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[原创]large Bin Attack学习(_int_malloc源码细读 )
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发表于: 2024-3-9 15:37 11805
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参考文章:
wiki:Large Bin Attack - CTF Wiki (ctf-wiki.org)
源码级调试glibc:源码级调试glibc_glibc cannot be compiled without optimization-CSDN博客
源码分析:glibc 2.31 malloc与free 源码分析(持续更新) - PwnKi - 博客园 (cnblogs.com)+glibc malloc源码分析 - PwnKi - 博客园 (cnblogs.com)
详细拆分了_int_malloc的流程 并且按照功能分了标题 想要了解对应部分就直接点击标题跳转即可
第一次阅读glibc的源码然后进行分析 有错误的地方请大佬指正
每次去看别人文章分析总结的 总感觉比较难记住 每个libc版本的区别 然后也没彻底理解一些操作 所以进行阅读源码
然后重点是检查机制部分 如果只想看重点就直接跳转到largebin入链操作
然后在正式阅读源码之前 我们先理清楚largebin的结构(去除了头部的fd_nextsize/bk_nextsize 为了图片干净一点)
我们可以简化一下 去除尾链的fd和头链的bk方便我们理清逻辑
大概就是这个样子 也就是bin头部通过fd/bk链接chunk size链表的头部和尾部 然后chunk size链表之间通过fd_nextsize/bk_nextsize链接
chunksize链表中 同一个大小的chunk通过fd/bk进行链接
所以largebin的fd和bk和其他的双向链不同我们不能通过从bin一路通过fd返回到large bin的头部
后面的操作中最重要的就是Victim变量 这个变量是当前循环到的unsortedbin chunk<br>bck变量 也就是bck <-------> victim 这个关系
从unsorted_chunk最后一位开始遍历 直到碰到unsorted_bin的头部 我在这里 没很确定是否unsortedbin可不可以指向自己 我们可以调试看看
然后查看chunk结构
查看unsortedbin的大小
可以发现fd bk都是指向的unsortedbin中第一个chunk 我们清空unsortedbin看看
这里的安全机制全是对unsortedbin中的chunk进行的检查
不能小于2*SIZE_SZ不能大于av->system_men也就是该分配去的内存分配总量
对next chunk(物理意义上的紧挨着)也进行一样的操作
mchunkptr next = chunk_at_offset (victim, size); /* 获得指向内存空间中当前 chunk 的下一个chunk 的指针 */
检查next chunk的prev_size 是否等于当前的chunk size
size = chunksize (victim); /* 计算 size */
检查bck的fd是否为当前chunk 或者当前chunk的fd是否是bin的头结点
bck = victim->bk;
victim = unsorted_chunks (av)->bk)
应该就是检查下一个chunk是否是合法的
检查当前chunk是否是free的 通过next chunk的p值
然后就是从unsortedbin割small chunk 如果符合条件
所需chunk大小在smallbin的范围之内
bck为unsortedbin的头 也就是unsortedbin中仅有一个chunk
victim为last remainder chunk 也就是分割过一次
大小刚好大于所需nb大小+Minsize(这里猜测就是一个最小chunk 这样才能切割)
满足以上条件 就直接分割 然后将victim返回给用户
在这里已经将chunk从unsortdbin中移除
如果chunk和当前需要的chunk大小一致 则直接返回chunk 并且设置物理意义上紧挨着的下一个chunk的size中p为0也就是free状态
如果开启了tcache机制 且tcache未满则将chunk放入tcache中
然后直接返回
这里主要是将unsortedbin合并后的 入small链表或者large链表的操作
这里的fwd和bck记好了 我们从unsortedbin抠出来的chunk就要合并进入fwd和bck的中间
这后面的操作往往是先让fwd到指定的位置 然后bck通过fwd->bk来进行的定位
这里把最后的部分 直接提前 拿出来 因为smallbin和largebin的入链操作都含这个代码
largebin还有chunk size的入链操作 以及其他的复杂检查
如果属于small bin则进行fwd和bck的赋值
small bin 的链表表头赋值给 bck:bck = bin_at (av, victim_index);
首个chunk赋值给fwd :fwd = bck->fd;
如果属于large_bins同理进行赋值 然后判断该插入什么合适的位置
因为largebin是按照大小进行的排序 由大到小 所以最小的在链表最后
判断large是否有空闲chunk:
如果当前chunk比最后一位chunk还小则直接加入链表末尾
bck是头 bck->bk应该就是最后一位
然后要加入fwd和bck之间 我们应该先调整fwd和bck 所以bck改为链表最后一位 fwd改为链表头
bck<----->chunk<----->fwd
否则进行遍历判断 匹配第一个小于等于 当前chunk的
如果该chunk与当前chunk相同则让chunk插入fwd之后 所以
因为large bin是按照大小进行的排序 所以我们为了不额外修改chunk size链表 直接将chunk链接到fwd后面
当我们需求的chunk size大于large中所有的chunk size的情况 执行largebin的入chunk_size链操作:<span id = "attack"></span>
这里我理解的是largebin存在两条链 也就是chunk size的链 和fd bk构成的bins链 这里先是入的chunk size的链
这里就是重点了 也就是large bin的入链操作
首先这是初始状态
让bck等于fwd->bk 也就是把bck提到fwd前方 并且进行安全检查
最后就是执行入链操作了
在一开始的时候提过
largebin情况
首先是判断情况 我们只处理这一种情况:largebin中有chunk 然后largebin中最大的chunk大于我们的需求
接下来的代码都是从largebin中获取chunk
取最小的chunk 反方向循环 找到刚好大于等于我们所需chunk size的 chunk
