gdb 정리

1. pwndbg 설치 (ubuntu 22.04)

https://github.com/pwndbg/pwndbg

GitHub - pwndbg/pwndbg: Exploit Development and Reverse Engineering with GDB Made Easy

 

2. 디버깅

(1) 파일 생성

// Name: debugee.c
// Compile: gcc -o debugee debugee.c -no-pie

#include <stdio.h>
int main(void) {
  int sum = 0;
  int val1 = 1;
  int val2 = 2;

  sum = val1 + val2;

  printf("1 + 2 = %d\n", sum);

  return 0;
}

 

(2) 엔트리 찾기 - readelf

ELF(Executable and Linkable Format) 파일의 헤더 정보 확인

• EP 값을 확인하면 엔트리 즉, 진입점에 대한 정보를 알 수 있다. = 0x401050
• 운영체제는 ELF를 실행할 때, 진입점의 값부터 프로그램을 실행한다.

 

(3) gdb의 entry명령어

entry는 진입점부터 프로그램을 분석할 수 있게 해주는 gdb의 명령어이다.

DISASM영역의 화살표(►)가 가리키는 주소는 현재 rip의 값인데, entry 명령어를 실행하고 보면 엔트리 주소인 0x401050을 가리키고 있다. 

 

 

프로그램은 실행되면서 레지스터를 비롯한 여러 메모리에 접근한다.

따라서 디버거를 이용하여 프로그램의 실행 과정을 자세히 관찰하려면 컴퓨터의 각종 메모리를 한눈에 파악할 수 있는 것이 좋다. pwndbg는 주요 메모리들의 상태를 프로그램이 실행되고 있는 Context를 가독성 있게 표현할 수 있는 인터페이스를 갖추고 있다.

context는 크게 4개의 영역으로 구분된다. (화면상 보이는 순서대로)

1. REGISTERS: 레지스터의 상태
2. DISASM: 디스어셈블된 값 (rip ~)
3. STACK:  스택의 값 (rsp ~)
4. BACKTRACE: 현재 rip에 도달할 때까지 어떤 함수들이 중첩되어 호출됐는지 보여준다. 

 

(4) break & continue & run 

이 때, 디버거에는 break와 continue라는 기능이 있다.

break는 특정 주소에 중단점(breakpoint)을 설정하는 기능이고, continue는 중단된 프로그램을 계속 실행시키는 기능이다. break로 원하는 함수에 중단점을 설정하고, 프로그램을 계속 실행하면 해당 함수까지 멈추지 않고 실행한 다음 중단된다. 

run은 단순히 실행 시키는 명령어라고 생각하면 된다. 프로그램이 실행되는 중간에 run을 입력하면 프로그램은 재시작되어 실행된다. (continue는 멈춘 부분에서부터 실행을 이어나간다.)

 

- main함수에 breakpoint 걸고 c 해주기

 

r(run)해주면 다시 실행됨 //b는 그대로 유지되어 main에서 실행 멈춤

 

(5)  disassembly

disassemble(disass)은 gdb가 기본적으로 제공하는 디스어셈블 명령어이다.

함수 이름을 인자로 전달하면 해당 함수가 반환될 때 까지 디스어셈블하여 보여준다.

+) u, nearpc, pdisass는 디스어셈블된 코드를 가독성 좋게 출력해주는 pwndbg 명령어이다. (현재 실행되는 명령어 또는 주소를 지정해서 사용 가능)

 

(6) navigate

관찰하고자 하는 함수에 도달하면, 그 지점부터는 명령어를 한 줄씩 자세히 분석해야 한다.

이때 사용하는 명령어로 ni(next into)와 si(step into)가 있다.

• next : 실행 중인 프로세스를 한 줄 실행한다. 함수 실행 시 내부로 진입 X
  • ni: 어셈블리 수준에서 한 명령어씩 실행 //현재 명령어가 함수 호출일 경우 함수의 전체 실행을 완료한 후 다음 명령어로 이동
• step : 실행 중인 프로세스를 한 줄 실행한다. 함수 실행 시 내부로 진입
  • si: 어셈블리 수준에서 한 명령어씩 실행 //현재 명령어가 함수 호출일 경우 함수 내부로 들어감

- main 함수에서 printf 함수를 호출하는 지점까지 실행

 

- ni 실행 결과: printf()함수로 들어가지 않고, 바로 그 다음 명령어로 넘어감 (printf 함수 바로 다음으로 rip가 이동)

 

- si 실행 결과: printf 함수 내부로 rip가 이동

 

(7) finish 

함수 내부에 들어가서 필요한 부분을 모두 분석했을 경우 finish라는 명령어를 사용하여 함수의 끝까지 한 번에 실행할 수 있다. 

