GDB

• GNU Debugger의 약자
• 유닉스의 디버거는 오픈소스가 아니라 GNU에서 새로 개발한 디버거
• 디버깅을 위해서는 register(레지스터 값), disassem(rip 부근 주소를 디스어셈 한 값), stack(스택의 값), backtrace(현재 rip에 도달 할 때 까지 거쳐간 함수들) 을 파악해야 하며, 이를 context(맥락) 이라 한다.
• pwndbg 플러그인을 설치하면 hacking에 관련된 내용을 디버깅하기 용이하다.
  • https://github.com/pwndbg/pwndbg 주소에서 git을 clone 받고, ./setup.sh를 실행시키면 이후 gdb 명령을 칠 때 자동으로 pwndbg 플러그인이 적용된 gdb가 실행된다.

컴파일

• gcc로 컴파일시 옵션에 -g 를 붙여야 소스를 보면서 디버깅이 가능
• 리눅스에서 컴파일한 파일은 ELF (Executable and Linkable Format) 의 실행 파일이 된다.
  • ELF 파일은 파일 실행에 필요한 정보가 든 헤더와 여러 섹션들로 구성된다.
  • 섹션에는 기계어 코드 등의 정보들이 들어있다.
  • readelf -h [ELF파일] 명령으로 ELF 파일의 헤더 정보를 확인 할 수 있다.

gdb 옵션

• gdb [파일이름] : 해당 파일이름 디버깅 실행
• --args [arg1] [arg2] [...] : 파일 실행에 필요한 argument를 전달

기타 명령어

실행 전 설정사항

1. coredumb 파일

   • 프로그램이 비정상적으로 종료될 때 메모리의 현재 상황을 블랙박스처럼 남기는 coredump 파일이 생성된다.다만, coredump 파일 생성에는 사전에 설정이 필요하다.
     1. ulimit -c unlimited 로 coredump 파일의 크기를 무제한으로 설정한다.
        • 리눅스 프롬프트에서 ulimit -a 명령을 입력 해 보면 각종 파일들의 크기 설정을 볼 수 있다. core file size 가 보통 기본 0으로 설정되어 있다.
     2. coredump 생성 경로를 확인한다. 경로로 설정된 디렉터리가 존재하지 않을 경우 생성되지 않을 수 있다.
        • 리눅스에는 보통 /proc/sys/kernel/core_pattern 파일에 corefile 생성 포멧(경로)가 세팅되어 있다. 해당 파일을 확인하여 core 파일 생성 경로를 획득한다. (리눅스 버전에 따라 /var/lib/apport/coredump/, /mnt/wslg/dumps/core 등의 디렉터리에 core 파일이 생성된다.)
   • 이후에는 프로그램 실행 중 비정상적으로 종료가 되면 core 라는 이름의 파일이 생성된다.
   • gdb에서 core파일을 사용하여 디버깅을 할 수 있다. 디버깅 심벌이 있는 실행파일과, core파일이 있다면, gdb 실행파일 CORE파일 라고 입력 해 주면 gdb는 프로그램이 죽은 시점 까지 동작을 수행하고 break 한다.
     • 이때 gdb의 bt 명령으로 stack을 확인할 수도 있다.
   • gdb 의 TUI 모드를 다운받아 사용하면 코드의 어떤 라인에서 core dump 가 발생헀는지 확인 가능하다.

2. 환경 변수 설정

   • set env 명령으로 환경변수 설정 가능
     • set env LD_PRELOAD {PATH} 명령으로 LD_PRELOAD 환경변수를 설정하여 라이브러리 참조 경로를 설정 할 수 있다.

3. 실행중인 프로세스 디버깅

   • gdb attach -p {PROCESS_ID} : 쉘에서 ps 명령어 입력시 나오는 PROCESS_ID 를 사용하여 현재 실행중인 프로세스를 디버깅 할 수 있다.