如果一个大小的chunk链表中有多个chunk 优先取第二个 不轻易改变chunk size链表的值
chunk 通过unlink脱链 remainder chunk入unsortedbin链
安全检查 是否切割后的chunk大于minsize 与安全检查 largebin第一个chunk和头的互锁状态
我是大概浏览的 大概意思是去剩下的chunk中寻找 如果没找到就去topchunk分配 如果topchunk不够就去系统申请
我们主要是利用:largechunk中最大的chunk还是小于我们所需求的chunk大小这种情况 我们来详细分析一下这个流程中究竟干了什么
我们可以发现 这里的代码 危险的地方在于 如果现在我们能够修改largebin中fwd位置的chunk 我们就能够泄露victim的地址
我们主要利用这两行代码
如何实现?比如
while
((victim = unsorted_chunks (av)->bk) != unsorted_chunks (av)){
bck = victim->bk;
size = chunksize (victim);
/* 计算 size */
// ...
}
while
((victim = unsorted_chunks (av)->bk) != unsorted_chunks (av)){
bck = victim->bk;
size = chunksize (victim);
/* 计算 size */
// ...
}
unsortedbin
all: 0x555555559680 —▸ 0x7ffff7fb9be0 (main_arena+96) ◂— 0x555555559680
unsortedbin
all: 0x555555559680 —▸ 0x7ffff7fb9be0 (main_arena+96) ◂— 0x555555559680
Free chunk (unsortedbin) | PREV_INUSE
Addr: 0x555555559680
Size: 0x90 (with flag bits: 0x91)
fd: 0x7ffff7fb9be0
bk: 0x7ffff7fb9be0
Free chunk (unsortedbin) | PREV_INUSE
Addr: 0x555555559680
Size: 0x90 (with flag bits: 0x91)
fd: 0x7ffff7fb9be0
bk: 0x7ffff7fb9be0
pwndbg> tel 0x7ffff7fb9be0
00:0000│ rdx r10 r11 0x7ffff7fb9be0 (main_arena+96) —▸ 0x5555555597a0 ◂— 0x0
01:0008│ 0x7ffff7fb9be8 (main_arena+104) ◂— 0x0
02:0010│ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
03:0018│ 0x7ffff7fb9bf8 (main_arena+120) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
04:0020│ 0x7ffff7fb9c00 (main_arena+128) —▸ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
05:0028│ 0x7ffff7fb9c08 (main_arena+136) —▸ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
06:0030│ 0x7ffff7fb9c10 (main_arena+144) —▸ 0x7ffff7fb9c00 (main_arena+128) —▸ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
07:0038│ 0x7ffff7fb9c18 (main_arena+152) —▸ 0x7ffff7fb9c00 (main_arena+128) —▸ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
pwndbg> tel 0x7ffff7fb9be0
00:0000│ rdx r10 r11 0x7ffff7fb9be0 (main_arena+96) —▸ 0x5555555597a0 ◂— 0x0
01:0008│ 0x7ffff7fb9be8 (main_arena+104) ◂— 0x0
02:0010│ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
03:0018│ 0x7ffff7fb9bf8 (main_arena+120) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
04:0020│ 0x7ffff7fb9c00 (main_arena+128) —▸ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
05:0028│ 0x7ffff7fb9c08 (main_arena+136) —▸ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
06:0030│ 0x7ffff7fb9c10 (main_arena+144) —▸ 0x7ffff7fb9c00 (main_arena+128) —▸ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
07:0038│ 0x7ffff7fb9c18 (main_arena+152) —▸ 0x7ffff7fb9c00 (main_arena+128) —▸ 0x7ffff7fb9bf0 (main_arena+112) —▸ 0x555555559680 ◂— 0x0
if
(__glibc_unlikely (size <= 2 * SIZE_SZ)
|| __glibc_unlikely (size > av->system_mem))
malloc_printerr (
"malloc(): invalid size (unsorted)"
);
if
(__glibc_unlikely (size <= 2 * SIZE_SZ)
|| __glibc_unlikely (size > av->system_mem))
malloc_printerr (
"malloc(): invalid size (unsorted)"
);
if
(__glibc_unlikely (chunksize_nomask (next) < 2 * SIZE_SZ)|| __glibc_unlikely (chunksize_nomask (next) > av->system_mem))
malloc_printerr (
"malloc(): invalid next size (unsorted)"
