1.1 概述

在2012年的Pwn2Own黑客大赛上，来自法国的安全团队Vupen利用两个0day漏洞攻下windows7的IE9，其中有一个就是本编文章说的漏洞，也因此获得6万美元的奖励。根据大赛规定，Vupen将堆溢出漏洞提交给微软修复，然后微软发布了MS12-037公告修复此漏洞，而绕过IE沙盘的漏洞，VUPEN并没有提交给微软，可能是高价出售给了政府或者安全厂商。

1.2 非常重要的说明

针对这个漏洞我要说明的有以下几点：
1、本文并不做详细的漏洞成因分析，而是做详细的EXP编写分析；
2、本文只对核心漏洞代码、利用代码进行说明；
3、所以，阅读本文之前，你最好看看下面的网址，有很详细的基础说明：
https://mp.weixin.qq.com/s/Wfc1wNc0KvCqXqFVEKRqcQ
4、本文着重于指导EXP的编写，对怎么写、为什么这么写给出了详细说明；
5、对x64平台下的EXP，有一个重要改进，也存在一个重大问题，见后文分析。
6、本文是首篇对该漏洞在x64平台下分析、编写EXP的文章。
7、win7_x86_7601版本和win7_sp1_x64版本上实验。

1、POC分析

2.1 漏洞原因

详细漏洞成因见上面的网址，现在我简单说明下漏洞成因：
1、页面第一次的span等于1，申请的内存空间为0x70；
2、页面第二次的span等于1000，申请的内存空间依然为0x70；
在循环堆写入数据的时候，导致堆溢出。

2.2 POC代码

2.3 POC运行结果

可见，触发漏洞的代码是在：
mshtml!CTableColCalc::AdjustForCol+0x15。

2.4 POC数据分析

mshtml!CTableColCalc::AdjustForCol+0x15打断点，逐步运行，可以得到图1，规律为：每一次循环，每两个位置之间相差0x1C，但是第一次是相差0x18。
下面从以下几个方面分析：
1、确认关键变量
2、确认堆循环
3、确认堆数值

3、POC编写关键点分析

3.1 通过this指针确认关键变量

在函数
void CTableLayout::CalculateMinMax(CTableLayout __hidden this, struct CTableCalcInfo , int)
打断点，可得：

可以看到ebp+8的内存是0x7ebcea8，这个就是上面定义的第一个参数。注意，因为有*，所以这个是个地址，要取地址的内容，才是this指针。this指针指向类的起始地址。所以就要 dd poi(ebp+8)。
可以看到起始4个字节刚好是类的虚表指针。又因为在该函数偏移0x8位置，把ebp+8赋值给了ebx（也就是this指针，对象的地址）。此时要注意，所有跟ebx有关汇编代码，很有可能就是类的参数，会对EXP的编写有用处。

在mshtml!CTableLayout::CalculateMinMax+170，有：
lea esi, [ebx+90h] (ebx就是虚表指针，也就是类的起始地址)
然后EnsureSize里面调用_HeapRealloc时，又有：
lea esi, [edi+0Ch] （之前有mov edi,esi指令）
call ?_HeapRealloc@@YGJPAPAXI@Z
所以，堆块分配后的存放位置为：
CTableLayout+0x90+0xC，也就是ebx+0x90+0xC，可以看到，分配的内存空间大小，确实为0x70。

3.2 确认堆的分配大小

牢牢把握住ebx，也就是CTableLayout，就知道这个类的成员结构了。记住，要紧紧围绕堆分配大小来确认需要什么。

通过汇编代码分析，在mshtml!CTableLayout::CalculateMinMax中，和ebx相关的内存变量，除了上面的堆地址，还有两个：
1、ebx+0x54
2、ebx+0x94

在POC调用over_triger，触发漏洞时，在调用mshtml!CTableColCalc::AdjustForCol处打断点，可得：

发现spannum为1，但是在overtriger里面已经设置为1000了。当然，我们在写EXP时，搞不清这几个参数什么意思，也没关系，因为我们已经知道，堆的位置在ebx+0x9c。所以，可以直接看存储堆指针的位置ebx+9c分配的堆大小是多少。

确实依然分配的是0x70大小。
所以，这里可以得出结论，在调用mshtml!CTableColCalc::AdjustForCol函数时，虽然已经修改span=1000，但是堆的大小，依然为0x70。那么，写的时候，是按照span=1000,还是按照span=1来写的呢？下面开始确认。

