news 2026/10/3 4:43:00

从Web安全转战Pwn:大一新生栈溢出入门实战指南

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张小明

前端开发工程师

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从Web安全转战Pwn:大一新生栈溢出入门实战指南

1. 先想清楚:web和pwn到底差在哪

1.1 一个在找逻辑漏洞,一个在跟内存搏斗

大一有这种想法的人不少:web玩了一阵子,摸到了点门槛,又看到pwn圈子里各种提权、shell、内核的高端操作,觉得这才是"真黑客",转头就想跳过去。先说结论:转是可以转的,而且大一正是好时候,但你必须先明白,这俩方向本质上是在跟完全不同的东西较劲。

web安全关注的是应用层。你做的绝大部分事情是:找注入点、猜参数、翻接口、看逻辑漏洞。很多时候你在黑盒状态下,靠经验就能判断一个输入点有没有问题,比如一个查询接口,你加上单引号报错了,就知道大概率存在SQL注入。这套打法的核心是"信息收集 + 逻辑推理",你面对的是业务代码和服务器配置组成的复杂系统。

pwn就不一样了。pwn面对的是一个已经被编译成二进制的程序,你关心的是它在CPU上运行时,内存里每一步到底发生了什么。一个gets函数为什么会让你拿到shell,不是因为它"长得危险",而是因为它往栈上写数据的时候,把返回地址盖掉了,程序顺着你写的地址跳走了。

打个比方:web是你在楼外面找窗户,看哪扇没关严;pwn是你钻进楼里研究地基和承重墙,研究哪个砖可以抽掉。两者需要的基础知识完全不同,这就决定了你转方向的时候,要重新打的地基是什么。

1.2 你从web带过来的东西,其实很有用

很多从web转pwn的人,第一反应是自己之前的积累全废了。实际上不是的,web方向带给你的能力在pwn里照样吃香,我列几个直接相关的:

  • 你会写Python脚本,这是pwn的看家本事。web里写脚本是为了发包、遍历、猜参数,pwn里写脚本是为了构造payload、打远程、交互,一个道理。
  • 你已经习惯了"输入不可信"这个思维。web里所有用户参数都不能信,pwn里更是如此,甚至程序栈上你输入的那一串A都是"用户输入",怎么利用它完全看你脑子。
  • 你有抓包和调试的习惯。web里用抓包改请求,pwn里用gdb单步看寄存器,本质上都是"观察程序到底干了什么"。

这些软实力会帮你少走很多弯路。我见过不少纯新手,直接学pwn,结果写个脚本都费劲,还要回头补Python。而你有web的底子,这个坎不用再过了。

1.3 先给心态打一针预防针

pwn入门有两个劝退大户,一个是环境配置,一个是"什么都看不懂"的挫败感。

环境这块,你可能会在装gdb插件、调pwntools版本、Linux依赖缺失之间折腾好几个晚上。这些东西本身不难,但特别消磨耐心。我的建议是第一次配置就老老实实按教程一步步来,别自作主张,装完也别急着学新东西,先跑通一个hello world级别的exp,确认环境没问题了再往下走。

挫败感更是家常便饭。你反汇编一个程序,满屏幕都是mov、push、call,完全不知道在干嘛;你写了一个exp,一运行直接Segmentation Fault,也不知道死在哪个指令。这些我都经历过,而且不止一次。你要做的不是郁闷,而是把每道题的"为什么"搞清楚:为什么这个地址要这样填?为什么这个字节数正好盖过返回地址?搞清楚一个点,就往前挪一点。三周之后,你回头看第一个晚上对着汇编发呆的自己,会觉得进步非常明显。

2. pwn入门的三大基础:Linux、C语言、汇编

2.1 环境搭建:别在Kali上死磕,用Ubuntu更省心

很多人一听说pwn,第一反应就是装Kali,觉得里面安全工具全。这个想法不能说错,但作为学习环境,Kali其实不如Ubuntu干净。我自己就是踩过这个坑的:当年用Kali,系统里预装了一堆用不上的工具,启动慢,而且有些包的版本和教程里的对不上,出问题都不知道去哪查。

