介绍

在上一篇文章中我通过介绍如何使用American
Fuzzy Lop对apache
httpd服务进行模糊测试。不过令我吃惊的是，我写完这篇文章之后，我发现了在fuzz过程中有几处崩溃的地方。之所以令我吃惊，是因为在我之前进行fuzz的人，都可以发现这一漏洞，不过我却是第一个提出来，所以我就写了这一篇博客。

目标

在fuzz过程中发现apache httpd服务在AFL下崩溃掉了，导致出现了很多问题，比如模糊测试程序稳定性下降，模糊测试之外的程序不会崩溃等等。在这篇文章中，我会在展示漏洞的同时尝试解释这些问题，最后再对崩溃本身进行一定的说明。

测试用例

由于这只是我自己用AFL来模拟继续程序的网络模糊测试，所以我没有考虑太多复杂以及覆盖范围广的例子。

所以，为了获得大量安装apache httpd服务的案例，我决定使用wiki中提供的headers进行搜索。

bash招式一:cut命令

我做的第一件事就是使用编辑器将在Request
Fields中的两个表放到一个文本文件中。这一步骤中编辑器不能将tab换成空格，否则cut命令将执行不成功。我选择的文件名为wiki-http-headers，将内容写入后，我们可以选择第三列的表，命令如下，不过请注意，cut默认分隔符是tab： 

cat wiki-http-headers | cut -f3 | grep ":" | sed "s#Example....##g" | sort -u

bash招式二：for命令

现在我们已经学了第一个招式，现在我们使用迭代的方法将每一个header都独立成行，以及每行创建一个测试用例。熟悉bash用户肯定知道如何做到这一点，命令如下：

a=0 && IFS=$'n' && for header in $(cat wiki-http-headers | cut -f3 | grep ":" | sort -u); do echo -e "GET / HTTP/1.0rn$headerrnrn" > "testcase$a.req";a=$(($a+1)); done && unset IFS

我来简单快速的解释一下这一条命令，有一个叫做内部字段分隔符的东西:IFS，它是一个环境变量，用于分割各个字段。默认情况下，IFS可以被认为是空格，tab，以及换行符。IFS在遇到空格时，会干扰头文件进行分割，因为for命令会遍历给定的文件列表，所以这就是我们为什么将IFS定义成换行符的原因。现在我们已经写好迭代，并且将每一个头文件都写入到不同的文件当中去了。

bash招式 视频详细讲解：https://asciinema.org/a/12d5frpz4sqgwr2azyugrhrm3/embed?

模糊测试

现在我们已经收集了足够多的测试用例，所以我们现在可以开始模糊测试了。这一部分的篇幅比较少，因为上一篇文章中已经介绍了足够多关于模糊测试的内容，基本的步骤为：

1.下载apr, apr-utils, nghttpd2, pcre-8以及 Apache httpd 2.4.25
2.通过以下命令安装依赖：

sudo apt install pkg-config
sudo apt install libssl-dev

3.为apache打补丁：https://gist.github.com/n30m1nd/ec19fc17c6293be303b85a998cd05aa9
4.编译相应的标志，以及安装路径

现在一切都准备好了，开始进行模糊测试了，正如以下视频可以看到，经过一点点改进，崩溃并不需要多长时间：

视频地址：https://asciinema.org/a/Q4gkkvOwlHABXqRDTV4VYU7jP/embed?

值得一提的是我被这一崩溃欺骗过一次，因为之前我已经介绍过这种测试案例，也知道他很快就会崩溃。之后我才在检查AFL文件夹的稳定性以及可变行为中通过honggfuzz，radamsa以及AFL组合发现这一测试案例的。

崩溃解释

对第一次测试结果不满意

首先，在测试中遇到崩溃测试案例时，必须检测他是不是存在漏洞，那么现在让我们来试试吧：
视频如下：https://asciinema.org/a/sfcFzCytHGmbZU4YkjAM8aY5t/embed?

不过..崩溃没有在apache外部显示，那么发生了什么呢？

故障排除

有下面几件事情我们需要做：
首先，我们现在在持续模式中进行模糊测试：
这就意味着我们的测试案例确实让软件进行崩溃了，但是这只是很多崩溃中的一个。在我们这种情况中,__AFL_LOOP设置的值已经超过9000。对于不知道设置变量值的情况，我们可以通过迭代确定这一变量值，比如输入8999时，软件没有崩溃，不过输入9000之后，软件崩溃，那么现在只有一个崩溃案例。

第二件要考虑的事为AFL报告的稳定性：
在模糊测试中，我们得到的报告稳定性越来越低。比较低的稳定性会时AFL在代码中使用随机数，或者日期函数，甚至为初始化的内存。

第三件事为我们分配给模糊测试进程的内存:
这种情况下由于我们使用”-m none”参数运行afl因此内存使用是没有限制的。但是在其他情况下，内存使用可能会产生溢出，然后访问没有初始化的内存。

判断__AFL_LOOP变量值

为了测试我们第一个假设，我们需要测试更多的崩溃案例。缩小参数值，有助于减少时间去寻找新的路径，更加便于测试。

视频地址为：https://asciinema.org/a/Q4gkkvOwlHABXqRDTV4VYU7jP/embed?

