目录

• 前言
• 题目分析
• 调试分析
• malloc_context
• meta
• chunk
• meta的释放
• 总结

前言

最近比赛出的musl题型的越来越多,不得不学习一波musl的堆利用来应对今后的比赛。这里要讲的是musl1.22版本的利用,因为网上可以找到很多审计源码的文章,所以这篇文章是通过一道题目来debug去学习堆的利用技巧,这里用到的是2021第五空间线上赛的notegame题目。

题目分析

1、首先是add函数,使用了calloc,申请的最大size是0x90

2、接着是delete函数,free之后将指针清空了

3、然后是edit函数,漏洞就出现在这里,这里存在溢出空字节的漏洞,可以对index清零指向 fake_meta

4、最后来看这个update函数,这个realloc函数会将原来chunk的内容复制到新的chunk里面,我们可以用这个来进行泄露libc地址

调试分析

musl的chunk跟glibc的区别就是,chunk头的结构存放了比较少的堆块信息,没有像glibc那样存放了一些指针地址信息,所以我们如果要泄露libc地址的话也是要特定的条件,就是要chunk里面保存着另外一个chunk的指针地址或者其他指针地址的信息,而且也再不能直接改指针去达到任意分配的效果,而是要改chunk头仅有的信息去伪造meta进行任意分配。

malloc_context

add(0x20,'a'*0x20)

1、secret是用来校验meta域的一个key

2、free_meta_head存放着释放掉的meta,是个单链表结构,这里还没有释放,所以为空

3、active是根据size大小分出来的不同的meta

4、usage_by_class是对应meta的数量

meta

add(0x20,'a'*0x20)
add(0x20,'a'*0x20)
add(0x20,'a'*0x20)
add(0x20,'a'*0x20)
free(3)

1、prev和next分别是上一个和下一个meta页,这里都指向本身,表示只有一个meta页

2、 mem表示group的地址,它是由多个chunk组成

3、avail_mask表示可以分配的chunk情况,0x3f0=0b01111110000,因为我们已经分配了4个堆块,所以这里表示前四个不可分配。

4、freed_mask表示已经释放的chunk情况,因为我们释放掉了第一个chunk,所以这里的0x1表示的是free掉的第一个chunk

5、last_idx表示最后一个chunk的下标,这里是0x9,总数是0xa个

6、freeable表示已经释放的堆块个数

7、sizeclass表示管理的group的大小

8、maplen如果不为零表示mmap分配的内存页数

chunk

add(0x20,'a'*0x20)
add(0x20,'a'*0x20)
add(0x20,'a'*0x20)
add(0x20,'a'*0x20)
free(3)

1、表示距离group首地址的偏移分别为0x0、0x30、0x60,系统是根据这个偏移来找到对应的meta地址,所以我们如果能改这个偏移比如把chunk1的偏移置零的话,就能在chunk1-0x10的地方伪造一个meta的指针,而这个地方又是我们可以控制的chunk0的data域,于是我们就可以在任意地方伪造一个meta,不过这个地址必须是跟0x1000对齐的。

2、表示当前chunk的下标,当chunk被free之后会变成0xff

3、表示剩下用户空间的大小,chunk头后面的4个字节跟glibc的prev_size那样可以被上一个chunk复用, 所以我们就可知道我们分配的大小跟chunk大小的关系

0x10:0-0xc
0x20:0xd-0x1c
0x30:0x1d-0x2c
0x40:0x2d-0x3c
...

chunk的分配释放

add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
free(0)
add(0x50,'a'*0x50)

avail_mask = 0x10=0b10000

freed_mask = 0x1 =0b00001

musl的chunk释放了之后并不会马上分配,这里group里面有5个chunk,先是申请了3个chunk,然后free掉第一个,再次申请的时候并不会把第一个chunk分配出来,而是把group的第四个chunk申请出来,然后对应的avail_mask置零

add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
free(0)
free(1)
free(2)
add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)

avail_mask = 0x6 =0b0110

freed_mask = 0x0 =0b0000

耗尽group的chunk的时候,musl会把释放掉的申请出来,并把其他chunk对应的avail_mask置1

meta的释放

add(0x50,'a'*0x50)
free(0)

当只有一个chunk是被分配出去的,而freed_mask=0,我们把这个chunk给free掉之后,系统会回收整块meta空间

add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
add(0x50,'a'*0x50)
free(0)
free(1)
free(2)
free(3)
free(4)

总结起来,就是说avail_mask |freed_mask的结果是满状态的时候,就会释放这个meta。

总结

本篇先通过debug的方法来简单阐述musl堆块的结构,后续再讲如何对它进行利用。

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