디버깅 중 명령어

breakpoint

• b <라인> : 해당 라인에 breakpoint 설정 (break와 동일)
• b <함수명> : 해당 함수 시작점에 breakpoint 설정
• b <파일명>:<라인> : 특정 파일 해당 라인에 breakpoint (ex : b test.cpp:10)
• b <라인> <조건문> : 특정 조건일 때 해당 라인에 breakpoint 작동 (ex: break 25 if x==0 x가 0일때만 25번 라인에서 break)
• b *<주소> : 주소를 중단점으로 설정하고싶다면 *을 앞에 붙여준다
• tb : 임시 중단점 설정, 일회성
• w <변수> : 조사식에 해당 변수 추가하고, 실행 중 조사식에 담긴 변수들의 값이 변할 때 마다 자동으로 break (watch와 동일)
  • 로컬 변수는 해당 변수를 확인할 수 있는 scope에 들어가서 지정할 수 있다.
• i b : breakpoint 모두 확인 (info breakpoint 와 동일)
• d : 모든 brekapoint 삭제 (delete와 동일)
• d [index] : 특정 breakpoint 삭제
• cl [라인] : 해당 라인의 brekapoint 삭제
• cl [함수] : 해당 함수의 breakpoint 삭제
• cl : 모든 breakpoint 삭제
• enable [index] : 해당 brekapoint 활성화
• disable [index] : 해당 breakpoint 비활성화
• condition [index] [조건] : 해당 breakpoint는 조건을 만족할 때에만 동작 (ex : condition 2 var_a == 0)
• catch : 특정 조건이 되면 프로세스를 정지시킴
  • catch syscall [system call 이름] : 시스템 콜이 동작하면 프로세스 정지

실행

• file [파일이름] : 해당 파일 이름 디버깅 실행
• r [arg1] [arg2] [...]: 지정된 파일을 argument와 함께 실행 (run과 동일)
  • run 명령은 breakpoint를 설정해 놓지 않으면 프로그램을 끝까지 실행하고 종료한다.
  • start 명령은 아무런 breakpoint가 없어도 자동으로 시작지점에서 한번 정지한다.
  • r $() : 쉘 프롬프트를 실행, 표준출력 결과를 인자로 프로그램 실행
  • r <<< $() : 프로그램 실행시 표준 입력으로 필요한 데이터를 $() 안의 쉘 프롬프트 표준 출력 결과로 대체한다.
    • ex: r <<< $(python3 -c "print('hello world')") : 프로그램 실행 후 표준 입력으로 “hello world” 전달
• c : 다음 breakpoint로 진행 (continue 와 동일)
• n [숫자] : 해당 숫자만큼 다음 라인으로 진행. 숫자 생략가능 (next와 동일)
• s [숫자] : 다음 라인이 함수라면 함수 내부로 이동. 해당 숫자만큼 진행. 숫자 생략 가능 (step 과 동일)
• k : 실행중인 프로그램 종료
• set <변수>=<값> : 특정 변수에 강제로 값을 집어넣음
• set {타입}<주소>=<값> : 특정 타입의 값을 해당 주소에 집어넣음 (ex: set {int} 0x123456 = 10 : 0x123456 주소에 10이라는 int값 주입)
• entry : 프로그램의 첫 실행지점을 break point 로 잡고 디버깅을 실행시킨다. start 명령과 동일한 효과
• finish : 현재 실행중인 함수를 종료시키고 함수 호출지점 다음으로 이동 (fin 으로 사용 가능)
• set solib-search-path <LIBRARY_PATH> : shared library 파일을 찾을 경로를 추가로 설정