我的建议是:学习阶段用虚拟机装一个Ubuntu 22.04 LTS,内核稳定,包管理成熟,绝大多数网上教程都是基于Ubuntu写的,照做就行。Kali留到后面打比赛、需要快速用工具的时候再说。

装完系统之后,这几样东西是你pwn之路上的标配:

sudo apt update sudo apt install -y gcc gdb python3 python3-pip pip3 install pwntools

gdb插件方面,我推荐pwndbg,它对新手特别友好,直接高亮显示寄存器、栈和反汇编:

git clone https://github.com/pwndbg/pwndbg cd pwndbg ./setup.sh

如果你某个插件装不上,千万别死磕,先用原版gdb配layout asm也能看反汇编。环境这东西,够用就行,别追求一步到位。

还有一点,Linux命令不用专门去啃书,你会这几个就够了:cd、ls、cat、chmod、sudo、python3、管道符和重定向。vim如果实在用不惯,就用nano,别把时间浪费在编辑器上。我见过不少新手第一个晚上就耗在vim退出上,太不值得了。

2.2 C语言要学到什么程度才算"够了"

pwn题目绝大多数是用C写的,你要能看懂里面那些经典的危险函数。我帮你划一个范围,学到这份上就够开始打题了:

  • 搞清楚数组和指针的区别,知道char buf[16]在内存里占多少字节,栈上大概是什么排布。
  • 明白strlen和sizeof的区别。后者在编译期就算完了,前者是运行到\0结束,这两个搞混,你后面算偏移必出问题。
  • 会看函数调用和参数传递,知道局部变量存在哪。
  • 能自己写一个带gets或strcpy的小程序,然后gdb看它的内存布局。

有些人非要把C语言学透了才敢往下走,我的经验是没必要。比如结构体嵌套、复杂指针这些,等你以后打堆利用的时候再补都来得及。pwn入门阶段最关键的C知识点就是"内存和指针",其他都可以边打题边带出来。

2.3 汇编和内存布局,是pwn思考问题的"坐标系"

如果说C语言是让你理解程序逻辑的,那汇编就是让你看到内存真相的。你不需要会写汇编,但你必须会读。

重点先啃这几块:

  • 寄存器:rax、rbx、rcx、rdx、rsi、rdi、rsp、rbp、rip。记不住全部没关系,前几个和函数参数、返回值相关,rsp和rbp管栈,rip是下一条指令地址,这几个必须刻在脑子里。
  • 栈的生长方向:从高地址向低地址长。
  • 栈帧的概念:每调用一次函数,就会在栈上压入一块区域,用来存局部变量、保存调用者的rbp和返回地址。
  • 常用指令:mov、push、pop、call、ret、leave、add、sub。

学习材料不难找,B站上搜"x86汇编入门"或者"栈帧"就有大量免费视频。我当年是看着图,自己在稿纸上画了一遍call指令的完整过程,画完就通了:

一个函数调用发生的时候,call指令会把当前的返回地址压栈,然后跳到函数开头;函数开头通常先push rbp,再mov rbp, rsp,给新栈帧划定边界,然后sub rsp, 0x10给局部变量腾空间。函数要返回时,leave把栈恢复,ret从栈上弹出地址跳回去。

这个过程你能不看资料画出来,栈溢出对你来说就已经成功一大半了。要是画不出来,就再看一遍,直到能画出来为止,这一关值得花时间。

3. 第一道pwn题:从栈溢出开始

3.1 栈溢出的本质:把"返回地址"改掉

前面讲了栈帧,现在串起来看。假设程序里有一个函数:

void vuln() { char buf[16]; gets(buf); }

gets函数会一直读取输入,直到遇到换行,完全不管buf到底够不够大。当vuln被调用时,栈上是这样的:

