largebin attack

largebin attack 由这个名字就可以看出是对 largebin 进行的操作，需要的条件是存在 UAF 或者可以构造出 UAF。实现的功能是：

1、任意地址写入一个大数字

2、实现任意地址分配（这个好像也叫 house of strom，以后另开一章来记）

 

关键源码：

  else
            {
              victim_index = largebin_index (size);
              bck = bin_at (av, victim_index);
              fwd = bck->fd;

              /* maintain large bins in sorted order */
              if (fwd != bck)
                {
                  /* Or with inuse bit to speed comparisons */
                  size |= PREV_INUSE;
                  /* if smaller than smallest, bypass loop below */
                  assert ((bck->bk->size & NON_MAIN_ARENA) == 0);
                  if ((unsigned long) (size) < (unsigned long) (bck->bk->size))
                    {
                      fwd = bck;
                      bck = bck->bk;

                      victim->fd_nextsize = fwd->fd;
                      victim->bk_nextsize = fwd->fd->bk_nextsize;
                      fwd->fd->bk_nextsize = victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
                    }
                  else
                    {
                      assert ((fwd->size & NON_MAIN_ARENA) == 0);
                      while ((unsigned long) size < fwd->size)
                        {
                          fwd = fwd->fd_nextsize;
                          assert ((fwd->size & NON_MAIN_ARENA) == 0);
                        }

                      if ((unsigned long) size == (unsigned long) fwd->size)
                        /* Always insert in the second position.  */
                        fwd = fwd->fd;
                      else
                        {
                          victim->fd_nextsize = fwd;
                          victim->bk_nextsize = fwd->bk_nextsize;
                          fwd->bk_nextsize = victim;
                          victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
                        }
                      bck = fwd->bk;
                    }
                }
              else
                victim->fd_nextsize = victim->bk_nextsize = victim;
            }

          mark_bin (av, victim_index);
          victim->bk = bck;
          victim->fd = fwd;
          fwd->bk = victim;
          bck->fd = victim;

我们用 hollk 师傅改过的 how2heap 的源码来当作示例。（源码会放在附件里）

首先定义了两个无符号长整型并且赋值为0。

 

 

 可以看到 stack_var1_addr = 0x7fffffffdfc8 , stack_var2_addr = 0x7fffffffdfd0 , 并且只都为 0。

再往下继续走，到创建完最后一个 0x30 大小的堆块。

 

p1，p2，p3 分别对应着0x330，0x410，0x410 大小的堆块头指针。

接下来去释放p1

 

 再去释放p2

 

 

从wiki上抠出一张图

由于p1，p2都超过了  fastbin 的最大大小他们都会进入 unsorted bin，再往下，由于 chunk1 < 0x400，最后会进 small bin，而 chunk2 > 0x400，故最后会进large bin。

再往下到void* p4 = malloc(0x90); 申请了一个 0xa0 的堆块。这一行其实做了很多的事情。

1、通过 bk 从unsorted bin 拿出 chunk1 放入small bin ，并标记这个 small bin 中有空闲的 chunk。

2、继续通过 bk 从 unsorted bin 拿出 chunk2 放入 large bin，并标记这个large bin 有空闲的 chunk。

3、从small bin 中分割出一小块来满足 p4 ,再把剩下的 chunk（0x330 - 0xa0），放回unsorted bin 中。

 

 我们接下来再释放一个 0x410 大小的 chunk，也就是 p3

 

由于他的大小是 0x410，所以也是会先被放进 unsorted bin过度，再放进 large bin中。

接下来的几行就是我们对 p2 直接进行的构造

 

 构造前：

构造后：

 

 我们把

1、size 由 0x411 改为了 0x3f1

2、fd 和 fd_nextsize 置零

3、bk 改为 stack_var1_addr - 0x10（0x00007fffffffdfb8）

4、bk_nextsize 改为 stack_var2_addr - 0x20（0x00007fffffffdfb0）

下面又从 hollk 师傅的文章里抠出一张图

 

 再往下继续void* p4 = malloc(0x90); 申请了一个 0xa0 的堆块。干的事情也很多

1、通过 bk 从unsorted bin 拿出 刚才剩下的那个 chunk（0x290） 放入small bin ，并标记这个 small bin 中有空闲的 chunk。

2、继续通过 bk 从 unsorted bin 拿出 chunk3 放入 large bin，并标记这个large bin 有空闲的 chunk。

3、从 small bin 中分割出一小块来满足 p4 ,再把剩下的 chunk（0x290 - 0xa0），放回unsorted bin 中。

 

 由于 chunk3 是属于 large bin 的 chunk ，故会进入 large bin 的分支，我们再来看上面的源码。

里面的 fwd 就是 p2，victim 也就是 p3，bck 也就是 p2->bk。

由于 p2 的 size 被我们改过了 0x3f1，比 p3 的要小，故前面两个 if 语句不符合，最后会进入如下内容

                      else
                        {
                          victim->fd_nextsize = fwd;
                          victim->bk_nextsize = fwd->bk_nextsize;
                          fwd->bk_nextsize = victim;
                          victim->bk_nextsize->fd_nextsize = victim;
                        }

我们之前的构造已经使 p2->bk->fd = stack_var1_addr , p2->bk_nextsize->fd_nextsize = stack_var2_addr。

经过这四行的源码就会使

1、p3->fd_nextsize = p2

2、p3->bk_nextsize = p2->bk_nextsize

3、p2->bk_nextsize = p3

4、p3->bk_nextsize->fd_nextsize = p3

2+4组合起来也就是 p3->bk_nextsize = p2->bk_nextsize = stack_var2_addr - 0x20，p3->bk_nextsize->fd_nextsize =*(（ stack_var2_addr - 0x20 ）+ 0x20) = stack_var2 = p3

也就是 stack_var2 = p3。

 

接着源码里也有这几行

          mark_bin (av, victim_index);
          victim->bk = bck;
          victim->fd = fwd;
          fwd->bk = victim;
          bck->fd = victim;

那么就会使

1、p3->bk = p2->bk

2、p3->fd = p2

3、p2->bk = p3

4、p2->bk->fd = p3

构造好的数据结合4就可以使 p2->bk->fd = *（（stack_var2_addr - 0x10）+ 0x10）= stack_var2 = p3。

看一下最后修改的结果，也就是把 stack_var1 和 stack_var2 里的值改为 p3 的头指针。

 

最后补充一下 large bin attack 需要的条件

1、可以修改某个 large bin 的数据 size , fd , bk , fd_nextsize , bk_nextsize

2、构造过的 large bin chunk 要在正常 large bin chunk 的前面进入 large bin链表

 

附件

提取码：fs74

 

参考链接：

https://xz.aliyun.com/t/5177?page=1

https://ctf-wiki.org/pwn/linux/user-mode/heap/ptmalloc2/large-bin-attack/

https://blog.csdn.net/qq_41202237/article/details/112825556