Решение задания с pwnable.kr 01 — fd. Файловые дескрипторы и процессы
Специально для тех, кто хочет узнавать что-то новое и развиваться в любой из сфер информационной и компьютерной безопасности, я буду писать и рассказывать о следующих категориях:
- PWN;
- криптография (Crypto);
- cетевые технологии (Network);
- реверс (Reverse Engineering);
- стеганография (Stegano);
- поиск и эксплуатация WEB-уязвимостей.
Чтобы вы могли узнавать о новых статьях, программном обеспечении и другой информации, я создал канал в Telegram и группу для обсуждения любых вопросов в области ИиКБ. Также ваши личные просьбы, вопросы, предложения и рекомендации рассмотрю лично и отвечу всем.
Вся информация представлена исключительно в образовательных целях. Автор этого документа не несёт никакой ответственности за любой ущерб, причиненный кому-либо в результате использования знаний и методов, полученных в результате изучения данного документа.
Файловые дескрипторы
Файловый дескриптор — это неотрицательное число, которое является идентификатором какого-либо потока ввода-вывода, который может быть связан с файлами, каталогами или сокетами.
В системной файловой таблице (SFT — System File Table) и таблице индексных дескрипторов (INode Table) содержится информация, необходимая для доступа процесса к данным файла. Если несколько процессов запрашивают доступ к одному и тому же файлу, то каждый из тих процессов получит собственный элемент системной файловой таблицы, несмотря на то что они будут работать с одним и тем же файлом.
Ядро предоставляет процессу файловый дескриптор, когда тот получает доступ к файлу. Можно сказать, что файловый дескриптор — это индекс массива открытых файлов, который является уникальным для каждого процесса. Но первые три индекса жестко закреплены:
- 0 — стандартный ввод (stdin);
- 1 — стандартным выводом (stdout);
- 2 — стандартный поток ошибок (stderr).
Решение задания fd
Нажимаем на первую иконку с подписью fd, и нам говорят, что нужно подключиться по SSH с паролем guest.
При подключении мы видим соотвтствующий баннер.
Давайте узнаем какие файлы есть на сервере, а также какие мы имеем права.
Таким образом мы можем можем прочитать исходный код программы, так как есть право читать для всех, и выполнить с правами владельца программу fd (установлен sticky-бит). Давай просмотрим исходный код.
Из кода следует, что программа принимает в качестве параметра число, отнимает от него 0x1234 и использует в качестве дескриптора для получения строки, которая должна быть равна «LETMEWIN».
Таким образом нам нужно послать программе строку «LETMEWIN» через стандартный поток ввода (stdin). Для этого дескриптор, который передается в функцию read(), должен быть равен 0. То есть в качестве параметра программы нужно использовать число 0х1234. Переведем его в десятичный вид.
Теперь запустим программу с параметром 4660, отпавим нужную строку и заберем флаг.
Дескрипторы файлов
Когда файл открывается процессом с помощью функции CreateFile , с ним связывается дескриптор файла до завершения процесса или закрытия дескриптора с помощью функции CloseHandle . Дескриптор файла используется для идентификации файла во многих вызовах функций.
Каждый дескриптор файла и объект файлов обычно уникален для каждого процесса, который открывает файл— единственными исключениями из этого является то, что дескриптор файла, удерживаемый процессом, дублируется или когда дочерний процесс наследует дескриптор файла родительского процесса. В таких ситуациях эти дескрипторы файлов являются уникальными, но видят один общий объект файла. Дополнительные сведения о дедупликации дескрипторов файлов, удерживаемых процессами, см. в разделе DuplicateHandle .
Обратите внимание, что, хотя дескрипторы файлов обычно являются закрытыми для процесса, данные файла, на которые указывает файл, не являются. Таким образом, процессы и потоки, совместно использующие один и тот же файл, должны синхронизировать свой доступ. Для большинства операций с файлом процесс определяет файл через свой частный пул дескрипторов.