高地址 +------------------+ | 调用者的其它数据 | +------------------+ | 返回地址 | <- 正常情况下函数执行完跳回这里 +------------------+ | 保存的 rbp | +------------------+ | 局部变量 buf | <- 16字节,从低地址开始 +------------------+ 低地址

你用gets往里写,写了16个字节刚好填满buf,再写8个字节就把保存的rbp覆盖掉,继续写,返回地址就被你控制了。程序执行到ret的时候,会从栈上弹出你覆盖过的返回地址,跳到你指定的位置。

这就像你给一个自动售货机投币,本该落进钱箱的硬币,被你塞了张纸条,纸条上写着"吐一罐可乐"。售货机不检查内容,它就照办了。栈溢出的整个思路就这么简单。

第一道题,我强烈建议你找一个保护机制全关(Canary off、NX off、PIE off)的简单题目来练,方便你看到最纯粹的漏洞利用过程,就像学开车先上驾校的场地一样。

3.2 拿到题先看保护:checksec是你的"靶场规则说明"

pwn里有一句话叫"拿到题先checksec"。这句话不是装样子,因为保护机制直接决定了你的利用路径。

你可以把保护理解成靶场的规则:

保护机制作用新手影响
Canary栈里埋随机值,被覆盖就检测报错有它就不能无脑溢出覆盖rbp和返回地址
NX栈不可执行有它就不能在栈上执行shellcode
PIE程序地址随机化有它就不能直接硬编码函数地址
RELRO部分或全部只读GOT表影响能不能改GOT劫持流程

入门阶段几乎所有教程都会让你先做Canary off、NX off、PIE off的ret2text题,用最简单的溢出拿到控制流。

3.3 手把手拆解一道ret2text题

假设题目编译出了pwn1,你用objdump或者IDA看到内部有vuln,还有一个后门函数backdoor,里面直接调用了system("/bin/sh")。

注意,我说的是"看到ret2text",意思是这个后门函数是程序里本来就存在的,你要做的就是让程序跳到它。这一步在一个真正的CTF题里怎么发现?很多时候用strings pwn1就能看到/bin/sh字样,再用objdump -d pwn1 | grep backdoor就能找到函数地址。

exp长这样:

from pwn import * context.binary = './pwn1' context.log_level = 'debug' p = process('./pwn1') payload = b'A' * 16 + b'B' * 8 + p64(0x4011c6) # 后门函数地址 p.sendline(payload) p.interactive()

这里有两个关键点你得完全理解,不能含糊:

第一,为什么是16+8?因为buf只分配了16字节,rbp占8字节,之后才是返回地址。所以16字节填满buf,8字节把rbp覆盖成"垃圾",最后8字节才是你真正要填的返回地址。

第二,为什么要用p64()?x86-64是小端存储,一个64位地址在内存里的字节序是反过来的。比如地址0x4011c6,存进内存是\xc6\x11\x40\x00\x00\x00\x00\x00。你如果直接往payload里填地址的字符串形式,程序会把对应的ASCII字符当地址去解,根本不可能跳对。

第一次打通这个程序的时候,我盯着终端里弹出的$符号看了好久,因为我知道自己"指使"了一个程序去执行原本不打算执行的东西。你不用急着懂更多,先把这道简单的题彻底吃透,然后带着gdb走一遍,看payload是怎么一层层填进去的。

3.4 用gdb亲眼看一眼栈的变化

打通之后,我强烈建议你用gdb复现一次,把整个过程在眼里过一遍。命令大概是这样:

gdb ./pwn1 b *0x4011c6 # 在后门函数下断点 r # 运行

运行时会卡住等待输入,这时候你先输入AAAAAAAAAAAAAAAAAAAA...(随便一串),回车后会断在后门函数入口。然后执行:

x/20gx $rsp # 查看栈顶开始的20个8字节数据 info registers # 看所有寄存器的值

你会看到rsp指向的栈区域里,有一串0x4141414141414141,那就是你输入的内容。往上找,你能看到一个0x4011c6正好躺在返回地址的位置。这个过程看一次,比你读十篇博客理解得都要深。

