First Fit
First Fit
Quando você libera memória em um programa usando glibc, diferentes "bins" são usados para gerenciar os pedaços de memória. Aqui está uma explicação simplificada de dois cenários comuns: bins não ordenados e fastbins.
Bins Não Ordenados
Quando você libera um pedaço de memória que não é um pedaço rápido, ele vai para o bin não ordenado. Este bin age como uma lista onde novos pedaços liberados são adicionados à frente (a "cabeça"). Quando você solicita um novo pedaço de memória, o alocador olha para o bin não ordenado de trás para frente (a "cauda") para encontrar um pedaço grande o suficiente. Se um pedaço do bin não ordenado for maior do que o necessário, ele é dividido, com a parte da frente sendo retornada e a parte restante permanecendo no bin.
Exemplo:
Você aloca 300 bytes (
a
), então 250 bytes (b
), liberaa
e solicita novamente 250 bytes (c
).Quando você libera
a
, ele vai para o bin não ordenado.Se você então solicitar 250 bytes novamente, o alocador encontra
a
na cauda e o divide, retornando a parte que se encaixa na sua solicitação e mantendo o restante no bin.c
estará apontando para oa
anterior e preenchido com os dados doa
.
Fastbins
Fastbins são usados para pequenos pedaços de memória. Ao contrário dos bins não ordenados, os fastbins adicionam novos pedaços à cabeça, criando um comportamento de último a entrar, primeiro a sair (LIFO). Se você solicitar um pequeno pedaço de memória, o alocador irá retirar da cabeça do fastbin.
Exemplo:
Você aloca quatro pedaços de 20 bytes cada (
a
,b
,c
,d
).Quando você os libera em qualquer ordem, os pedaços liberados são adicionados à cabeça do fastbin.
Se você então solicitar um pedaço de 20 bytes, o alocador irá retornar o pedaço mais recentemente liberado da cabeça do fastbin.
Outras Referências e Exemplos
ARM64. Use after free: Gere um objeto de usuário, libere-o, gere um objeto que recebe o chunk liberado e permite escrever nele, sobrescrevendo a posição de user->password do anterior. Reutilize o usuário para burlar a verificação de senha
O programa permite criar notas. Uma nota terá as informações da nota em um malloc(8) (com um ponteiro para uma função que pode ser chamada) e um ponteiro para outro malloc(<size>) com o conteúdo da nota.
O ataque seria criar 2 notas (nota0 e nota1) com conteúdos de malloc maiores do que o tamanho das informações da nota e, em seguida, liberá-las para que entrem no fast bin (ou tcache).
Em seguida, crie outra nota (nota2) com tamanho de conteúdo 8. O conteúdo estará na nota1, pois o chunk será reutilizado, onde poderíamos modificar o ponteiro da função para apontar para a função win e então Use-After-Free na nota1 para chamar o novo ponteiro da função.
É possível alocar alguma memória, escrever o valor desejado, liberá-lo, realocá-lo e como os dados anteriores ainda estão lá, eles serão tratados de acordo com a nova estrutura esperada no chunk, tornando possível definir o valor ou obter a flag.
Neste caso, é necessário escrever 4 dentro de um chunk específico que é o primeiro a ser alocado (mesmo após forçar a liberação de todos eles). Em cada novo chunk alocado, seu número no índice do array é armazenado. Em seguida, aloque 4 chunks (+ o inicialmente alocado), o último terá 4 dentro dele, libere-os e force a realocação do primeiro, que usará o último chunk liberado, que é o que contém 4 dentro dele.
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