Что такое файловый дескриптор простыми словами
Файловый дескриптор — это неотрицательное число, которое является идентификатором потока ввода-вывода. Дескриптор может быть связан с файлом, каталогом, сокетом.
Например, когда вы открываете или создаете новый файл, операционная система формирует для себя запись для представления этого файла и хранения информации о нем. У каждого файла индивидуальный файловый дескриптор Linux. Открыли 100 файлов — где-то в ядре появились 100 записей, представленных целыми числами.
Как файлы получают дескрипторы
Обычно файловые дескрипторы выделяются последовательно. Есть пул свободных номеров. Когда вы создаете новый файл или открываете существующий, ему присваивается номер. Следующий файл получает очередной номер — например, 101, 102, 103 и так далее.
Дескриптор для каждого процесса является уникальным. Но есть три жестко закрепленных индекса — это первые три номера (0, 1, 2).
- 0 — стандартный ввод (stdin), место, из которого программа получает интерактивный ввод.
- 1 — стандартный вывод (stdout), на который направлена большая часть вывода программы.
- 2 — стандартный поток ошибок (stderror), в который направляются сообщения об ошибках.
Когда вы завершаете работу с файлом, присвоенный ему дескриптор освобождается и возвращается в пул свободных номеров. Он снова доступен для выделения под новый файл. 
В Unix-подобных системах файловые дескрипторы могут относиться к любому типу файлов Unix: обычным файлам, каталогам, блочным и символьным устройствам, сокетам домена, именованным каналам. Дескрипторы также могут относиться к объектам, которые не существуют в файловой системе: анонимным каналам и сетевым сокетам.
Понятием «файловый дескриптор» оперируют и в языках программирования. Например, в Python функция os.open(path, flags, mode=0o777, *, dir_fd=None) открывает путь к файлу path, добавляет флаги и режим, а также возвращает дескриптор для вновь открытого файла. Начиная с версии 3.4 файловые дескрипторы в дочернем процессе Python не наследуются. В Unix они закрываются в дочерних процессах при выполнении новой программы.
Для чего нужны файловые дескрипторы
Чтобы оценить важность файловых дескрипторов, нужно разобраться, как работает файловая система.
- В традиционной реализации Unix дескрипторы индексируются в таблицу дескрипторов для каждого процесса, поддерживаемого ядром.
- Таблица файловых дескрипторов индексирует общесистемную таблицу файлов, открытых всеми процессами.
- В таблице файлов записывается режим, в котором открыт файл или другой ресурс — например, для чтения, записи, чтения и записи.
- Режим индексируется в таблицу индексных дескрипторов, описывающих фактические базовые файлы. В каждом индексном дескрипторе хранятся атрибуты и расположение дисковых блоков переданного объекта.
Когда нужно выполнить ввод или вывод, процесс через системный вызов передает ядру дескриптор нужного файла. Ядро обращается к файлу от имени процесса. При этом у самого процесса нет доступа к файлу или таблице индексных дескрипторов.
Что такое плохой файловый дескриптор
Это ошибка, которая может возникнуть в многопоточных приложениях, — Bad file descriptor. Чтобы исправить ее, нужно найти код, который закрывает один и тот же дескриптор файла. Может произойти и другая ситуация — например, один поток уже закрыл файл, а другой поток пытается получить к нему доступ.
В однопоточных приложениях такая проблема обычно не возникает.
Что можно делать с файловыми дескрипторами
Файловые дескрипторы можно использовать для исправления ошибок. Например, если на диске нет свободного места, но вы не видите файлы, которые занимают пространство, то можно посмотреть открытые дескрипторы. Это поможет понять, какое приложение заняло весь доступный объем.
Важно понимать, что если мы один раз открыли файл, и он получил файловый дескриптор, то мы можем взаимодействовать с ним дальше. Не имеет значения, что с этим файлом происходит. Его могут переименовать, удалить, могут изменить его владельца, отобрать права на запись и чтение. Если вы уже начали работать с файлом и знаете его дескриптор, то можете продолжать с ним работать.