4. 必学的经典漏洞类型:不是只有栈溢出

4.1 整型溢出:长度检查是怎么被绕过的

栈溢出你学会后,接着会让你碰到的就是整型溢出。它思路跟栈溢出不太一样,但作为大一零基础,它的门槛其实不高,只要你有"边界条件"的敏感度。

C语言里的整数是有范围的。比如unsigned int最大是4294967295,你要是给这个变量加上1,它会回绕成0。这在web里可能就是价格变成负数,在pwn里更危险。

pwn里常见的利用场景是长度检查。比如程序这样写:

int len; read(0, &len, 4); // 读取一个长度 char *buf = malloc(len); read(0, buf, len); read(0, buf, 0x100); // 然后固定读入0x100字节

攻击者把len传成-1,malloc(-1)会变成一个很大的数,分配出很大的空间,绕过了一系列限制,后面的读取就随便写了。还有一种情况是len传成一个小负数,转换时被当作无符号数,变大到超过预期,就能造成溢出。

练这道题的时候关键是别把"数学上合法的数"和"安全上合法的数"混为一谈。程序不会因为整数是负数就罢工,它只会按内存里的二进制去计算,你要学的就是跟它用同一种语言思考。

4.2 格式化字符串:一个printf就够喝一壶

你要是web出身,肯定对拼接SQL这种事很熟。格式化字符串漏洞说白了就是"把用户输入直接当模板去格式化",类比过来就是"把用户输入直接拼进SQL",只是危害形态完全不同。

漏洞写法长这样:

printf(buffer); // 应该写成 printf("%s", buffer);

你输入%p.%p.%p,printf就会从栈上依次取参数打印,把栈上的地址泄露出来。再进一步,你输入%n,它能往某个内存地址写入一个值,这个值等于你这条字符串已经打印了多少个字符。把%n配合%hhn(写一个字节)用,就能实现任意地址写。

对入门来说,你不需要一上来就玩出花,先做两步就够了:

第一步,用%p一个接一个打印栈上的数据,找到你输入内容出现的位置,这个位置就是你的偏移。比如输入AAAA%p.%p...,你会在第几个%p的位置看到0x41414141。

第二步,尝试%n修改一个你能控制的变量值,体会一下"写内存"到底是怎么回事。

这道题对新手来说有个好处:它不像栈溢出那么依赖精确的字节位移,更像是在玩一个"格式串拼图",成就感来得很快。

4.3 ROP入门:NX开启后的"借力打力"

当你把NX打开以后,栈上不能执行shellcode了,你就得换思路。程序本身的代码段是可执行、可读的,那你就可以用程序里已有的指令片段,把它拼接出一条新的执行链。这些以ret结尾的片段,就是gadget。

ROP的思路就是:

  • 你不再往栈上放shellcode,而是放一堆已经存在的gadget的地址。
  • 每个gadget执行一小段操作,比如pop rdi; ret,能把栈上的一个数弹到rdi寄存器里,然后ret。
  • 通过串联一串gadget,你可以设置寄存器的值,然后跳到system函数,实现调用。

这个阶段,工具的作用开始变得重要,你不再手撸每个地址,而是靠ROPgadget之类去搜:

ROPgadget --binary pwn1 --only "pop|ret"

你会发现这条链子串起来的过程,特别像在用乐高搭积木:手里有的积木块是固定的,你的任务是找到刚好能搭出目标形状的那几块。实话实说,ROP一开始有点绕,但等你亲手把一个ret2libc的exp打出来,那种感觉比栈溢出拿shell还爽。

