防止緩沖區(qū)溢出杜絕如今最常見(jiàn)的程序缺陷方案

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1、防止緩沖區(qū)溢出杜絕如今最常見(jiàn)的程序缺陷方案什么是緩沖區(qū)溢出？　　緩沖區(qū)以前可能被定義為“包含相同數(shù)據(jù)類型的實(shí)例的一個(gè)連續(xù)計(jì)算機(jī)內(nèi)存塊”。在C和C++中，緩沖區(qū)通常是使用數(shù)組和諸如malloc()和new這樣的內(nèi)存分配例程來(lái)實(shí)現(xiàn)的。極其常見(jiàn)的緩沖區(qū)種類是簡(jiǎn)單的字符數(shù)組。溢出是指數(shù)據(jù)被添加到分配給該緩沖區(qū)的內(nèi)存塊之外?！　　　∪绻粽吣軌?qū)е戮彌_區(qū)溢出，那么它就能控制程序中的其他值。雖然存在許多利用緩沖區(qū)溢出的方法，不過(guò)最常見(jiàn)的方法還是“stack-smashing”攻擊。EliasLevy(又名為AlephOne）的一篇經(jīng)典文章“SmashingtheStackfor

2、FunandProfit”解釋了stack-smashing攻擊，EliasLevy是Bugtraq郵件列表（請(qǐng)參閱參考資料以獲得相關(guān)鏈接）的前任主持人?！　　　榱死斫鈙tack-smashing攻擊（或其他任何緩沖區(qū)攻擊）是如何進(jìn)行的，您需要了解一些關(guān)于計(jì)算機(jī)在機(jī)器語(yǔ)言級(jí)實(shí)際如何工作的知識(shí)。在類UNIX系統(tǒng)上，每個(gè)進(jìn)程都可以劃分為三個(gè)主要區(qū)域：文本、數(shù)據(jù)和堆棧。文本區(qū)域包括代碼和只讀數(shù)據(jù)，通常不能對(duì)它執(zhí)行寫入操作。數(shù)據(jù)區(qū)域同時(shí)包括靜態(tài)分配的內(nèi)存（比如全局和靜態(tài)數(shù)據(jù)）和動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存（通常稱為堆）。堆棧區(qū)域用于允許函數(shù)/方法調(diào)用；它用于記錄函數(shù)完成之后的返回位置，存

3、儲(chǔ)函數(shù)中使用的本地變量，向函數(shù)傳遞參數(shù)，以及從函數(shù)返回值。每當(dāng)調(diào)用一個(gè)函數(shù)，就會(huì)使用一個(gè)新的堆棧幀來(lái)支持該調(diào)用。了解這些之后，讓我們來(lái)考察一個(gè)簡(jiǎn)單的程序?！　　　∏鍐?.一個(gè)簡(jiǎn)單的程序　　　　voidfunction1(inta,intb,intc){　　　charbuffer1[5];　　　gets(buffer1);/*DON'TDOTHIS*/　　}　　　　voidmain(){　　　function(1,2,3);　　}　　　　假設(shè)使用gcc來(lái)編譯清單1中的簡(jiǎn)單程序，在X86上的Linux中運(yùn)行，并且緊跟在對(duì)gets()的調(diào)用之后中止。此時(shí)的內(nèi)存內(nèi)容看起來(lái)像什

4、么樣子呢？答案是它看起來(lái)類似圖1，其中展示了從左邊的低位地址到右邊的高位地址排序的內(nèi)存布局?！　　　?nèi)存的底部　　　　內(nèi)存的頂部　　　buffer1　sfp　ret　a　b　c　　　<---增長(zhǎng)---　[]　[]　[]　[]　[]　[]　...　　　堆棧的頂部　　　　堆棧的底部　　　　　許多計(jì)算機(jī)處理器，包括所有x86處理器，都支持從高位地址向低位地址“倒”增長(zhǎng)堆棧。因此，每當(dāng)一個(gè)函數(shù)調(diào)用另一個(gè)函數(shù)，更多的數(shù)據(jù)將被添加到左邊（低位地址），直至系統(tǒng)的堆棧空間耗盡。在這個(gè)例子中，當(dāng)main()調(diào)用function1()時(shí)，它將c的值壓入堆棧，然后壓入b的值，最后壓入a的值

5、。之后它壓入return(ret)值，這個(gè)值在function1()完成時(shí)告訴function1()返回到main()中的何處。它還把所謂的“已保存的幀指針（savedframepointer，sfp）”記錄到堆棧上；這并不是必須保存的內(nèi)容，此處我們不需要理解它。在任何情況下，function1()在啟動(dòng)以后，它會(huì)為buffer1()預(yù)留空間，這在圖1中顯示為具有一個(gè)低地址位置?！　　　‖F(xiàn)在假設(shè)攻擊者發(fā)送了超過(guò)buffer1()所能處理的數(shù)據(jù)。接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么情況呢？當(dāng)然，C和C++程序員不會(huì)自動(dòng)檢查這個(gè)問(wèn)題，因此除非程序員明確地阻止它，否則下一個(gè)值將進(jìn)入內(nèi)存中的“下

6、一個(gè)”位置。那意味著攻擊者能夠改寫sfp（即已保存的幀指針），然后改寫ret（返回地址）。之后，當(dāng)function1()完成時(shí)，它將“返回”——不過(guò)不是返回到main()，而是返回到攻擊者想要運(yùn)行的任何代碼?！　　　⊥ǔ９粽邥?huì)使用它想要運(yùn)行的惡意代碼來(lái)使緩沖區(qū)溢出，然后攻擊者會(huì)更改返回值以指向它們已發(fā)送的惡意代碼。這意味著攻擊者本質(zhì)上能夠在一個(gè)操作中完成整個(gè)攻擊！AlephOn的文章（請(qǐng)參閱參考資料）詳細(xì)介紹了這樣的攻擊代碼是如何創(chuàng)建的。例如，將一個(gè)ASCII0字符壓入緩沖區(qū)通常是很困難的，而該文介紹了攻擊者一般如何能夠解決這個(gè)問(wèn)題?！　　　〕藄mashing-s

7、tack和更改返回地址外，還存在利用緩沖區(qū)溢出缺陷的其他途徑。與改寫返回地址不同，攻擊者可以smashing-stack（使堆棧上的緩沖區(qū)溢出），然后改寫局部變量以利用緩沖區(qū)溢出缺陷。緩沖區(qū)根本就不必在堆棧上——它可以是堆中動(dòng)態(tài)分配的內(nèi)存（也稱為“malloc”或“new”區(qū)域），或者在某些靜態(tài)分配的內(nèi)存中（比如“global”或“static”內(nèi)存）?；旧?，如果攻擊者能夠溢出緩沖區(qū)的邊界，麻煩或許就會(huì)找上你了。然而，最危險(xiǎn)的緩沖區(qū)溢出攻擊就是stack-smashing攻擊，因?yàn)槿绻绦驅(qū)粽吆艽嗳酰粽攉@得整個(gè)機(jī)器的控制權(quán)就特別容易。