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双重释放

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基本信息

如果释放一块内存超过一次，可能会破坏分配器的数据并为攻击打开大门。事情是这样发生的：当您释放一块内存时，它会回到空闲块的列表中（例如“fastbin”）。如果连续两次释放相同的内存块，则分配器会检测到这一点并报错。但是，如果在两次释放之间释放另一块内存块，则会绕过双重释放检查，导致数据损坏。

现在，当您请求新的内存（使用malloc）时，分配器可能会给您一个已经释放两次的块。这可能导致两个不同的指针指向相同的内存位置。如果攻击者控制其中一个指针，他们可以更改该内存的内容，这可能会导致安全问题，甚至允许他们执行代码。

示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
// Allocate memory for three chunks
char *a = (char *)malloc(10);
char *b = (char *)malloc(10);
char *c = (char *)malloc(10);
char *d = (char *)malloc(10);
char *e = (char *)malloc(10);
char *f = (char *)malloc(10);
char *g = (char *)malloc(10);
char *h = (char *)malloc(10);
char *i = (char *)malloc(10);

// Print initial memory addresses
printf("Initial allocations:\n");
printf("a: %p\n", (void *)a);
printf("b: %p\n", (void *)b);
printf("c: %p\n", (void *)c);
printf("d: %p\n", (void *)d);
printf("e: %p\n", (void *)e);
printf("f: %p\n", (void *)f);
printf("g: %p\n", (void *)g);
printf("h: %p\n", (void *)h);
printf("i: %p\n", (void *)i);

// Fill tcache
free(a);
free(b);
free(c);
free(d);
free(e);
free(f);
free(g);

// Introduce double-free vulnerability in fast bin
free(h);
free(i);
free(h);


// Reallocate memory and print the addresses
char *a1 = (char *)malloc(10);
char *b1 = (char *)malloc(10);
char *c1 = (char *)malloc(10);
char *d1 = (char *)malloc(10);
char *e1 = (char *)malloc(10);
char *f1 = (char *)malloc(10);
char *g1 = (char *)malloc(10);
char *h1 = (char *)malloc(10);
char *i1 = (char *)malloc(10);
char *i2 = (char *)malloc(10);

// Print initial memory addresses
printf("After reallocations:\n");
printf("a1: %p\n", (void *)a1);
printf("b1: %p\n", (void *)b1);
printf("c1: %p\n", (void *)c1);
printf("d1: %p\n", (void *)d1);
printf("e1: %p\n", (void *)e1);
printf("f1: %p\n", (void *)f1);
printf("g1: %p\n", (void *)g1);
printf("h1: %p\n", (void *)h1);
printf("i1: %p\n", (void *)i1);
printf("i2: %p\n", (void *)i1);

return 0;
}

在这个例子中，填充了tcache与多个已释放的块后，代码释放了块h，然后是块i，然后再次释放h，导致双重释放错误。这打开了重新分配时接收重叠内存地址的可能性，意味着两个或更多指针可以指向相同的内存位置。通过一个指针操纵数据然后可以影响另一个，从而创建了严重的安全风险和潜在的利用可能。

执行后，注意**i1和i2获得了相同的地址**：

初始分配：
a: 0xaaab0f0c22a0
b: 0xaaab0f0c22c0
c: 0xaaab0f0c22e0
d: 0xaaab0f0c2300
e: 0xaaab0f0c2320
f: 0xaaab0f0c2340
g: 0xaaab0f0c2360
h: 0xaaab0f0c2380
i: 0xaaab0f0c23a0
重新分配后：
a1: 0xaaab0f0c2360
b1: 0xaaab0f0c2340
c1: 0xaaab0f0c2320
d1: 0xaaab0f0c2300
e1: 0xaaab0f0c22e0
f1: 0xaaab0f0c22c0
g1: 0xaaab0f0c22a0
h1: 0xaaab0f0c2380
i1: 0xaaab0f0c23a0
i2: 0xaaab0f0c23a0

参考

• https://heap-exploitation.dhavalkapil.com/attacks/double_free

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