前言
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無文件執行
之前的文章中，我們講到了無文件執行的方法以及混淆進程參數的方法，今天我們繼續講解一種linux上無文件執行的技巧，是后台朋友給我的提醒，萬分感謝，又學到了新的東西。
linux無文件執行，首先要提到兩個函數：memfd_create 和 fexecve。
memfd_create 和 fexecve
- memfd_create：第一個允許我們在內存中創建一個文件，但是它在內存中的存儲並不會被映射到文件系統中，至少，如果映射了，我是沒找到，因此不能簡單的通過ls命令進行查看，現在看來這的確是相當隱蔽的。事實上，如果一個文件存在，那么我們還是可以去發現它的，誰會去調用這個文件呢？使用如下的命令：
lsof | grep memfd
- 第二個函數，fexecve同樣的功能很強大，它能使我們執行一個程序（同execve），但是傳遞給這個函數的是文件描述符，而不是文件的絕對路徑，和memfd_create搭配使用非常完美！
但是這里有一個需要注意的地方就是，因為這兩個函數相對的比較新，memfd_create 是在kernel3.17才被引進來，fexecve是glibc的一個函數，是在版本2.3.2之后才有的， 沒有fexecve的時候， 可以使用其它方式去取代它，而memfd_create只能用在相對較新的linux內核系統上。
fexecve的實現
今天不談memfd_create，這是linux的新特性，沒有什么好玩的，本人對fexecve 的實現很有興趣，因為fexecve是glibc中的函數，而不是linux的系統調用。先看一下fexecve的用法,下面的fexecve_test.c 代碼是實現ls -l /dev/shm 功能。
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
static char *args[] = {
"hic et nunc",
"-l",
"/dev/shm",
NULL
};
extern char **environ;
int main(void)
{
struct stat st;
void *p;
int fd, shm_fd, rc;
shm_fd = shm_open("wurstverschwendung", O_RDWR | O_CREAT, 0777);
if (shm_fd == -1) {
perror("shm_open");
exit(1);
}
rc = stat("/bin/ls", &st);
if (rc == -1) {
perror("stat");
exit(1);
}
rc = ftruncate(shm_fd, st.st_size);
if (rc == -1) {
perror("ftruncate");
exit(1);
}
p = mmap(NULL, st.st_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED,
shm_fd, 0);
if (p == MAP_FAILED) {
perror("mmap");
exit(1);
}
fd = open("/bin/ls", O_RDONLY, 0);
if (fd == -1) {
perror("openls");
exit(1);
}
rc = read(fd, p, st.st_size);
if (rc == -1) {
perror("read");
exit(1);
}
if (rc != st.st_size) {
fputs("Strange situation!\n", stderr);
exit(1);
}
munmap(p, st.st_size);
close(shm_fd);
shm_fd = shm_open("wurstverschwendung", O_RDONLY, 0);
fexecve(shm_fd, args, environ);
perror("fexecve");
return 0;
}
代碼中主要是分為了三步：
- 首先通過shm_open函數在 /dev/shm中創建了wurstverschwendung文件
- 將ls 命令文件寫入到wurstverschwendung文件
- 通過fexecve執行wurstverschwendung文件，因為/dev/shm在內存中，因此fexecve實際上是在內存中執行文件。
對fexecve_test.c 進行編譯並執行，可以看到/dev/shm下面確實生成了wurstverschwendung文件。
調試角度
fexecve是如何執行內存中的文件的呢？一般可以從調試和源碼的角度來探究其中的原理。首先使用strace調試一下：
strace -f -tt -T ./fexecve_test
從打印的日志中，找到open系統調用，從創建文件開始關聯：
大家可以看到shm_open 其實是在/dev/shm創建文件，而execve的執行文件為/proc/self/fd/3，為進程中打開的文件符號鏈接，這個指向的就是shm_open創建的文件，但是從監控execve的角度來說， execve無法獲取執行文件的路徑，從而實現了混淆。
源碼角度
從上文中，我們大致知道了原理。具體細節還是要看源碼：glibc中的代碼庫中（https://github.com/jeremie-koenig/glibc/blob/master-beware-rebase/sysdeps/unix/sysv/linux/fexecve.c）。
#include <errno.h>
#include <stddef.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
/* Execute the file FD refers to, overlaying the running program image.
ARGV and ENVP are passed to the new program, as for `execve'. */
int
fexecve (fd, argv, envp)
int fd;
char *const argv[];
char *const envp[];
{
if (fd < 0 || argv == NULL || envp == NULL)
{
__set_errno (EINVAL);
return -1;
}
/* We use the /proc filesystem to get the information. If it is not
mounted we fail. */
char buf[sizeof "/proc/self/fd/" + sizeof (int) * 3];
__snprintf (buf, sizeof (buf), "/proc/self/fd/%d", fd);
/* We do not need the return value. */
__execve (buf, argv, envp);
int save = errno;
/* We come here only if the 'execve' call fails. Determine whether
/proc is mounted. If not we return ENOSYS. */
struct stat st;
if (stat ("/proc/self/fd", &st) != 0 && errno == ENOENT)
save = ENOSYS;
__set_errno (save);
return -1;
}
關鍵部位代碼：
char buf[sizeof "/proc/self/fd/" + sizeof (int) * 3];
__snprintf (buf, sizeof (buf), "/proc/self/fd/%d", fd);
/* We do not need the return value. */
__execve (buf, argv, envp);
fexecve本質上還是調用execve，只不過文件路徑是在/proc中。fexecve_test中實現的功能，可以用bash來簡單描述，作用是等同的：
最后
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