hacktricks/binary-exploitation/libc-heap/tcache-bin-attack.md

# Tcache Bin Attack

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## Basic Information

Para mais informações sobre o que é um Tcache bin, confira esta página:

{% content-ref url="bins-and-memory-allocations.md" %}
[bins-and-memory-allocations.md](bins-and-memory-allocations.md)
{% endcontent-ref %}

Primeiramente, note que o Tcache foi introduzido na versão 2.26 do Glibc.

O **ataque Tcache** (também conhecido como **envenenamento de Tcache**) proposto na [**página guyinatuxido**](https://guyinatuxedo.github.io/29-tcache/tcache\_explanation/index.html) é muito semelhante ao ataque de fast bin, onde o objetivo é sobrescrever o ponteiro para o próximo chunk no bin dentro de um chunk liberado para um endereço arbitrário, para que depois seja possível **alocar aquele endereço específico e potencialmente sobrescrever ponteiros**.

No entanto, atualmente, se você executar o código mencionado, receberá o erro: **`malloc(): unaligned tcache chunk detected`**. Portanto, é necessário escrever como endereço no novo ponteiro um endereço alinhado (ou executar o binário o suficiente para que o endereço escrito esteja realmente alinhado).

### Tcache indexes attack

Geralmente, é possível encontrar no início do heap um chunk contendo a **quantidade de chunks por índice** dentro do tcache e o endereço do **chunk cabeça de cada índice de tcache**. Se por algum motivo for possível modificar essa informação, seria possível **fazer o chunk cabeça de algum índice apontar para um endereço desejado** (como `__malloc_hook`) para então alocar um chunk do tamanho do índice e sobrescrever o conteúdo de `__malloc_hook` neste caso.

## Examples

* CTF [https://guyinatuxedo.github.io/29-tcache/dcquals19\_babyheap/index.html](https://guyinatuxedo.github.io/29-tcache/dcquals19\_babyheap/index.html)
* **Libc info leak**: É possível preencher os tcaches, adicionar um chunk na lista não ordenada, esvaziar o tcache e **re-alocar o chunk do bin não ordenado** apenas sobrescrevendo os primeiros 8B, deixando o **segundo endereço para libc do chunk intacto para que possamos lê-lo**.
* **Tcache attack**: O binário é vulnerável a um overflow de heap de 1B. Isso será abusado para mudar o **cabeçalho de tamanho** de um chunk alocado, tornando-o maior. Então, esse chunk será **liberado**, adicionando-o ao tcache de chunks de tamanho falso. Em seguida, alocaremos um chunk com o tamanho falso, e o chunk anterior será **retornado sabendo que esse chunk era na verdade menor**, e isso nos dá a oportunidade de **sobrescrever o próximo chunk na memória**.\
Abusaremos disso para **sobrescrever o ponteiro FD do próximo chunk** para apontar para **`malloc_hook`**, para que então seja possível alocar 2 ponteiros: primeiro o ponteiro legítimo que acabamos de modificar, e então a segunda alocação retornará um chunk em **`malloc_hook`** que é possível abusar para escrever um **one gadget**.
* CTF [https://guyinatuxedo.github.io/29-tcache/plaid19\_cpp/index.html](https://guyinatuxedo.github.io/29-tcache/plaid19\_cpp/index.html)
* **Libc info leak**: Há um uso após a liberação e um duplo free. Neste writeup, o autor vazou um endereço da libc lendo o endereço de um chunk colocado em um bin pequeno (como vazando do bin não ordenado, mas do pequeno).
* **Tcache attack**: Um Tcache é realizado via um **duplo free**. O mesmo chunk é liberado duas vezes, então dentro do Tcache o chunk apontará para si mesmo. Em seguida, é alocado, seu ponteiro FD é modificado para apontar para o **free hook** e então é alocado novamente, de modo que o próximo chunk na lista estará no free hook. Então, isso também é alocado e é possível escrever o endereço de `system` aqui, para que quando um malloc contendo `"/bin/sh"` for liberado, consigamos uma shell.
* CTF [https://guyinatuxedo.github.io/44-more\_tcache/csaw19\_popping\_caps0/index.html](https://guyinatuxedo.github.io/44-more\_tcache/csaw19\_popping\_caps0/index.html)
* A principal vulnerabilidade aqui é a capacidade de `free` qualquer endereço no heap indicando seu offset.
* **Tcache indexes attack**: É possível alocar e liberar um chunk de um tamanho que, quando armazenado dentro do chunk tcache (o chunk com as informações dos bins de tcache), gerará um **endereço com o valor 0x100**. Isso ocorre porque o tcache armazena a quantidade de chunks em cada bin em bytes diferentes, portanto, um chunk em um índice específico gera o valor 0x100.
* Então, esse valor parece que há um chunk de tamanho 0x100. Permitindo abusar disso ao `free` esse endereço. Isso **adicionará esse endereço ao índice de chunks de tamanho 0x100 no tcache**.
* Então, **alocando** um chunk de tamanho **0x100**, o endereço anterior será retornado como um chunk, permitindo sobrescrever outros índices de tcache.\
Por exemplo, colocando o endereço do malloc hook em um deles e alocando um chunk do tamanho desse índice garantirá um chunk no calloc hook, o que permite escrever um one gadget para obter uma shell.
* CTF [https://guyinatuxedo.github.io/44-more\_tcache/csaw19\_popping\_caps1/index.html](https://guyinatuxedo.github.io/44-more\_tcache/csaw19\_popping\_caps1/index.html)
* Mesma vulnerabilidade que antes com uma restrição extra.
* **Tcache indexes attack**: Ataque semelhante ao anterior, mas usando menos etapas ao **liberar o chunk que contém as informações do tcache**, de modo que seu endereço seja adicionado ao índice de tcache de seu tamanho, permitindo alocar esse tamanho e obter as informações do chunk de tcache como um chunk, o que permite adicionar o free hook como o endereço de um índice, alocá-lo e escrever um one gadget nele.
* [**Math Door. HTB Cyber Apocalypse CTF 2023**](https://7rocky.github.io/en/ctf/other/htb-cyber-apocalypse/math-door/)
* **Write After Free** para adicionar um número ao ponteiro `fd`.
* Muito de **heap feng-shui** é necessário neste desafio. O writeup mostra como **controlar a cabeça da lista livre do Tcache** é bastante útil.
* **Glibc leak** através de `stdout` (FSOP).
* **Tcache poisoning** para obter uma primitiva de escrita arbitrária.

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