Linux Kernel Exploit 环境搭建与调试指南

前言

本指南详细介绍了Linux内核漏洞学习环境的搭建过程，包括内核编译、文件系统构建、QEMU虚拟机配置以及调试方法。这是学习Linux内核漏洞利用的基础准备工作。

1. 内核编译

1.1 准备工作

1. 从Linux内核官网下载内核源代码
2. 安装必要的依赖项：

   sudo apt-get install git fakeroot build-essential ncurses-dev xz-utils libssl-dev bc
   

1.2 配置内核

1. 进入解压后的内核源代码目录
2. 运行配置菜单：

   make menuconfig
   

3. 关键配置选项：
   • Kernel Hacking:
     • 选中 Compile the kernel with debug info
     • 选中 Compile the kernel with frame pointers
   • Processor type and features:
     • 去掉 Paravirtualized guest support
4. 保存配置为 .config

1.3 编译内核

1. 开始编译（使用多核加速）：

   make -j4
   

   注：根据CPU核心数调整-j参数

2. 完成后续编译步骤：

   make all
   make modules
   

3. 获取编译结果：

   • 内核镜像：./arch/x86/boot/bzImage
   • 调试符号文件：源码根目录下的vmlinux

2. 构建文件系统

2.1 编译BusyBox

1. 下载并解压BusyBox：

   wget https://busybox.net/downloads/busybox-1.31.0.tar.bz2
   tar -jxvf busybox-1.31.0.tar.bz2
   

2. 配置BusyBox：

   make menuconfig
   

   关键配置：

   • Busybox Settings > Build Options:
     • 选中 Build Busybox as a static binary
   • 关闭以下选项：
     • Linux System Utilities > Support mounting NFS file system
     • Networking Utilities > inetd (Internet超级服务器)

3. 编译并安装：

   make install
   

2.2 创建根文件系统

1. 在BusyBox的_install目录中创建必要目录：

   cd _install
   mkdir proc sys dev etc etc/init.d
   

2. 创建启动脚本etc/init.d/rcS：

   #!/bin/sh
   mount -t proc none /proc
   mount -t sysfs none /sys
   /sbin/mdev -s
   

   并设置可执行权限：

   chmod +x etc/init.d/rcS
   

3. 生成文件系统镜像：

   find . | cpio -o --format=newc > ../rootfs.img
   

3. 使用QEMU运行内核

3.1 基本启动命令

qemu-system-x86_64 \
    -kernel ~/tools/linux-5.2.1/arch/x86_64/boot/bzImage \
    -initrd ~/tools/busybox-1.31.0/rootfs.img \
    -append "console=ttyS0 root=/dev/ram rdinit=/sbin/init" \
    -cpu kvm64,+smep,+smap \
    -nographic \
    -gdb tcp::1234

3.2 参数说明

• -kernel: 指定编译好的内核镜像路径
• -initrd: 指定构建的文件系统镜像
• -append: 内核启动参数
• -cpu kvm64,+smep,+smap: 启用SMEP和SMAP保护机制
• -nographic: 不使用图形界面
• -gdb tcp::1234: 开启GDB调试服务器，监听1234端口

4. 内核模块操作

• 加载驱动：insmod module.ko
• 卸载驱动：rmmod module
• 查看已加载模块：lsmod

5. GDB调试配置

1. 连接QEMU的GDB服务器：

   gdb vmlinux
   (gdb) target remote :1234
   

2. 加载内核模块符号（需知道模块加载地址）：

   (gdb) add-symbol-file module.ko 0xffffffffc0000000
   

注意事项

1. 编译过程可能会遇到各种错误，需要根据具体报错信息解决
2. 依赖项可能不完整，编译过程中可能需要安装额外的包
3. 内核编译耗时较长，请耐心等待
4. 建议使用较新版本的内核和BusyBox

通过以上步骤，您已经建立了一个可用于Linux内核漏洞学习和调试的环境。后续可以进行内核模块开发、漏洞利用技术研究等工作。