);
if
(__glibc_unlikely (chunksize_nomask (next) < 2 * SIZE_SZ)|| __glibc_unlikely (chunksize_nomask (next) > av->system_mem))
malloc_printerr (
"malloc(): invalid next size (unsorted)"
);
/* 如果 next chunk 中记录前一个 chunk 大小的 prev_size 与 size 不符,则报错 */
if
(__glibc_unlikely ((prev_size (next) & ~(SIZE_BITS)) != size))
malloc_printerr (
"malloc(): mismatching next->prev_size (unsorted)"
);
/* 如果 next chunk 中记录前一个 chunk 大小的 prev_size 与 size 不符,则报错 */
if
(__glibc_unlikely ((prev_size (next) & ~(SIZE_BITS)) != size))
malloc_printerr (
"malloc(): mismatching next->prev_size (unsorted)"
);
if
(__glibc_unlikely (bck->fd != victim)
|| __glibc_unlikely (victim->fd != unsorted_chunks (av)))
malloc_printerr (
"malloc(): unsorted double linked list corrupted"
);
if
(__glibc_unlikely (bck->fd != victim)
|| __glibc_unlikely (victim->fd != unsorted_chunks (av)))
malloc_printerr (
"malloc(): unsorted double linked list corrupted"
);
/* 如果 next chunk 中的显示前一个 chunk 是否正在使用的标志位为1,*/
/* 即前一个 chunk 正在使用,则报错 */
if
(__glibc_unlikely (prev_inuse (next)))
malloc_printerr (
"malloc(): invalid next->prev_inuse (unsorted)"
);
/* 如果 next chunk 中的显示前一个 chunk 是否正在使用的标志位为1,*/
/* 即前一个 chunk 正在使用,则报错 */
if
(__glibc_unlikely (prev_inuse (next)))
malloc_printerr (
"malloc(): invalid next->prev_inuse (unsorted)"
);
if
(in_smallbin_range (nb) &&
bck == unsorted_chunks (av) &&
victim == av->last_remainder &&
(unsigned
long
) (size) > (unsigned
long
) (nb + MINSIZE)) {
remainder_size = size - nb;
remainder = chunk_at_offset (victim, nb);
unsorted_chunks (av)->bk = unsorted_chunks (av)->fd = remainder;
av->last_remainder = remainder;
remainder->bk = remainder->fd = unsorted_chunks (av);
if
(!in_smallbin_range (remainder_size)){
remainder->fd_nextsize = NULL;
remainder->bk_nextsize = NULL;
}
set_head (victim, nb | PREV_INUSE | (av != &main_arena ? NON_MAIN_ARENA : 0));
set_head (remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
set_foot (remainder, remainder_size);
check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void
*p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return
p;
}
if
(in_smallbin_range (nb) &&
bck == unsorted_chunks (av) &&
victim == av->last_remainder &&
(unsigned
long
) (size) > (unsigned
long
) (nb + MINSIZE)) {
remainder_size = size - nb;
remainder = chunk_at_offset (victim, nb);
unsorted_chunks (av)->bk = unsorted_chunks (av)->fd = remainder;
av->last_remainder = remainder;
remainder->bk = remainder->fd = unsorted_chunks (av);
if
(!in_smallbin_range (remainder_size)){
remainder->fd_nextsize = NULL;
remainder->bk_nextsize = NULL;
}
set_head (victim, nb | PREV_INUSE | (av != &main_arena ? NON_MAIN_ARENA : 0));
set_head (remainder, remainder_size | PREV_INUSE);
set_foot (remainder, remainder_size);
check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void
*p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return
p;
}
unsorted_chunks (av)->bk = bck;
bck->fd = unsorted_chunks (av);
unsorted_chunks (av)->bk = bck;
bck->fd = unsorted_chunks (av);
set_inuse_bit_at_offset (victim, size);
