本文是对fuzzysecurity教程Heap Overflows For Humans 101学习过程的记录，网上很多师傅介绍过。我在学习过程中也是看了很多师傅介绍的文章才成功完成漏洞利用，希望这篇文章也能给在学习堆溢出漏洞的读者有所帮助。

编译成程序 HeapOver.exe

用 mona 插件执行命令!mona pattern_create 400生成 400 个字符

用调试器打开文件，在文件窗口中的参数（Arguments）一栏输入这 400 个字符

点击运行，程序运行到地址 0x77F5234C发生内存访问异常，第一个分配的堆块地址已经打印出来是0x003D0688

此时的 EAX = 0x41326A41，ECX = 316A4130，EAX 和 ECX 均被溢出数据所覆盖，所以在执行MOV DWORD PTR DS:[EAX], ECX时无法正常访问0x41326A41的数据，造成内存访问异常。

下面使用 mona 命令!mona pattern_offset 0x41326A41计算一下 EAX 偏移值，结果为276。

!mona pattern_offset 0x316A4130计算一下 ECX 偏移值，结果为272。

每个堆块的起始处是一个 8 字节的 HEAP_ENTRY 结构

为了满足 8 字节对齐，堆管理器会在第一个堆块后面填充 4 字节，也就是UnusedBytes，260 + 4 可以整除 8。根据前面的源代码可知，程序在拷贝 400 个字符串后面，分配了第二个堆内存。Windows XP 在管理堆内存时，会使用两个双链表指针，ECX 为前一指针的值，而 EAX 为后 一指针的值。
根据以上信息，可以分析通过参数传入的 400 个字符所覆盖的部分内存区域如下所示：

系统在管理堆时会做如下操作：

该操作的目的是在分配内存时改变链表的指向。堆管理的操作的本质是对链表的修改。双向链表拆卸一个节点的代码应该类似于下面的：

上面在实际环境下对应的汇编代码如下：

此时 EAX 是进行漏洞利用的理想溢出点，因为mov [eax]，ecx可以向内存任意地址写入任意数据。例如在 ECX 写入一个函数入口点，在 EAX 写入 shellcode 地址，如下图所示。

这样一来，在mov [eax]，ecx执行后，函数入口地址就会被替换为 shellcode 的地址，现在关键的问题是如何找到可供利用的函数。

在造成堆溢出后，程序遇到内存访问异常，会触发异常处理机制，调用KiUserExceptionDispatcher分发异常，当 SEH 链上的异常处理程序都未能处理异常时，系统会调用UnhandledExceptionFilter进行处理，这个函数负责显示一个错误对话框，来指出错误的原因，这就是一般的程序出错时显示错误对话框的异常处理机制，也被称作 UEF 机制。

UnhandledExceptionFilter可以放在一个距离堆块数据偏移 276 个字节的位置，shellcode 的地址可以放在距离堆块数据偏移 2762 个字节的地方，如下图所示。

这样在程序发生内存访问异常时，系统会调用UnhandledExceptionFilter函数，但因为mov [eax]，ecx，UnhandledExceptionFilter函数地址所指向的内容被替换成了shellcode。因此系统在调用UnhandledExceptionFilter处理异常时，实际上是在执行 shellcode。
这就是利用 windows UEF 机制进行堆溢出漏洞利用的基本原理。接下来需要弄清楚的是UnhandledExceptionFilter地址和 shellcode 的存放地址。

在 Windows XP SP1 中，系统的默认异常处理函数地址是固定的。默认异常处理指针通过如下函数来设置：

默认异常处理指针通过如下函数来调用：

在调试器搜索SetUnhandledExceptionFilter 地址，UnhandledExceptionFilter地址为0x77ED73B4

在内存窗口查看了0x77ED73B4处的值为0x77C26E79，也就是说系统调用UnhandledExceptionFilter后会跳转到0x77C26E79执行。

继续上面的调试，即在遇到内存访问错误后，按shift + F7继续调试，在77E9311E FFD0 CALL EAX 断下之后，查看 EAX 的值是0x77C26E79，这也就意味着此时UnhandledExceptionFilter的起始地址传送到了EAX 中，并通过CALL EAX进行异常处理。
查看此时的寄存器窗口，EDI 的值0x0012F8BC。

发现EDI + 0x74即 0x0012F930 的值为0x003D0790，这是指向第一个堆区内部某处的指针。

所以我们将 shellcode 存放在[EDI + 0x74]，这样 Call [EDI + 0x74]就可以执行 shellcode。在netapi32.dll、msvcrt.dll 等动态链接库中可以找到这种指令，所以程序的源代码需要加载这些 dll，以方便利用。搜索后找到了该指令，地址为0x77C3BBAD。

综上：

以下是一个用于测试的 shellcode ，测试一下第一次跳转是否有效，即程序调用UnhandledExceptionFilter 后 exploit 能否控制程序跳转到 第一个堆区中。

将上面生成的 exploit 调试一下发现，程序确实成功跳转到了第一个堆区中，但由于 INT 3 指令中断，无法自行向下继续执行 shellcode。即使手动向下执行，也会遇到0x77C3BBAD、0x77ED73B4这两块数据的阻碍。

shellcode 需要修改一下，用\x44 或者\x90 填充缓冲区，在精准覆盖溢出点后造成堆溢出后，第一次跳转到堆区中的 shellcode 的起始地址0x003D0790，第一个堆区应该填充0x003D0790 - 0x3D0688 即 264 个字符；再经由第二个跳转指令 JMP，跳过0x77C3BBAD、0x77ED73B4这两块数据的阻碍，最终执行 payload。

在此之前先确定WinExec()函数的地址，以方便构造一个可以弹出计算器的 payload，以检验漏洞利用是否成功。
使用 PE 工具查看系统的 kernel32.dll，加载基址为77E60000

WinExec()函数的偏移地址为0x0000FD35

所以WinExec()函数的加载地址为0x77E6FD35

以下是完善后的 shellcode 的执行逻辑：

将上面的 Python 脚本保存为1.py， 和程序HeapOver.exe放在同一个文件夹中，可以通过 CMD 命令执行上面的 Python 脚本弹出计算器。

也可以生成 exploit 的字符串后，传入参数，再次调试运行，查看漏洞利用的细节。
堆溢出造成内存访问错误时，ECX = 0x77C3BBAD，EAX = 0x77ED73B4，说明精准覆盖了第二个堆块的双链表指针。

运行到77E9311E FFD0 CALL EAX时，EAX 的值是0x77C3BBAD，说明系统调用异常处理函数UnhandledExceptionFilter时，可以顺利跳转到CALL DWORD PTR DS:[EDI+74]，执行 shellcode。

单步执行，指令正是CALL DWORD PTR DS:[EDI+74]

再单步执行一次，跳转到了0x003D0790就可以看到真正的 payload

跳转指令执行后就可以顺利执行 payload 弹出计算器了。

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