5. 工具链:pwntools、gdb和几个救命小工具

5.1 pwntools的常用API,新手够用这些

pwntools是你在pwn里的左膀右臂,它把所有交互、打包、拆包这些脏活累活都封装好了。你不需要背全文档,先把这些用熟:

from pwn import * # 启动本地程序 p = process('./pwn1') # 连接远程题目 # p = remote('123.45.67.89', 10001) # 接收数据,等待某个字符串出现 p.recvuntil(b'Input:') # 发送一行数据 p.sendline(b'AAAA') # 64位地址打包/拆包 payload = b'A' * 16 + p64(0x4011c6) addr = u64(p.recv(8)) # 符号地址 e = ELF('./pwn1') backdoor = e.symbols['backdoor'] # 交互式shell p.interactive()

我自己的习惯是,exp先在本地跑通,再把process注释掉换成remote,然后检查context.log_level是不是设成了debug,这样收发的字节都能打印出来,远程出问题也容易排查。

5.2 gdb配合pwndbg,调试效率直接翻倍

没有调试器,pwn寸步难行。装上pwndbg之后,界面会自动高亮栈、寄存器、反汇编,断下来一眼就能看到当前状态。常用命令:

gdb ./pwn1 b *0x4011c6 # 在指定地址下断点 b vuln # 在函数名处下断点 r # 运行到断点 ni # 单步执行一条指令,不进入函数 si # 单步执行,进入函数 x/20gx $rsp # 查看栈上数据 x/10i $rip # 查看当前指令附近的反汇编 info registers # 查看所有寄存器

新手最容易犯的毛病是断点乱下,什么都抓不到。我的建议是:先r跑起来,用info registers看rsp/rip的位置,再顺着栈往下查。你要关注的核心问题是"我的输入数据现在在哪个地址,它有没有影响到返回地址",带着这个问题去调试,效率完全不一样。

5.3 辅助工具的定位:别啥都靠工具

除了pwntools和gdb,还有几个小工具你早晚会用到:

  • checksec:检查保护机制,pwntools自带,也可以单独安装。
  • ROPgadget:搜ROP片段。
  • one_gadget:在libc里找一打的execve("/bin/sh")地址,省去凑参数的过程。

使用原则是:工具是加速器,不是替代品。one_gadget给的地址,你要是问它"为什么能用",你得自己去看上下文;ROPgadget给你搜出来的gadget,你得明白为什么这个gadget能解决当前问题。依赖工具越多,越要记得补原理。

6. 把学习路径排成时间表:大一也能稳稳推进

pwn的知识点很多,如果东一榔头西一棒子,很容易学了后面忘前面。我给一个参考节奏,按周为单位推进,前提是每天能有1到2小时,周末能有大块时间。

周数主题预期产出
第1周Linux基础、C指针复习能独立编译运行C程序,理解指针与数组的区别
第2周x86汇编、栈帧与函数调用能在纸上画出一次函数调用的完整栈变化
第3周gdb调试、checksec能下断点、查内存、看寄存器
第4周栈溢出基础:ret2text自己打通第一道题,理解返回地址覆盖
第5周pwntools脚本化不用手动交互,用exp自动打通第4周的题
第6周ret2shellcode、NX理解能在无NX保护的题上执行自己的代码
第7周格式化字符串能用%p泄露内存,用%n写一个值
第8周ROP入门、ret2libc理解gadget,能调用system("/bin/sh")

第九周以后,再考虑堆利用,而且我建议不是特别热爱、不准备冲顶级强队的,堆完全可以放到大二。堆的知识量大、分支多、题型杂,大一先把栈和格式化字符串的底子练扎实,性价比高得多。

关于练习平台,国内有不少适合新手的在线靶场,像CTFHub、BUUCTF、ctf.show这些,上面都有专门的pwn入门题集,按难度排序,方便你刷。一个原则是:刷题不要贪多,一道ret2text你换平台刷十遍,也不如把同一道题改成不同保护机制再做一遍收获大。