set_inuse_bit_at_offset (victim, size);
if
(tcache_nb && tcache->counts[tc_idx] < mp_.tcache_count){
tcache_put (victim, tc_idx);
return_cached = 1;
continue
;
}
if
(tcache_nb && tcache->counts[tc_idx] < mp_.tcache_count){
tcache_put (victim, tc_idx);
return_cached = 1;
continue
;
}
check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void
*p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return
p;
/* 返回内存指针 */
check_malloced_chunk (av, victim, nb);
void
*p = chunk2mem (victim);
alloc_perturb (p, bytes);
return
p;
/* 返回内存指针 */
mark_bin (av, victim_index);
victim->bk = bck;
victim->fd = fwd;
fwd->bk = victim;
bck->fd = victim;
mark_bin (av, victim_index);
victim->bk = bck;
victim->fd = fwd;
fwd->bk = victim;
bck->fd = victim;
if
(in_smallbin_range (size)){
victim_index = smallbin_index (size);
bck = bin_at (av, victim_index);
fwd = bck->fd;
}
if
(in_smallbin_range (size)){
victim_index = smallbin_index (size);
bck = bin_at (av, victim_index);
fwd = bck->fd;
}
victim_index = largebin_index (size);
bck = bin_at (av, victim_index);
fwd = bck->fd;
victim_index = largebin_index (size);
bck = bin_at (av, victim_index);
fwd = bck->fd;
if
(fwd != bck)
if
(fwd != bck)
if
((unsigned
long
) (size)< (unsigned
long
) chunksize_nomask (bck->bk)){
fwd = bck;
bck = bck->bk;
victim->fd_nextsize = fwd->fd;
victim->bk_nextsize = fwd->fd->bk_nextsize;
fwd->fd->bk_nextsize = victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
}
if
((unsigned
long
) (size)< (unsigned
long
) chunksize_nomask (bck->bk)){
fwd = bck;
bck = bck->bk;
victim->fd_nextsize = fwd->fd;
victim->bk_nextsize = fwd->fd->bk_nextsize;
fwd->fd->bk_nextsize = victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
}
while
((unsigned
long
) size < chunksize_nomask (fwd)){
fwd = fwd->fd_nextsize;
assert
(chunk_main_arena (fwd));
}
while
((unsigned
long
) size < chunksize_nomask (fwd)){
fwd = fwd->fd_nextsize;
assert
(chunk_main_arena (fwd));
}
if
((unsigned
long
) size== (unsigned
long
) chunksize_nomask (fwd))
fwd = fwd->fd;
if
((unsigned
long
) size== (unsigned
long
) chunksize_nomask (fwd))
fwd = fwd->fd;
victim->fd_nextsize = fwd;
victim->bk_nextsize = fwd->bk_nextsize;
if
(__glibc_unlikely (fwd->bk_nextsize->fd_nextsize != fwd))
malloc_printerr (
"malloc(): largebin double linked list corrupted (nextsize)"
);
fwd->bk_nextsize = victim;
victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
victim->fd_nextsize = fwd;
victim->bk_nextsize = fwd->bk_nextsize;
if
(__glibc_unlikely (fwd->bk_nextsize->fd_nextsize != fwd))
malloc_printerr (
"malloc(): largebin double linked list corrupted (nextsize)"
);
fwd->bk_nextsize = victim;
victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
bck = fwd->bk;
if
(bck->fd != fwd)
malloc_printerr (
"malloc(): largebin double linked list corrupted (bk)"
);
bck = fwd->bk;
if
(bck->fd != fwd)
malloc_printerr (
"malloc(): largebin double linked list corrupted (bk)"
);
mark_bin (av, victim_index);
victim->bk = bck;
victim->fd = fwd;
fwd->bk = victim;
bck->fd = victim;
mark_bin (av, victim_index);
[培训]内核驱动高级班,冲击BAT一流互联网大厂工作,每周日13:00-18:00直播授课