abuse of the dynamic linker to resolve arbitrary symbols at runtime, see the dedicated page:

Ret2dlresolve

Kolejność inicjalizacji

  1. Program jest załadowany do pamięci, statyczne zmienne globalne są zainicjalizowane w .data, a niezainicjalizowane wyzerowane w .bss.
  2. Wszystkie zależności programu lub bibliotek są inicjalizowane, a wykonywane jest linkowanie dynamiczne.
  3. Wykonywane są funkcje z PREINIT_ARRAY.
  4. Wykonywane są funkcje z INIT_ARRAY.
  5. Jeśli istnieje wpis INIT, jest on wywoływany.
  6. Jeśli to biblioteka, dlopen kończy się tutaj; jeśli program, czas wywołać prawdziwy punkt wejścia (funkcję main).

Pamięć lokalna wątku (TLS)

Są definiowane za pomocą słowa kluczowego __thread_local w C++ lub rozszerzenia GNU __thread.

Każdy wątek utrzymuje unikalne miejsce dla tej zmiennej, tak że tylko dany wątek ma dostęp do swojej zmiennej.

Gdy jest to używane, w ELF wykorzystywane są sekcje .tdata i .tbss. Są one podobne do .data (zainicjalizowane) i .bss (niezainicjalizowane), ale dla TLS.

Każda zmienna będzie miała wpis w nagłówku TLS określający rozmiar i offset TLS, który jest przesunięciem używanym w obszarze danych lokalnych wątku.

Symbol __TLS_MODULE_BASE jest używany do odwołania się do adresu bazowego pamięci lokalnej wątku i wskazuje na obszar pamięci zawierający wszystkie dane lokalne wątku modułu.

Auxiliary Vector (auxv) and vDSO

Jądro Linux przekazuje procesom wektor pomocniczy zawierający użyteczne adresy i flagi dla środowiska wykonawczego:

  • AT_RANDOM: wskazuje na 16 losowych bajtów używanych przez glibc do stack canary i innych nasion PRNG.
  • AT_SYSINFO_EHDR: adres bazowy mapowania vDSO (przydatny do znalezienia __kernel_* syscalli i gadgetów).
  • AT_EXECFN, AT_BASE, AT_PAGESZ, etc.

Jako atakujący, jeśli możesz czytać pamięć lub pliki w /proc, często możesz leakować te informacje bez infoleak w docelowym procesie:

# Show the auxv of a running process
cat /proc/$(pidof target)/auxv | xxd

# From your own process (helper snippet)
#include <sys/auxv.h>
#include <stdio.h>
int main(){
printf("AT_RANDOM=%p\n", (void*)getauxval(AT_RANDOM));
printf("AT_SYSINFO_EHDR=%p\n", (void*)getauxval(AT_SYSINFO_EHDR));
}

Leaking AT_RANDOM daje wartość canary, jeśli możesz odczytać zawartość tego wskaźnika; AT_SYSINFO_EHDR daje bazę vDSO, której możesz użyć do wyszukiwania gadgets lub do bezpośredniego wywoływania fast syscalls.

Źródła

  • GCC — wspólne atrybuty funkcji (ifunc / STT_GNU_IFUNC): https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-14.3.0/gcc/Common-Function-Attributes.html
  • GNU ld -z pack-relative-relocs / DT_RELR — dokumentacja: https://sourceware.org/binutils/docs/ld.html
  • ld.so(8) – kolejność przeszukiwania dynamicznego loadera, RPATH/RUNPATH, zasady bezpiecznego wykonywania (AT_SECURE): https://man7.org/linux/man-pages/man8/ld.so.8.html
  • getauxval(3) – wektor pomocniczy i stałe AT_*: https://man7.org/linux/man-pages/man3/getauxval.3.html

Tip

Ucz się i ćwicz Hacking AWS:HackTricks Training AWS Red Team Expert (ARTE)
Ucz się i ćwicz Hacking GCP: HackTricks Training GCP Red Team Expert (GRTE) Ucz się i ćwicz Hacking Azure: HackTricks Training Azure Red Team Expert (AzRTE)

Wsparcie dla HackTricks