记一次MIPS题目的逆向分析

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作者:Li1y   
初步分析
题目链接
https://wws.lanzouj.com/i6Zo2gpbolc
2020HWS选拔赛的IOT逆向题目,内有3个文件


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2020-9-17 13:57 上传

其中readme.txt内容如下:
题目运行命令如下:
sudo qemu-system-mipsel -M malta -hda openwrt-malta-le-root.ext4 -kernel openwrt-malta-le-vmlinux.elf -nographic -append "root=/dev/sda console=tty50"
需要分析的程序为 ./bin/maze
.ext4格式文件能直接解压缩,复制出/bin/maze,用file看一下文件格式


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2020-9-17 13:57 上传

发现是小端mips,根据readme.txt的内容能直接模拟整个openwrt系统来运行,而且可以使用gdb调试,但是调试过程中遇到了很多问题,比如莫名其妙突然不能显示输入输出的字符等
因此考虑使用静态分析方式,那么有以下几个工具可以选择
[ol]

  • Ghidra

  • IDA7.5

  • JEB-MIPS
    [/ol]
    首先推荐IDA7.5,氪金才能变强,如果想白嫖最好还是选择JEB-MIPS
    根据个人经验,JEB-MIPS的伪代码效果要优于Ghidra,在一些异或处理上Ghidra显示的伪代码会和汇编有歧义,使用者容易被误导
    个人使用的JEB版本可在如下链接获取
    [Android Tools] JEB 3.17.1 Anti-Covid19 Edition by DimitarSerg
    https://www.52pojie.cn/thread-1162477-1-1.html
    静态分析
    根据题目maze也可以知道,这是一个CTF逆向题中典型的迷宫题
    sub_400B44为主函数
    首先限制了输入长度为32


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    2020-9-17 13:57 上传

    其次在sub_4006F0()通过预置的字符串"AMz1nG~#--Ma7e~"得出迷宫布局,即.bss段中的maze数组


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    2020-9-17 13:57 上传

    根据字符串的长度和循环次数可以判断出迷宫大小为8*15
    我们可以根据伪代码还原出迷宫生成函数,从而打印出迷宫


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    2020-9-17 13:57 上传

    剩下的就是判断,上下左右分别用UDLR代替,下图中以ASCII码显示


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    2020-9-17 13:57 上传

    根据v1=1,v2=0可以判断起始点是(1,0),而要走32步,则只有如下图路径


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    2020-9-17 13:57 上传

    结果为
    DDRDDLDDRRRRRDRDDDDDLLDDLLLUUULU
    动态分析
    那么如果迷宫生成步骤再复杂一点,很难从伪代码分析还原出迷宫,就需要动态调试了。
    而根据前文所述,无法使用openwrt自带的gdb调试,那么通过外接gdb是否可以呢
    已知使用qemu可以直接模拟执行静态编译的程序,但是如何对题中这种动态编译,需要外部依赖的程序进行模拟执行呢?
    经过查阅资料(https://www.colabug.com/2020/0824/7658729/),参考博主大佬对embedded_heap的调试过程,使用命令如下
    qemu-mipsel -L ./ ./bin/maze


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    2020-9-17 13:57 上传

    注意,根据博主大佬的过程,需要参照lib文件夹中的两个1kb文件内容,修改对应的so文件,不然会出现解析错误


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    2020-9-17 13:57 上传

    解释的可能不是很清楚,直接举例吧,比如ld-musl-mipsel-sf.so.1其实并不是一个ELF格式的程序,用txt打开之后里面只有libc.so,因此删除旧的ld-musl-mipsel-sf.so.1并将libc.so命名为新的ld-musl-mipsel-sf.so.1


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    2020-9-17 13:57 上传

    对libatomic.so.1的处理过程也一样,处理之后就可以愉快的动态调试了
    因为要使用gdb调试,所以使用-g参数设置端口
    qemu-mipsel -g 1234 -L ./ ./bin/maze
    之后安装apt-get install gdb-multiarch,再使用如下命令启动gdb
    gdb-multiarch -q ./bin/maze
    设置架构和大小端序(默认小端)
    set architecture mips
    set endian little(本题为小端,可以不使用此命令)
    最后远程连接调试端口,如在本地127.0.0.1可以省略不写
    target remote :1234
    本以为这样就结束了,可以愉快下断点了,但是下完断点执行gdb就崩了,换用pwngdb也是如此,过程如下图


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    2020-9-17 13:57 上传

    问题暂时无解,希望知道原因的师傅能告诉我
    因此选择使用IDA调试,虽然7.5以下的IDA不支持显示mips的伪代码,但是远程调试还是妥妥的,依旧是使用qemu-mipsel -g 1234 -L ./ ./bin/maze启动远程调试,ifconfig看一下虚拟机的ip,使用IDA打开maze文件,下断点后选择Remote GDB debugger运行


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    2020-9-17 13:57 上传

    填写虚拟机ip和端口,其它参数默认点OK即可


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    2020-9-17 13:57 上传

    如果断点下在了初始化迷宫布局结束之后,例如sub_400904处,运行至此处后找到.bss段的maze变量转化为数组即可看到迷宫全貌


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    2020-9-17 13:57 上传

    此处还有一个坑点,使用IDA7.0的时候同样的流程看不到.bss段初始化后的结果,全是?
    而换用7.2就可以了,泪目,果然氪金才能变强
    不过论坛有7.2的版本,下载一个就OK
    剩下的见静态调试分析


    clip_image027.jpg (17.79 KB, 下载次数: 0)
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    2020-9-17 13:57 上传

    最后,求知道为什么gdb调试会崩掉的师傅解惑
    【更新,换了Ubuntu就不会崩掉了,玄学。。。】

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  • Li1y
    OP
      


    BXb 发表于 2020-9-18 10:15
    lz,是不是还要安装qeum什么的啊。能指导一下嘛。

    是,得装qemu,我的版本是最新版
    apt-get install qemu
    正在读取软件包列表... 完成
    正在分析软件包的依赖关系树      
    正在读取状态信息... 完成      
    qemu 已经是最新版 (1:4.2-6)。
    CHILAS_LEE   

    MIPS逆向调试工具一直都有点麻烦,感谢楼主分享。IDA7.0我遇到过branch指令单步跟全都不会跳转,无论条件是否满足,并且这个时候查看不了栈这些信息,重启IDA才能恢复正常。
    xmhwws   

    7.5 合购的?
    Li1y
    OP
      


    xmhwws 发表于 2020-9-17 14:58
    7.5 合购的?

    穷啊,哪里买得起,用的是泄露的7.2
    mth123   

    高手如云啊
    Serenade   

    支持大佬
    hzqmwne   

    过程很详细,学习了
    无名哥哥126   

    详细的教程,支持!
    zhutou123   

    学习一下
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