확인

• entry : pwngdb 에서 stack, register, disasm 화면을 출력
• l : main을 기점으로 소스 출력 (list와 동일)
• l [라인] : 해당 라인을 기점으로 소스 출력
• l [함수] : 해당 함수를 기점으로 소스 출력
• info locals : 지역변수들 확인
• info variables : 전역변수 확인
• info addr [함수이름] : 함수 주소 확인
• info register [레지스터 이름] : 레지스터 값 확인
• p [변수] : 변수 값 확인
• p &[변수] : 변수 주소값 확인
• p $[레지스터 이름] : 레지스터 값 확인
• p *[배열]@[숫자] : 해당 숫자만큼 배열의 값 출력
• p [구조체] : 구조체 주소 확인
• p *[구조체] : 구조체 전체 값 확인
• p *[구조체].인자 : 구조체 인자 값 확인 (ex: p *s1.name : s1 구조체의 name필드 값 확인)
  • linked list 는 포인터를 계속 참조할 수 있음 (ex: p s1.next->next->next->name)
• p <함수> : 함수 실행 결과를 확인
• p/t var : var 변수를 2진수로 출력
• p/o var : var 변수를 8진수로 출력
• p/d var : var 변수를 부호가 있는 10진수로 출력 (int)
• p/u var : var 변수를 부호가 없는 10진수로 출력 (unsigned int)
• p/x var : var 변수를 16진수로 출력
• p/c var : var 변수를 최초 1바이트 값을 문자형으로 출력
• p/f var : var 변수를 부동 소수점 값 형식으로 출력
• p/a addr : addr주소와 가장 가까운 심볼의 오프셋을 출력
• x <메모리주소> : 메모리값 확인
  • x $<레지스터> : 레지스터 주소 확인
    • x $pc : program counter (다음 실행할 명령어 번지) 확인
  • x 뒤에 ‘/’ 를 입력하여 옵션을 추가 할 수 있다.
    • x/o : 8진법으로 표시
    • x/x : 16진법으로 표시
    • x/u : 10진법으로 표시
    • x/t : 2진법으로 표시
    • x/b : 1 byte 단위로 표시(byte)
    • x/h : 2 byte 단위로 표시(half word)
    • x/w : 4 byte 단위로 표시(word)
    • x/g : 8 byte 단위로 표시(giant)
    • x/i : 역어셈블된 기계여 표시
    • x/c : ASCII 표의 바이트 표시
    • x/s : 문자 데이터의 전체 문자열을 표시.
    • ex1) x/4wx : 주소값부터 다음 네 개의 주소를 4byte씩 16진수로 표시
    • ex2) x/10gx : 주소값부터 다음 80byte를 8byte씩 16진수로 표시
• i : info 의 단축어로, 각종 정보를 확인할 때 사용한다.
  • i b : break point 확인
  • i addr 변수명 : 변수의 주소 확인
  • i var 변수명 : 변수 관련 내용 출력
  • i r : 레지스트 값 모두 확인 (info registers 와 동일)
• bt : 프로그램 중단시 최종 스택 프레임을 출력 (backtrace와 동일)
• display [변수명] : 변수 값을 매번 화면에 디스플레이
• display/[출력형식] [변수명] : 변수 값을 출력 형식으로 디스플레이
• undisplay [디스플레이번호] : 디스플레이 설정을 없앤다
• disable display [디스플레이번호] : 디스플레이를 일시 중단한다.
• enable display [디스플레이번호] : 디스플레이를 다시 활성화한다.
• f [인덱스] : stack frame에서 인덱스에 해당하는 함수로 포커스를 변경한다. 0번이 가장 최근에 호출된 함수이며, 인덱스를 생략하면 0번 함수가 선택된다. (frame 과 동일)`
  • 포커스를 변경한다는 말은, 해당 함수 stack 내부에 선언된 로컬 변수 등을 참조할 수 있다는 뜻이다.
• pd : rip 주변의 기계어를 어셈블리로 번역하여 출력한다.
  • pdisas 의 축약으로, debugger에 따라 disiassemble 로 동작하는 경우도 있다.
• tele : telescope의 축약으로 rsp 주변의 메모리를 덤프함과 동시에 메모리에 담긴 주소를 참조하여 그 안에 담긴 값도 함께 보여준다.
  • tele 주소 : 주소 기준으로 메모리 stack 출력
• vmmap : 가상 메모리 레이아웃을 보여줌
  • 코드 여영역의 주소와 라이브러리 영역의 주소를 확인 할 수 있음
  • ELF 가 적용된 코드의 code_base, ASLR 이 적용된 코드의 libc_base 를 확인할 수 있다.
• search TARGET : TARGET 이 포함된 byte sequences, 문자열, 포인터, 혹은 정수가 저장된 주소를 반환한다.
• disass 함수이름 : 함수를 어셈블리어로 풀어 쓴 내용을 출력한다.
• heap : 동적할당 및 할당 해제된 heap 영역의 chunk 들을 확인 할 수 있다.

기타

• q : 종료
• got : got 내용을 출력
• plt : plt 내용을 출력
• finish : 함수를 종료시키고 함수 호출 부분으로 이동 (step 의 반대)

TUI mode

• 특정 코드를 gdb와 연동시켜 디버깅 중 어셈블리 코드의 RIP 레지스터가 가리키는 라인을 코드에서 볼 수 있게 하는 기능이다.
• gdb 를 실행시킨 후 dir 명령으로 코드가 있는 곳의 위치를 설정한다.
• 이후 tui enable 명령으로 tui 모드를 세팅하고, 실시간으로 코드를 확인 할 수 있다.
• tui diable 명령으로 tui 창을 제거할 수 있다.