现在验证我们第二个假设

测试过程目标：保持稳定

在测试过程中，一旦越来越多的AFL进入到崩溃的测试用例，我们可以检查崩溃性是否下降，我们可以了解到内存和崩溃存在某种联系。为了测试我们是否真的使用了未初始化的内存，我们可以使用一个工具，名为Valgrind。
Valgrind是由多种程序进行组合，并且对你的程序进行检查。默认情况下，它会使用”memcheck”，一种检查内存管理的工具。
在debian8中，只需要执行下方命令就可以：

sudo apt install valgrind

安装完成之后我们需要在valgrind下运行apache，命令为：

NO_FUZZ=1 valgrind -- /usr/local/apache-afl-persist/bin/httpd -X

NO_FUZZ环境遍令是由补丁中的代码进行读取，是为了防止模糊测试进入死循环。在启动apache之后，我们需要将测试用例发送到apache服务中。希望这一步骤能够验证我们第二个假设，
视频地址为：https://asciinema.org/a/tdOiIZZDYpXafeeJiQiRuQ3jp/embed?

可以看到，apache确实在使用没有初始化的变量。不过这个时候apache没有崩溃，那么现在使用之前产生的所有测试用例进行apache测试：
视频地址为：https://asciinema.org/a/s4HRv61oFcNCmbdQejYVEMGWt/embed?

漂亮，现在出现崩溃了，我们可以进行下一步判断了

找到源头

我们做了一个快速的分析，看看是哪一个header导致的崩溃

gdb+valgrind

关于valgrind一个很酷的事情就是在程序出现错误时，它可以显示程序当前的运行状态，以便你进行分析。我们可以通过–vgdb-error=1这一参数实现，作用为当错误发生时，程序会停止，然后等待调试器的发出的下一条指令。在这种情况下，这一参数好像对我们来讲是量身定做的，因为我们当前运行的程序正在访问未初始化的值，并且造成缓冲区溢出。所以valgrind进行报错，我们可以对错误进行调试。
要使用此功能，我们需要在命令行中运行：

NO_FUZZ=1 valgrind --vgdb-error=0 -- /usr/local/apache_afl_blogpost/bin/httpd -X

然后在另外一个终端中，发送我们触发错误的内容：

cat crashing-testcase.req | nc localhost 8080

最后，在第三个终端中，启动gdb，并进入到valgrind进程中：

target remote | /usr/lib/valgrind/../../bin/vgdb

现在我们就可以观察到崩溃时，apache的状态到底是什么：

在图片中，1693行爆出了第一个错误，我的直觉告诉我s变量是产生错误的原因，因为在累加的过程中没有对的值除了*s判断指向空，其余没有任何安全性检查。由于s在编译过程中被优化，所以我们需要通过上一级检查s将要指向的conn变量。给读者留下一个小练习，为什么pwndbg所示的内容跟“bt”命令所显示的不同。

在下一张图片当中，请记住上图中两个高亮的变量值：0x6e2990c和8749

这里是我们需要分析的地方，从图一得到的两个图片，8749在这里是有作用的，上图我们可以到conn遍历那个在0x6e2990c中分配了8192个字节，明显比8749小，所以会造成溢出。

我们会解释为什么会出现8749个字节，通过continue命令让valgrind进入到下一个错误当中并且将错误显示出来。0x6e2bb39读取无效，’conn’变量初始化指针地址为：0x6e2990c。现在我们需要做一些简单的数学计算出s变量值：

invalid_read_offset = valgrind_error_pointer - conn

带入数值为：

8749 = 0x6e2bb39 - 0x6e2990c

记录以及重放框架

在分类过程中，发现了几个可能阻碍调试过程的问题：apache进入到无限循环当中，valgrind会在崩溃地方加上它自己的函数包装器，所以这个堆栈会和运行在gdb上的有所不同。
这记录以及重放框架就会派上用场，它会确定性的重播程序状态。你甚至可以向后回退执行程序。在这种情况下，我们可以在错误发生之后，重复测试这一错误：
视频地址如下：https://asciinema.org/a/WKR1sDZsBH1C0lYuQXUinj1LN/embed?

结论

现在我们已经学会了如何使用bash来有效地从Web上检测出来测试用例，并相信即使有数百人可能会弄乱一些软件，我们仍然可以在使用正确的工具组合时增加价值，掌握很多知识。