3.3 确认堆的写范围

堆的写范围和什么相关，当然和循环次数相关了。循环次数是怎么定的？如下图，在mshtml!CTableLayout::CalculateMinMax函数里。而且可以推出第一次是0x18（因为第一次循环时v86等于0，adjustforcol里面偏移0x18），第二次开始才是每次0x1Cn+0x18。

如果span=1000，可以写的最远范围为10001C-4，远远超出了0x70的范围。

3.4 确认堆的写内容

内容的计算，不是在GetPixelWidth中，而是在GetFancyFormat函数中，也就是
mshtml!CTableLayout::CalculateMinMax+0x1952be处。
这个函数出来之后的eax+0x70，取内容，就是计算的内容。但有个问题，这个函数里面计算的数值很复杂，存在eax中，eax经过的赋值为：

然后eax+70取内容就是计算出来的值了。
现在，这个值非常不好确定，如果要自己去计算，就要跟进TlsGetValue函数。这是完全没有必要的，直接用实验法来确定。比如，width=1，width=2，看等于多少就可以确认要得到的内容了后面EXP的地址，也可以在这里提前确认。当然，实际的值是width100，或者width100 << 8 + 8。
现在最好就取width*100。其实很容易确定。当width=41时候，值就是0x1004，十进制就是4100。也可以看出来就是乘以的100。

4、x86平台EXP编写要点

4.1 堆布局

图2 堆溢出前堆布局

图3 溢出后堆布局

这两个图来源于《漏洞战争》，很重要。首先分配E、A、B、CButtonLayout的4个堆，然后释放其中的E，用vulheap替代，也就是我们之前的溢出堆来替代。
下面，我来详细说明，这里的编写、调试思路。

4.2 为什么堆大小是0x100

运行EXP，在堆布局完成之后，断下。
首先，用：!heap -stat

然后，用：!heap -stat -h 00340000

接着，用!heap -a 00340000，搜索大小为fc的堆：

注意：这个命令输出的大小为fc的堆数量不全，只有6个，但实际上是250个，所以要用!heap -flt s fc命令，但这里只是为了找对象大小。后面确认时，再用!heap -flt s [size] 命令。
再用：!heap -p -a 40e860

最后，用 !heap -flt s fc

可知，CButtonLayout的Size=0x21*8=0x108字节。UserSize=0xFC，但因为内存对齐关系，实际大小为0x108字节。
现在来看看E、A、B堆大小：

可以看到，Size是108字节大小，和上面CButtonLayout的大小108字节一样。这就是为什么要设置成0x100大小。当然UserSize不重要，一个0x100，一个0xfc，都是数据大小，但是整块堆的大小就要看0x21，也就是108字节了。

这就是为什么堆大小是0x100的原因，当然这里的0x100，指的是UserSize。

记住，总共3个长度：
总共3个长度：
1、堆的总长0x108
2、用户长度0x100
3、BSTR长度0xfa

4.3 EXP的span为什么等于9

因为9*1C = FC ，刚好等于CButtonLayout的大小，而通过CButtonLayout我们知道，它是FC大小的堆，但实际size是0x108。

特别注意：这儿usersize是0xFC大小，但size是0x108，这和free的”EEEE”堆的大小是一样的。堆占用，要看size，而不是usersize。

4.4 覆盖虚表指针

4.4.1 第一阶段（覆盖字符串B长度）

在EXP代码CollectGarbage之后，再重新赋值ID=132的span之前，alert一下，然后进去看内存布局。因为取ID=132时，E和A之间有垃圾数据，所以选择ID=131的span。也就是日志vulheap倒数第二个，就是我们要的内存地址。但是因为断点是刚刚打在分配时，还没有赋值，所以还可以看到E的存在。内存如下：

4.4.2 第二阶段（字符串B的长度被覆盖，地址在20de680），内存如下

4.4.3 第三阶段：覆盖虚表指针

之前其他EXP的span等于44，这个值可能也可以，但没必要覆盖这么大区域，直接等于29即可，内存如下：
未覆盖之前：

覆盖之后：

4.4.4、触发

可见，系统现在调用的地址是：
call [0707002c]。
只要把堆喷射到这个地址，就可以了。

5、x64平台EXP编写要点

5.1 堆布局

堆布局和x86平台一样，只是堆的大小要重新修改，一些参数要重新确认，这在后面分析。

5.2 POC验证

5.3 CButtonLayOut大小确认

上面红色是user size。所以，CButtonLayout的实际大小是0x148+0x8(8字节头)=0x150，但注意，可能有绿色的8字节头填充。那就是0x158字节了。下面的堆，是堆大小还等于0x100时的图。现在，x64要更改大小了。

