之前投在WASP的论文中了，这周五需要做个英文的presentation。借着做PPT的机会再回看一些经典的printable shellcode编码算法。printable shellcode指仅包含可打印字符(0x21-0x7E)
用一句话概括SUB encoder的算法就是：
Any dword (4 bytes) can be derived from two or three SUB instructions whose operands are printable bytes.
即，任何dword（4字节）都可以由操作数为可打印字符的2-3个SUB指令生成。举一个简单的例子，双字0xAAAAAAAA可以由0减去0x22222222和0x33333334得到，后两者都只包含可打印字符。SUB encoder的代码也不算多，总共只有140多行。
class MetasploitModule < Msf::Encoder
Rank = ManualRanking
def initialize
super(
'Name' => 'Add/Sub Encoder',
'Description' => %q{
Encodes payload with add or sub instructions. This idea came
from (offensive-security) muts' hp nnm 7.5.1 exploit.
},
'Author' => 'Melih Sarica <ms[at]sevure.com>',
'Arch' => ARCH_X86,
'License' => MSF_LICENSE,
'Decoder' =>
{
'BlockSize' => 4
})
end
def add_or_sub(avchars)
add = [0x05, 0x50, 0x58, 0x25, 0x54, 0x5C]
sub = [0x2D, 0x50, 0x58, 0x25, 0x54, 0x5C]
return 1 if add.all?{|ch|avchars.include?ch.chr}
return 2 if sub.all?{|ch|avchars.include?ch.chr}
return 0
end
def write_inst(inst, mcode)
@data << inst
if mcode != 0
for i in 0...4
t = mcode & 0x000000FF;
@data << t
mcode = mcode >> 8;
end
end
end
def rand_with_av_chars()
t2 = 0
for i in 0...4
c = @avchars[rand(@avchars.size)].ord.to_i()
t2 = t2 <<8
t2 += c
end
return t2
end
def check_non_av_chars(target)
for i in 0...4
t = target & 0x000000FF;
return true if not @avchars.include?t.chr
target = target >> 8;
end
return false
end
def encode_inst(target)
begin
a = rand_with_av_chars()
b = rand_with_av_chars()
c = target - a - b if @set == 1
c = 0 - target - a - b if @set == 2
c = c%(0xFFFFFFFF+1)
end while check_non_av_chars(c) == true
write_inst(@inst["opcode"], a)
write_inst(@inst["opcode"], b)
write_inst(@inst["opcode"], c)
end
def encode_shellcode(target, z1, z2)
write_inst(@inst["and"], z1);
write_inst(@inst["and"], z2);
encode_inst(target);
write_inst(@inst["push"], 0);
end
def decoder_stub(state)
buf = ""
shellcode = state.buf.split(//)
while shellcode.size>0
buf << shellcode.pop(4).join
end
state.buf = buf
@data = ""
@avchars = ""
for i in 0..255
@avchars = @avchars + i.chr.to_s if not state.badchars.include?i.chr.to_s
end
offset = (datastore['BufferOffset'] || 0).to_i
@inst = {}
@set = add_or_sub(@avchars)
if @set == 0 then
raise EncodingError, "Bad character list includes essential characters."
exit
elsif @set == 1 then #add
@inst["opcode"] = 0x05
else #sub
@inst["opcode"] = 0x2d
end
@inst["push"] = 0x50
@inst["pop"] = 0x58
@inst["and"] = 0x25
@inst["push_esp"] = 0x54
@inst["pop_esp"] = 0x5c
if state.buf.size%4 != 0 then
raise EncodingError, "Shellcode size must be divisible by 4, try nop padding."
exit
end
#init
write_inst(@inst["push_esp"], 0)
write_inst(@inst["pop"], 0)
encode_inst(offset)
write_inst(@inst["push"], 0)
write_inst(@inst["pop_esp"], 0)
#zeroing registers
begin
@z1 = rand_with_av_chars()
@z2 = rand_with_av_chars()
end while @z1&@z2 != 0
decoder = @data
return decoder
end
def encode_block(state, block)
#encoding shellcode
@data = ""
target = block.split(//)
return if target.size<4
t = 0
for i in 0..3
t1 = target[3-i][0].ord.to_i
t = t<<8
t = t + t1
end
encode_shellcode(t, @z1, @z2);
encoded = @data
return encoded
end
end让我们拜请GPT3.5，无所不知的博识尊：
- add_or_sub方法用于检测是否可以使用”add”或”sub”指令来编码Payload。具体来说，它检查给定的Payload是否包含特定的字节，如果包含，就返回1（表示可以使用”add”指令编码），如果包含另一组特定字节，则返回2（表示可以使用”sub”指令编码），否则返回0。
- write_inst方法用于将指令和相关数据写入编码器的数据缓冲区。
- rand_with_av_chars方法用于生成具有可用字符集的随机数据。
- check_non_av_chars方法检查给定的目标是否包含非可用字符集的字节。
- encode_inst方法编码一条指令，具体来说，它使用随机生成的数据来计算指令的操作数，并将指令和操作数写入数据缓冲区。
- encode_shellcode方法编码整个Shellcode。它首先使用”and”指令对两个操作数进行位运算，然后调用encode_inst方法编码Shellcode的余下部分，最后将”push”指令写入数据缓冲区。
- decoder_stub方法是一个解码器的存根（stub），用于解码Payload。它将输入的Shellcode分解为4字节块，然后通过反向操作还原Shellcode，同时考虑了可用字符集和指令。
- encode_block方法用于对Shellcode块执行编码操作。它将给定的Shellcode块进行编码，并返回编码后的Shellcode。
算法的实现映证了开头对SUB Encoder的总结，SUB Encoder随机的生成3组只包含可打印字符的双字，从而通过3次SUB或ADD指令将所有双字集合映射到仅由可打印字符组成的双字集合，数学证明感觉会用到一些组合，或者通过暴力计算证明。SUB Encoder的随机性保证了生成的shellcode不易被检测，但还是有迹可循，一个很明显的特征就是连续三次的SUB指令会留下相当明显的痕迹，但仅仅去绕过可打印字符的限制已经游刃有余。作为混淆方式，SUB Encoder的复杂度已经足够，但从编码的角度看其编码方式有相当大的改进空间，psc就是从编码的角度优化算法，并且大幅降低了信息冗余度。
写完这篇博客看了下，感觉真没什么好分析的，希望以后的blog再少点水分。