 

(8) examine

gdb에서는 기본적으로 제공하는 x라는 명령어를 통해 특정 주소에서 원하는 길이만큼의 데이터를 원하는 형식으로 인코딩하여 볼수 있다.

• x/10gx $rsp : 스택의 상위 10개의 항목
  
  • 현재 스택 포인터($rsp)가 가리키는 주소에서 시작하여 8바이트(64비트)씩 10개의 값을 16진수로 출력

    

• x/5i $rip : rip부터 5줄의 어셈블리 명령어 출력

  

  

• x/s 0x400000 : 특정 주소(0x400000)의 문자열 출력
  • x/s 0x400000 명령어는 메모리 주소 0x400000에서 시작하는 데이터를 문자열로 해석하여 출력한다.
  • 이 명령어는 해당 주소에서 시작하는 문자열을 C 스타일(null 문자로 끝나는)로 출력하므로, 주로 특정 메모리 주소에 저장된 문자열을 확인하는 데 사용된다. 

 

(9) telescope

telescope은 pwndbg가 제공하는 강력한 메모리 덤프 기능이다.

특정 주소의 메모리 값들을 보여주는 것에서 그치지 않고, 메모리가 참조하고 있는 주소를 재귀적으로 탐색하여 값을 보여준다. (디폴트: rsp, tele [address] 형식 )

 

(10) vmmap

vmmap은 가상 메모리 레이아웃을 시각적으로 보여주는 명령어이다. 

vmmap은 특정 가상 메모리 영역이 파일에 매핑되어 있다면, 해당 파일의 경로를 함께 출력한다. 예를 들어, 공유 라이브러리나 실행 파일이 메모리에 매핑된 경우, 그 파일의 경로가 표시된다.

또한, 메모리 영역에 대한 자세한 정보를 제공한다. 여기에는 메모리 시작 주소와 끝 주소, 접근 권한(읽기, 쓰기, 실행 가능 여부), 영역의 크기, 오프셋,  파일 매핑 여부 등이 포함된다.

 

어떤 파일을 메모리에 적재하는 것을 파일 매핑이라고 한다.

위 메모리 레이아웃에서 /home/mnzy/pwn/debugee와 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6, /usr/lib/x86_64-linux-gnu/ld-linux-x86-64.so.2가 매핑된 파일들이다. 리눅스에서는 ELF를 실행할 때, 먼저 ELF의 코드와 여러 데이터를 가상 메모리에 매핑하고, 해당 ELF에 링크된 공유 오브젝트(Shared Object, so)를 추가로 메모리에 매핑한다.

공유 오브젝트는 윈도우의 DLL과 대응되는 개념으로, 자주 사용되는 함수들을 미리 컴파일해둔 것이다. C언어의 printf, scanf 등이 리눅스에서는 libc(library C)에 구현되어 있다. 공유 오브젝트에 이미 구현된 함수를 호출할 때는 매핑된 메모리에 존재하는 함수를 대신 호출한다. 

 

(11) gdb / python

gdb를 사용하여 프로그램을 디버깅할 때, 키보드로 직접 타이핑하기 어려운 복잡한 값을 입력하고 싶은 순간이 있다.

예를 들어, 숫자도 아니고, 알파벳도 아니며, 특수 문자도 아닌 값을 입력하는 상황이다.

이러한 값은 이용자가 직접 입력할 수 없는 값이기 때문에 파이썬으로 입력값을 생성하고, 이를 프로그램 입력으로 넘겨주는 방식을 사용해야 한다. 

 

[예시] 프로그램의 인자로 전달된 값과 이용자로부터 입력받은 값을 출력

// Name: debugee2.c
// Compile: gcc -o debugee2 debugee2.c -no-pie
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
	char name[20];
	if( argc < 2 ) {
		printf("Give me the argv[1]!\n");
		exit(0);
	}
	memset(name, 0, sizeof(name));

	printf("argv[1] %s\n", argv[1]);

	read(0, name, sizeof(name)-1);
	printf("Name: %s\n", name);
	return 0;
}

run 명령어의 인자로 $() 와 함께 파이썬 코드를 입력하면 값을 전달할 수 있다.

파이썬에서 print 함수를 통해 출력한 값을 run(r) 명령어의 인자로 전달하는 명령어이다. 

 

또한  파이썬 코드를 통해 값을 입력할 수도 있다.

입력값으로 전달하기 위해서는 <<< 를 사용한다. 

아래는 argv[1]에 임의의 값을 전달하고, 값을 입력하는 명령어이다.

 

[참고] https://learn.dreamhack.io/55