Linux堆管理深入解析-优快云博客

linux 堆块分配

关于fastbin

我们一般熟悉的堆都是双链表的chunk，但是对于大小为(16 Bytes~ 64 Bytes)的堆块来说则是使用fastbin来进行管理的。
fastbin的堆块结构与常规的chunk是完全一样，除了使用的是单链表。
fastbin
![fastbin]

2.2 Bins
注意：Bin的翻译为箱子，chunk的翻译为块

Bin：freelist数据结构，用于保存free chunks。
基于chunk size，bins被划分为以下几种类型：

List item

Fast bin（单链表，大小相同）
Unsorted bin（环形双链表，乱序状态，空闲 chunk 回归所属 bin 之前的缓冲区）
Small bin（环形双链表，大小相同）
Large bin（环形双链表，按大小降序排列）

2.2.1 Fast bin

大小为16 ~ 80 / 32 ~160字节的chunk称为fast chunk；

存储fast chunk的bins称为fast bins；

2.2.3 Small bin

小于512/1024字节的chunk称为small chunk。

存储small chunk的bins称为small bins；

2.2.4 Large bin

大小大于等于512字节的chunk称为large chunk；

堆管理

Top Chunk

当一个chunk处于一个arena的最顶部(即最高内存地址处)的时候，就称之为top chunk。该chunk并不属于任何bin，而是在系统当前的所有free chunk(无论那种bin)都无法满足用户请求的内存大小的时候，将此chunk当做一个应急消防员，分配给用户使用。如果top chunk的大小比用户请求的大小要大的话，就将该top chunk分作两部分：1）用户请求的chunk；2）剩余的部分成为新的top chunk。否则，就需要扩展heap或分配新的heap了——在main arena中通过sbrk扩展heap，而在thread arena中通过mmap分配新的heap。

Last Remainder Chunk

当用户请求的是一个small chunk，且该请求无法被small bin、unsorted bin满足的时候，就通过binmaps遍历bin查找最合适的chunk，如果该chunk有剩余部分的话，就将该剩余部分变成一个新的chunk加入到unsorted bin中，另外，再将该新的chunk变成新的last remainder chunk。

在这里插入图片描述

堆利用笔记
在这里插入图片描述

House Of Force

· 可覆写top chunk的size字段
· 存在一次malloc，攻击者控制malloc的size，前两项是为了新分配堆时可得到任意地址。
· 存在另一次malloc，攻击者可以向里面写入数据
· top chunk的地址

House of Spirit

当glibc被free时，glibc在想什么。
· glibc如何确定free是一个真正的chunk？
· 如果我们free(0xdeadbeef)呢？
如果我们需要fake chunk成功进入free list，需要哪些条件？
攻击的本质：
· 能够控制free的参数
· 能够满足free中对chunk的各项检查
· 触发free，使得fake chunk进入list
· 再次malloc得到chunk，相当于弱化版的任意地址写

House of Mind

如果我们能控制指针p以及对应的arena。
Advanced Heap Exp
fastbin attack
更改fastbin的后向指针，从而使堆分配到我们想要的地方，形成任意地址写。
检查——in free
· address < -size && address alignment
· size > MINSIZE(0x20) && multiple of 0x10
· next chunk size
o > MINSIZE
· < system_mem
· chunk size 是否和当前链表匹配
o 可以具有较小的偏移，但fastbin_index (chunksize (victim)) != idx, 0)
fastbin_index是通过移位做到的。
of by one
· 这一个字节将影响到下一个chunk的size字段
· off by one to extend allocated chunk
· off by NULL to shrink free chunk
· 堆溢出的利用可能会用到多个技巧
· 某些漏洞可被转化为堆溢出
· 整数溢出或竞态条件