# House of Roman

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## Basic Information

Esta foi uma técnica muito interessante que permitiu RCE sem leaks através de fastbins falsos, o ataque unsorted\_bin e sobrescritas relativas. No entanto, foi [**patchado**](https://sourceware.org/git/?p=glibc.git;a=commitdiff;h=b90ddd08f6dd688e651df9ee89ca3a69ff88cd0c).

### Code

* Você pode encontrar um exemplo em [https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc\_2.23/house\_of\_roman.c](https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc\_2.23/house\_of\_roman.c)

### Goal

* RCE abusando de ponteiros relativos

### Requirements

* Editar ponteiros de fastbin e unsorted bin
* 12 bits de aleatoriedade devem ser forçados por brute force (0,02% de chance) de funcionar

## Attack Steps

### Part 1: Fastbin Chunk points to \_\_malloc\_hook

Crie vários chunks:

* `fastbin_victim` (0x60, offset 0): chunk UAF que será editado para apontar para o valor da LibC.
* `chunk2` (0x80, offset 0x70): Para um bom alinhamento
* `main_arena_use` (0x80, offset 0x100)
* `relative_offset_heap` (0x60, offset 0x190): offset relativo no chunk 'main\_arena\_use'

Então `free(main_arena_use)` que colocará este chunk na lista não ordenada e obterá um ponteiro para `main_arena + 0x68` tanto nos ponteiros `fd` quanto `bk`.

Agora é alocado um novo chunk `fake_libc_chunk(0x60)` porque conterá os ponteiros para `main_arena + 0x68` em `fd` e `bk`.

Então `relative_offset_heap` e `fastbin_victim` são liberados.
```c
/*
Current heap layout:
0x0:   fastbin_victim       - size 0x70
0x70:  alignment_filler     - size 0x90
0x100: fake_libc_chunk      - size 0x70 (contains a fd ptr to main_arena + 0x68)
0x170: leftover_main        - size 0x20
0x190: relative_offset_heap - size 0x70

bin layout:
fastbin:  fastbin_victim -> relative_offset_heap
unsorted: leftover_main
*/
```
* &#x20;`fastbin_victim` tem um `fd` apontando para `relative_offset_heap`
* &#x20;`relative_offset_heap` é um offset de distância de `fake_libc_chunk`, que contém um ponteiro para `main_arena + 0x68`
* Apenas mudando o último byte de `fastbin_victim.fd` é possível fazer `fastbin_victim points` para `main_arena + 0x68`

Para as ações anteriores, o atacante precisa ser capaz de modificar o ponteiro fd de `fastbin_victim`.

Então, `main_arena + 0x68` não é tão interessante, então vamos modificá-lo para que o ponteiro aponte para **`__malloc_hook`**.

Note que `__memalign_hook` geralmente começa com `0x7f` e zeros antes dele, então é possível falsificá-lo como um valor no fast bin `0x70`. Como os últimos 4 bits do endereço são **aleatórios**, há `2^4=16` possibilidades para o valor acabar apontando onde estamos interessados. Então, um ataque BF é realizado aqui para que o chunk termine como: **`0x70: fastbin_victim -> fake_libc_chunk -> (__malloc_hook - 0x23)`.**

(Para mais informações sobre o restante dos bytes, verifique a explicação no [how2heap](https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc\_2.23/house\_of\_roman.c)[ exemplo](https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc\_2.23/house\_of\_roman.c)). Se o BF não funcionar, o programa simplesmente trava (então comece de novo até funcionar).

Então, 2 mallocs são realizados para remover os 2 chunks iniciais do fast bin e um terceiro é alocado para obter um chunk em **`__malloc_hook:`**
```c
malloc(0x60);
malloc(0x60);
uint8_t* malloc_hook_chunk = malloc(0x60);
```
### Parte 2: Ataque Unsorted\_bin

Para mais informações, você pode verificar:

{% content-ref url="unsorted-bin-attack.md" %}
[unsorted-bin-attack.md](unsorted-bin-attack.md)
{% endcontent-ref %}

Mas basicamente isso permite escrever `main_arena + 0x68` em qualquer local especificado em `chunk->bk`. E para o ataque, escolhemos `__malloc_hook`. Então, após sobrescrevê-lo, usaremos uma sobrescrita relativa para apontar para um `one_gadget`.

Para isso, começamos obtendo um chunk e colocando-o no **unsorted bin**:
```c
uint8_t* unsorted_bin_ptr = malloc(0x80);
malloc(0x30); // Don't want to consolidate

puts("Put chunk into unsorted_bin\n");
// Free the chunk to create the UAF
free(unsorted_bin_ptr);
```
Use um UAF neste chunk para apontar `unsorted_bin_ptr->bk` para o endereço de `__malloc_hook` (nós forçamos isso anteriormente).

{% hint style="danger" %}
Note que este ataque corrompe o bin não ordenado (portanto, pequeno e grande também). Então, só podemos **usar alocações do fast bin agora** (um programa mais complexo pode fazer outras alocações e travar), e para acionar isso, devemos **alocar o mesmo tamanho ou o programa travará.**
{% endhint %}

Então, para acionar a escrita de `main_arena + 0x68` em `__malloc_hook`, após definir `__malloc_hook` em `unsorted_bin_ptr->bk`, só precisamos fazer: **`malloc(0x80)`**

### Passo 3: Definir \_\_malloc\_hook para system

No primeiro passo, terminamos controlando um chunk contendo `__malloc_hook` (na variável `malloc_hook_chunk`) e no segundo passo conseguimos escrever `main_arena + 0x68` aqui.

Agora, abusamos de uma sobrescrita parcial em `malloc_hook_chunk` para usar o endereço da libc que escrevemos lá (`main_arena + 0x68`) para **apontar um endereço `one_gadget`**.

Aqui é onde é necessário **forçar 12 bits de aleatoriedade** (mais informações no [how2heap](https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc\_2.23/house\_of\_roman.c)[ exemplo](https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc\_2.23/house\_of\_roman.c)).

Finalmente, uma vez que o endereço correto é sobrescrito, **chame `malloc` e acione o `one_gadget`**.

## Referências

* [https://github.com/shellphish/how2heap](https://github.com/shellphish/how2heap)
* [https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc\_2.23/house\_of\_roman.c](https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc\_2.23/house\_of\_roman.c)
* [https://ctf-wiki.mahaloz.re/pwn/linux/glibc-heap/house\_of\_roman/](https://ctf-wiki.mahaloz.re/pwn/linux/glibc-heap/house\_of\_roman/)

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