[ROP 시리즈 (1)] 라이브러리와 링크

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[ROP 시리즈 (1)] 라이브러리와 링크 <-여기!

[ROP 시리즈 (2)] PLT, GOT

[ROP 시리즈 (3)] Return to Library 개념 및 실습

[ROP 시리즈 (4)] 드림핵(Dreamhack) - rop

 

ROP(Return Oriented Programming) 시리즈 첫 시작이다!

오늘은 라이브러리의 개념과 PLT와 GOT에 대하여 살펴보도록 하겠다.
 

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📚 라이브러리 (Library) 

라이브러리는 말그대로 도서관이다. 즉, 컴퓨터 세계의 도서관이라고 할 수 있다. 도서관에는 물론 소설도 있지만, 대부분 어떤 것에 대한 전문적인 정보를 가지고 있는 책이 많다. 우리는 그래서 도서관의 책의 정보를 활용한다.
컴퓨터 과학에서의 라이브러리는 함수들의 정의 (ex: printf, scanf, strlen ...의 정의) 를 모아둔 곳이라고 생각하면 된다. 즉 우리는 도서관에서 책을 빌릴건데, 책 이름은 printf이고 책 내용은 printf의 정의인 것이다. 
우리는 printf를 직접 정의하지 않아도 항상 printf를 잘 사용했다! 이는 라이브러리에서 이 함수의 내용을 참고했기 때문이다.
C를 비롯한 여러 컴파일 언어들은, 자주 사용하는 함수들의 정의를 모아 라이브러리 파일을 만들고, 이를 여러 프로그램이 참고할 수 있도록 한다. 즉 언어마다 도서관이 있는 것이다!
 
 
(더러움 주의)
예를들어 뿡치가 뿡뿡이족 도서관에 가서 '방귀의 이해'이라는 책을 빌려서 방귀를 꼈다고 해보자! 이를 다르게 생각하면 '뿡치'라는 '프로그램'이 '뿡뿡이'라는 '언어'의 '라이브러리'에 가서 '방귀'라는 '함수의 정의'를 가져온 것이다! 
 
이처럼 각 언어에서 범용적으로 사용되는 함수들을 모아서 표준 라이브러리를 만들었는데 예를들어 C의 표준적인 라이브러리는 libc이다. 리눅스에도 libc가 있는데, /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.27.so 여기로 들어가면 된다.
 

리눅스에 이런식으로 라이브러리가 저장되어있고, 이 파일에 요런식으로 printf가 라이브러리파일에 잘 정의가 되어있당

[Computer Science/System] - [System] 컴파일 과정의 링크(Link)와 오브젝트 파일(Object File) <- 이 글에서 링크와 오브젝트 파일에 대하여 간단하게나 다뤘었다. 이 글에 의하면, 컴파일은 소스코드를 실행할 수 있게 기계어로 바꾸는 일련의 과정을 얘기하는데, 컴파일 과정 내에서는 '링크'란 것도 있었다. 이때 링크는 여러 오브젝트 파일(링크되기 전의 기계어 파일)들을 모아 실행할 수 있게 바꿔주는 거라고 했다. A라는 파일에서 printf를 사용하고 싶은데 사용할 수 없으므로 printf가 들어있는 다른 오브젝트 파일이랑 A랑 합쳐주면 링킹이 되어서 실행할 수 있게되는 것이다.
 
오브젝트 파일이 실행 가능형식임에도 실행이 안되는 이유는, 라이브러리 함수들의 정의가 어디있는지 모르기 때문이다

puts 이름은 있어도 얘까 뭔지는 모르는 불쌍한 오브젝트파일..

링크를 거치고 나면 프로그램에서 puts를 호출할 때, puts의 정의가 있는 libc에서 puts의 코드를 찾고, 해당 코드를 실행하게 된다. (참고로 libc는 따로 컴파일 할 필요 없다. gcc가 알아서 다해준다!!
 
이제 우리는 링크의 개념을 라이브러리를 사용해 다시 쓸 수 있다!
정적링크는 도서관에 가서 책 내용을 다 암기하여 머리속에 우겨넣는 것이고, 동적 링크는 필요할 때마다 도서관에서 책을 빌리는 것이다!! [Computer Science/System] - [System] 컴파일 과정의 링크(Link)와 오브젝트 파일(Object File)  <- 정적링크, 동적 링크 내용 참고
 
동적 링크에서는 ‘동적 라이브러리’가 프로세스의 메모리에 매핑된다. 그리고 실행 중에 라이브러리의 함수를 호출하면 매핑된 라이브러리에서 호출할 함수의 주소를 찾고, 그 함수를 실행하게 된다. 이 과정은 사람이 도서관에 방문해서 원하는 책의 위치를 찾고, 그 책에서 정보를 습득하는 과정과 유사하다!
 

왼쪽은 정적 링크를 통해, 오른쪽은 동적 링크를 통해 puts 함수를 호출하는 과정이다.
왼쪽에는 그냥 puts의 위치가 바로 이동하지만, 오른쪽에서는 puts@plt라고 puts가 있는 어떤 테이블에서 얘를 찾아서 호출한다!! 
 

 

다음 편

[ROP 시리즈 (2)] PLT, GOT

[ROP 시리즈 (2)] PLT, GOT

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Reference
https://learn.dreamhack.io/66#9