所以，可以看到，Size = 0x12*0x10 = 0x120，刚好是UserSize + 0x10字节头长度。x64平台下，堆头是0x10字节。

5.4、x64堆代码修改及堆分布

其中，0x150是分配的总大小，-0x10是因为8字节头+8字节填充，-4-4是因为填充+BSTR长度，-2是因为最后NULL字符。


注意：蓝色是虚表指针。
不管大小是0x158，还是0x150，内存的堆分配都是根据Size来的，只要Size的数值一样，堆就会被分配在相邻的内存。

5.5 确认堆分配地址

同样，在CalculateMinMax函数里，反汇编有：

所以堆指针在:
r14+0xd0+0x10

bu mshtml!CTableLayout::CalculateMinMax+0x1df ".echo vulheap;dd poi(r14+0xd0+0x10) l4;g"

这个断点的最后一个，也就是id=132的vulheap，就是要被覆盖的堆的地址，后面的截图，就是这样找的地址。

5.6修改span长度以让vulheap等于0x150

通过上面断点分析，发现分配的大小是span0x20
所以让其等于1032=320=0x140，
再加0x10字节头
让其等于0x150
那么需要span等于10。

5.7 覆盖虚表指针

5.7.1、第一阶段：覆盖字符串B长度确认

bu mshtml!CTableLayout::CalculateMinMax+0x1df ".echo vulheap;dd poi(r14+0xd0+0x10) l4;g"
这个断点的最后一个，也就是id=132的vulheap，就是要被覆盖的堆的地址，下面的截图，就是这样找的地址。

所以要覆盖到32c9cd0，长度就是0x2a0
通过前面知道，一个span是0x20，
所以这里的长度是：
0x2a0 /0x20 = 0x15 = 21，实际可以再加1个1，成为22。

5.7.2、第二阶段：覆B字符串长度（有重大改进）

采用x86堆结构，无法覆盖虚表，需要修改


修改之后，加一个块C，为后面虚表指针被覆盖做准备。
注意：上面字符串B的长度被替换了。

5.7.3、获取mshtml基址代码说明

var leak = bl[i].substring((0x140-4-6+2+16+0x150)/2,(0x140-4-6+2+16+8+0x150)/2);

bl是块BBBB
说明：
0x140是字符串的长度
-4是填充
-6是BSTR的4字节长度和末尾2字节
所以，当使用substring函数的时候，这个index，就是字符串BBBB块的最后一个字符。
然后用这个index（0x140-4-6）继续计算：
+2，是2字节NULL
+0x16，是CButtonLayout块的头
+0x150，是块C的大小（包括头+填充+内容，是整个大小）
然后就可以获取47d25f0这个地址的mshtml基址了。

5.7.4、第三阶段：覆盖虚表指针

5.7.5 触发

这里的指针地址是0707002407070024，要修改这个地址，让地址能够被堆喷射。
但是，这里x64是0707002407070024，怎么办呢？堆喷不过去。
长度写成1，地址最小也是0x0000006400000064，也堆喷不过去。
所以x64平台我只是成功控制了喷射地址，而没有实现利用的效果。

6、堆喷射和ROP

ROP代码是通过mona.py实现的，你可以自己搜索资料实现。也可以参考我EXP的代码。

1、先观察喷射的内存分布，本来喷射最后4位都是0018结尾，如果是在0c0c结尾的内存的话，就要padding数据，最后让eip对准rop地址，但是这里，直接把位置定准在了0024，也就是说0018+8字节头+4字节BSTR长度，刚好就是24，所以就没有padding，就让width100直接指向24。具体padding的技巧，参考下面网址：
https://blog.csdn.net/qs_hud/article/details/9821735?utm_medium=distribute.wap_relevant.none-task-blog-2~default~baidujs_title~default-9.wap_blog_relevant_default&spm=1001.2101.3001.4242.6
正因为是这样，就把width定成了1178993100，指向07070024。当然，也可以是其他的数据，反正就是要先看内存分布，再定width大小。
最后，通过mona.py生成ROP数据，就可以达到任意代码执行的目的了。

7 关于代码

代码下载地址为：
https://github.com/ExploitCN/CVE-2012-1876-win7_x86_and_win7x64
其中x86的代码可以直接运行，实现任意代码执行。
x64的代码只能实现堆喷射地址控制，如果你解决了x64下面的问题，请一定要告诉我。

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