memory ownership & double-free arabic

memory ownership & double-free arabic

مقدمة

و انا بعمل vulnerability research على برنامج بقرا و بحرر ملفات متل pdf, epub … الخ لقيت double-free ممكن توصل ل RCE

البرنامج مكتوب بال C

البرنامج بستخدم مكاتب مختلفة ليتعامل مع كل نوع ملف

مفهوم Memory Ownership

الموضوع بسبب مبدأ اساسي بالبرمجة يسمى memory ownership

بلغات متل java, python الي فيها garbage collection بتتبع و بدير الذاكرة بشكل اوتوماتيكي, بس بال C هي بتكون مسؤولية المبرمج

ال memory ownership المفروض بتجاوب كم سؤال:

• مين مسؤول عن allocating الميموري؟
• مين كان بيقدر او يعدل الميموري؟
• مين بحدد ايمت الميموري هي ما بقا محتاجينها؟
• مين بحرر الميموري او بعمللها freeing؟

طبعا هي الأسئلة الي بسألها اثناء الريسيرش اصلا, لانو بحال اي خطأ بهدول غالبا في قدامنا:

• double-free
• use-after-free
• memory leaks
• ممكن Buffer Overflow (BoF)

أنماط Memory Ownership

ال Memory ownership الها Models او فينا نقول طرق:

1-Exclusive Ownership (الملكية الخاصة)

بكل اختصار هي بتعني انو عنا ال component (an object, a function, or a specific pointer) هو لحاله مالك ل مكان معين بالذاكر memory و لحاله المسؤول عن تحرير freeing الميمور هي.

كمثال:

void function() {
    char *buffer = malloc(100);  // This function owns the buffer
    // ... use buffer ...
    free(buffer);  // The owner is responsible for cleanup
}

2-Transfer Ownership (مشاركة الملكية)

بسهولة انت بتنقل الصلاحية و الملكية من component ل component اخر او من جزء ل جزء اخر بالبرنامج كمثال:

// The caller becomes responsible for freeing the returned string
char* create_greeting(const char* name) {
    char* greeting = malloc(strlen(name) + 10);
    sprintf(greeting, "Hello, %s!", name);
    return greeting;  // Ownership is transferred to the caller
}
void main() {
    char* message = create_greeting("Alice");
    printf("%s\n", message);
    free(message);  // Now the caller's responsibility
}

3- Shared ownership - with reference counting

لما يكون عنا برنامج معقد و اكتر من جزء من البرنامج محتاج يتشارك بنفس ال object, dats structure …الخ ممكن هي الطريقة تستخدم و بكون معنا عداد reference counting لنعد كم pointer متشارك الملكية. مثال:

typedef struct {
    void* data;
    int ref_count;
} SharedResource;
SharedResource* resource_create() {
    SharedResource* res = malloc(sizeof(SharedResource));
    res->data = malloc(1000);
    res->ref_count = 1;
    return res;
}
void resource_acquire(SharedResource* res) {
    res->ref_count++;
}
void resource_release(SharedResource* res) {
    res->ref_count--;
    if (res->ref_count == 0) {
        free(res->data);
        free(res);
    }
}

4- Non-Ownership references

هي الطبيعية لما جزء من الكود اله وصول للميموري بس بدون صلاحيات او ملكية مثال:

void print_data(const char* data) {
    // This function can use 'data' but doesn't own it
    // It should NOT attempt to free this memory
    printf("Data: %s\n", data);
}

كيف بتصير الثغرة

ال pattern او النمط البرمجي الي بسبب ال double-free طبعا ال double-free من اسمها بتصير لما نفس الجزء من الذاكرة بنعملله free مرتين. عنا حالتين من وجهة نظر memory ownership بصير فيها الموضوع هاد

1- الملكية مالها واضحة لمين

يعني الكود مكتوب بطريقة ما موضح فيها اي جزء من البرنامج بملك الميموري بالتالي بصير غلط و جزئين او 2 components بالبرنامج بعملو free لنفس الميموري. مثال:

void problematic_function(char* shared_buffer) {
    // Is this function supposed to free shared_buffer?
    // The caller doesn't know.
    free(shared_buffer);  // First free
}
void main() {
    char* buffer = malloc(100);
    problematic_function(buffer);
    free(buffer);  // Second free - CRASH!
}

2- مشكلة ownership transfer

لما ال ownership transfer ماله متبرمج بشكل صح مثال:

// Poor documentation doesn't specify if caller now owns the memory
char* get_config_path() {
    return strdup("/etc/app/config");  // Creates a new string
}
void main() {
    char* path = get_config_path();
    // Should I free this? The documentation doesn't say!
    use_path(path);
    free(path);  // May be correct or may be wrong
}

نمط الثغرة

النمط الي انا لقيته و سبب الثغرة كان يعتبر بسيط

• عنا مكتبة بتتعامل مع احد انواع الملفات
• طبيعي المكتبة بتملك objects و غيره من ال data structure بالعموم
• ال function الي من المكتبة بترجع return ل pointers خاصين بال objects تبعيت المكتبة بدون ما تنقل الملكية , بالتالي المكتبة لسا المالكة للميموري.
• هون الخطأ, البرنامج الي بستخدم المكتبة, المبرمج يبدو ما انتبه لل library documentation و ماعرف مين بملك شو و شو مسؤولية شو و شو منشان شو (إنها اللهجة السورية أيها السادة)
• البرنامج بعمل freeing للميموري
• المكتبة بترجع بتعمل free للميموري بالتالي بصير double-free.