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Mipsel固件Fuzzing小记

0x01 准备

1.1 安装必要工具链

首先需要安装 MIPS 交叉编译工具链和相关依赖：

sudo apt-get install -y gcc-mipsel-linux-gnu g++-mipsel-linux-gnu binwalk qemu-user-static afl++

这些工具分别用于：交叉编译、固件解包、二进制程序模拟执行以及模糊测试。

1.2 编译afl-qemu-trace

然后需要在AFLPlusPlus/qemu-mode目录下，

CPU_TARGET=mipsel ./build_qemu_support.sh

进行编译afl-qemu-trace，并复制到/usr/local/bin/目录下

1.3 使用 ramdisk

由于 fuzz 比较消耗硬盘读写，所以通过下面的命令，使用内存盘减少硬盘消耗。

mkdir /mnt/ramdisk
mount -t tmpfs -o size=2048M tmpfs /mnt/ramdisk

1.4 固件提取

使用 binwalk 解包固件并确认目标 CGI 程序的架构：

binwalk -Me firmware.bin  # 解包固件
cd _firmware.bin.extractedfile squashfs-root/usr/sbin/cgibin

0x02 模拟执行

2.1 依赖检查

使用 QEMU 模拟执行 CGI 程序，检查是否能正常启动：

# 使用qemu模拟执行，查看缺失的依赖
qemu-mipsel-static -L squashfs-root squashfs-root/usr/sbin/cgibin -h

2.2 处理文件依赖与环境变量配置

如果启动失败，要想办法满足程序启动条件，如劫持函数、生成模拟文件等等。这里我需要copy一份cgibin，重命名为hedwig.cgi，因为程序以文件名为参数

[  4:02上午 ]  
$ export REQUEST_METHOD=POST
[  4:07上午 ]  
$ qemu-mipsel-static -L squashfs-root squashfs-root/htdocs/hedwig.cgi 
Error while loading htdocs/hedwig.cgi: No such file or directory
[  4:07上午 ]  
$ ln -s htdocs/cgibin htdocs/hedwig.cgi  
[  4:10上午 ]  
$ cp squashfs-root/htdocs/cgibin squashfs-root/htdocs/hedwig.cgi
[  4:11上午 ]  
$ qemu-mipsel-static -L squashfs-root squashfs-root//hedwig.cgi
HTTP/1.1 200 OK
Content-Type: text/xml<hedwig><result>FAILED</result><message>unsupported HTTP request</message></hedwig>%   

2.3 程序入口分析

查看 CGI 程序的 main 函数源码，可以发现程序根据不同的文件名调用不同的处理函数：

int __fastcall main(int argc, const char **argv, const char **envp)
{const char *v3; // $s0// ... 代码省略 ...if ( !strcmp(v3, "hedwig.cgi") ){v8 = (void (__noreturn *)())&hedwigcgi_main;v9 = argc;return ((int (__fastcall *)(_DWORD, _DWORD, _DWORD))v8)(v9, argv, envp);}// ... 代码省略 ...printf("CGI.BIN, unknown command %s\n", v3);return 1;
}

这就是为什么我们需要复制或链接到 hedwig.cgi 文件名的原因。

0x03 AFL++异架构fuzzing

3.1 准备初始语料库

创建包含有效输入的初始语料库：

mkdir -p corpusecho "<?xml version="1.0"?><postxml><module><service>DEVICE.TIME</service><device><time><ntp><server>test</server></ntp></time></device></module></postxml>" > corpus/test.txt

3.2 设置环境变量

CGI 程序依赖特定的环境变量来处理 HTTP 请求，我们设置环境变量

export REQUEST_METHOD=POST
export SCRIPT_NAME=/hedwig.cgi
export CONTENT_TYPE=text/xml
export CONTENT_LENGTH=1024

3.3 基础AFL++命令

启动 AFL++ 进行模糊测试：

export QEMU_LD_PREFIX=$(pwd)/squashfs-root
export LD_PRELOAD=$(pwd)/main_hook.so  # 如果用了hook库
export AFL_INST_LIBS=1
export AFL_NO_FORKSRV=1afl-fuzz -Q -m none -i corpus/ -o output/ ./htdocs/hedwig.cgi @@

3.4 高级配置选项

使用字典和并行模糊测试提高效率：

# 使用字典引导Fuzz（基于HTTP协议）
afl-fuzz -Q -i corpus -o output -x /path/to/http.dict \-- qemu-mipsel-static squashfs-root/usr/sbin/cgibin @@# 并行Fuzz（1个master + 多个slave）
# 终端1（master）
afl-fuzz -Q -M master -i corpus -o output -- qemu-mipsel-static squashfs-root/usr/sbin/cgibin @@
# 终端2及以后（slave）
afl-fuzz -Q -S slave1 -i- -o output -- qemu-mipsel-static squashfs-root/usr/sbin/cgibin @@

0x04 分析样本

4.1 分析崩溃样本

当发现崩溃时，首先查看崩溃样本：

ls output/crashes/# 联合gdb调试
qemu-mipsel-static -g 1234 squashfs-root/usr/sbin/cgibin output/crashes/id:000000,sig:11,src:000000,op:flip1,pos:0# 另开终端连接GDB
mipsel-linux-gnu-gdb squashfs-root/usr/sbin/cgibin
(gdb) target remote :1234