另外提一句"看题解"的问题。实在卡住了,看题解不丢人,但看完题解必须自己从头到尾复现一遍,然后隔三天不看题解再做一遍。能做到这个,才算真正吸收了。光看视频、看文字,在pwn这边是永远练不出手的,因为你对栈上的偏移、对地址的变化没有肌肉记忆。

7. 新手的常见坑,我一个个给你列出来

7.1 本地打不了,远程也打不了:先查ASLR和libc

很多人在本地打ret2libc之类需要固定地址的题时,会遇到一种情况:跑一次崩一次,地址每次都不一样。原因大概率是系统的地址空间随机化(ASLR)在捣鬼。

x86-64的Linux默认开启ASLR,程序每次运行的加载基址都不固定。调试阶段你可以先关掉:

echo 0 | sudo tee /proc/sys/kernel/randomize_va_space

但是注意,进了比赛环境,远程的ASLR是开着的,而且远程用的libc版本可能和你本地不一样。这就是老生常谈的"libc不一致"问题。远程题一般会给libc文件,你需要先确定远程libc的版本,再用ldd或专门工具算出system、/bin/sh这些在远程环境里的真实地址。

我当年在这个坑上卡了整整一天,exp本地随便通,一到远程就崩,还以为是自己的payload写错了。现在跟你说清楚:看到远程连接之后崩溃,第一反应不是怀疑payload逻辑,而是先检查libc和ASLR,能省下一大把自我怀疑的时间。

7.2 SIGSEGV但逻辑没错:多半是栈对齐问题

另一个折磨人的坑是x86-64的栈对齐要求。System V调用约定里规定,在执行某些指令(比如调用带参数的函数)前,rsp必须16字节对齐。你要是算错了payload长度,在调用system前rsp没对齐,程序直接段错误。

解决办法就是在payload里加一个多余的retgadget,垫一下。这个ret; ret之类的技巧,新手往往看不懂为什么要加,其实就是给栈补上8字节,让rsp重新对齐。

我可以很负责任地说,这是pwn圈新手几乎必踩的坑。以后你写ROP碰到莫名其妙的崩溃,第一件事就是在payload前面加一个ret试试,十有八九能解决。

7.3 拿到题目先别急着反汇编,先做"粗活"

很多入门题其实不需要高深技巧,程序本身就把答案暴露了。我建议养成习惯,拿到题先跑这几条命令:

file pwn1 strings pwn1 | grep -E "flag|sh|system" objdump -d pwn1 | grep -E "backdoor|win|flag"

file能告诉你这是32位还是64位,格式是什么;strings能快速扫出程序里明文字符串;objdump能定位到关键函数。很多新手题里,程序甚至直接把flag明文存在某个变量里,或者后门函数已经写好了,你只需要找到它跳过去。你要是一上来就扎进IDA里逆半天,反而是绕远路了。

7.4 别急着追新题型,先守住基本功

网络安全圈每年都会冒出新题型、新打法,内核pwn、浏览器pwn、VM逃逸这些听起来非常酷,也确实是pwn天花板。但对大一的你来说,这些不是现在该碰的东西。我见过太多人连栈溢出偏移都算不利索,就喊着要学堆利用,结果两边都没学扎实。

pwn的基本功,说到底就是栈、堆、格式化字符串、整型溢出这么几大件。把这几样东西的常见考法吃透了,再去碰复杂的题型,你会发现很多高级技巧都是这几样的排列组合。反过来,你一开始就去碰最难的,除了收获挫败感,什么都得不到。

我个人的体会是:从web转pwn,最爽的一个时刻不是拿shell的那一刻,而是有一天你突然发现,之前的那些"天书"——寄存器、栈帧、gadget——已经变成了你思考问题的默认语言。你在web里习惯了跟业务逻辑斗智斗勇,在pwn里则是跟一台冷冰冰的机器讲道理,它不会说谎,每一个字节都有它的位置,你只要足够细致,就能找到那条通往后门的路。大一的优势是时间充裕,每天花一两个小时,三个月后回头看,你会感谢自己当时没有犹豫。

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