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기본 정보
메모리 블록을 두 번 이상 해제하면 할당기의 데이터가 꼬일 수 있고 공격의 문을 열 수 있습니다. 다음은 그 방법입니다: 메모리 블록을 해제하면 빈 청크 목록(예: "빠른 bin")으로 돌아갑니다. 같은 블록을 두 번 연속으로 해제하면 할당기가 이를 감지하고 오류를 발생시킵니다. 그러나 다른 청크를 해제한 후에는 더블 프리 확인이 우회되어 손상을 일으킵니다.
이제 malloc
을 사용하여 새 메모리를 요청하면 할당기가 두 번 해제된 블록을 제공할 수 있습니다. 이는 두 개의 다른 포인터가 동일한 메모리 위치를 가리키도록 할 수 있습니다. 공격자가 이러한 포인터 중 하나를 제어하면 해당 메모리의 내용을 변경할 수 있으며, 이는 보안 문제를 일으키거나 코드 실행을 허용할 수 있습니다.
예시:
#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;
}
이 예에서는 tcache를 여러 해제된 청크(7)로 채운 후 청크 h
를 해제한 다음 청크 i
를 해제하고 다시 h
를 해제하여 이중 해제(또는 Fast Bin dup로 알려진)를 발생시킵니다. 이는 reallocating 시 메모리 주소가 겹치게되어 두 개 이상의 포인터가 동일한 메모리 위치를 가리킬 수 있는 가능성을 엽니다. 한 포인터를 통해 데이터를 조작하면 다른 포인터에 영향을 미칠 수 있어 심각한 보안 위험과 악용 가능성이 생깁니다.
실행하면 i1
과 i2
가 동일한 주소를 가진 것을 확인할 수 있습니다:
초기 할당:
a: 0xaaab0f0c22a0
b: 0xaaab0f0c22c0
c: 0xaaab0f0c22e0
d: 0xaaab0f0c2300
e: 0xaaab0f0c2320
f: 0xaaab0f0c2340
g: 0xaaab0f0c2360
h: 0xaaab0f0c2380
i: 0xaaab0f0c23a0
재할당 후:
a1: 0xaaab0f0c2360
b1: 0xaaab0f0c2340
c1: 0xaaab0f0c2320
d1: 0xaaab0f0c2300
e1: 0xaaab0f0c22e0
f1: 0xaaab0f0c22c0
g1: 0xaaab0f0c22a0
h1: 0xaaab0f0c2380
i1: 0xaaab0f0c23a0
i2: 0xaaab0f0c23a0
예시
- Dragon Army. Hack The Box
- 크기
0x70
을 제외한 Fast Bin 크기의 청크만 할당할 수 있으며 일반적인__malloc_hook
덮어쓰기를 방지합니다. - 대신
0x56
으로 시작하는 PIE 주소를 Fast Bin dup의 대상으로 사용합니다(1/2 확률). - PIE 주소가 저장된 곳 중 하나는
main_arena
에 있으며 Glibc 내부에 있으며__malloc_hook
근처에 있습니다. main_arena
의 특정 오프셋을 대상으로 해당 위치에 청크를 할당하고__malloc_hook
에 도달할 때까지 청크를 계속 할당합니다.- zero_to_hero. PicoCTF
- Tcache bins 및 널 바이트 오버플로우를 사용하여 이중 해제 상황을 달성할 수 있습니다:
- 크기
0x110
의 세 개의 청크(A
,B
,C
)를 할당합니다. B
를 해제합니다.A
를 해제하고 다시 할당하여 널 바이트 오버플로우를 사용합니다.- 이제
B
의 크기 필드는0x111
이 아닌0x100
이므로 다시 해제할 수 있습니다. - 크기가
0x110
인 Tcache-bin 하나와 주소가 동일한 크기가0x100
인 하나가 있습니다. 따라서 이중 해제가 발생합니다. - Tcache 독려를 사용하여 이중 해제를 활용합니다.
참고 자료
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