缓冲区溢出漏洞分析

软件安全概述

软件安全漏洞从技术上主要分类：

竞争条件类 涉及多进程或多线程处理的程序中，输出或结 果无法预测，依赖于其他进程事件发生的次序或时 间 TOCTTOU，检查时刻与使用时刻条件状态不 一致，导致攻击者可利用的漏洞
软件安全概述

软件安全漏洞从技术上主要分类：

权限混淆与提升类 程序由于自身编程疏忽或被第三方欺骗，滥用其特权， 或赋予第三方不该给予的权限 权限提升漏洞通常发生在一些拥有特权的应用程序中， 由于安全缺陷，使得获取特权的安全检查被绕过，或被攻破 FTP反弹攻击利用FTP协议的缺陷，绕过FTP服务器的 权限限制，让FTP作为中间代理，使用PORT命令向其他主 机的端口请求访问，用于隐蔽的端口扫描 “越狱”由于iPhone和iPad流行被大众了解与接受，原 指破解类Unix系统中jail机制，移动设备为自身利益，只允许 访问特定来源的软件资源，黑客与厂商之间开始了一轮轮越 狱与反越狱斗争
软件安全概述

软件安全漏洞从技术上主要分类： 输入验证类 程序在对用户输入进行数据验证存在错误，没有保证输入数据 的正确性、合法性和安全性，导致可能被恶意攻击与利用； 可细分为：格式化字符串、SQL注入、代码注入、远程文件包 含、目录遍历、XSS、HTTP Header注入、HTTP响应分割错误等 针对目前流行的Web应用程序的输入验证类漏洞，近年来已经 成为攻击者最普遍利用的目标 例：字符串格式化漏洞：C语言特定字符串处理函数printf()涉 及将未过滤的用户输入作为该函数的格式字符串参数，恶意用户 利用%s、%x等格式化选项，打印内存某些地址的数据内容；利用 %n格式化选项，将任意构造的数据写入任意栈内存位置，从而控 制程序逻辑，控制系统。
软件安全概述

软件安全漏洞对生命威胁



1988两伊战争期间，美国防空导弹 击落伊朗客机，290人遇难，美国的 解释是雷达跟踪软件的含糊和令人 误解的输出显示 鱼鹰V-22倾斜旋翼直升机试飞时， 一条水压线爆裂，软件错误认为备 份系统没有工作，导致飞机坠毁， 4人遇难 2010年英国科学家以身试法，全球 首个被计算机病毒感染的人类，证 明体内的医疗器材（心脏起搏器） 有感染病毒的风险
软件安全概述

软件自诞生，就和BUG形影不离 能被攻击者利用并导致危害的BUG就是软件安全漏洞 （安全漏洞范围更广） 安全漏洞的三个基本元素：

系统的脆弱性或缺陷 攻击者对缺陷的可访问性 攻击者对缺陷的可利用性
Biblioteka Baidu
软件安全漏洞：在软件需求、开发和配置过程中引入 的缺陷，执行会违反安全策略，具有三个基本元素 CERT公布2006-08年，每年公开漏洞7K-8K个 实际每年新公开漏洞上万个，大量漏洞把持在国家情 报部门、软件厂商、安全公司和黑客团体手中
软件安全概述


软件安全漏洞类型 CVE标准目录中，将安全漏洞分37类 2001-04年，缓冲区溢出漏洞保持第一位 2005开始，Web安全问题快速升温，XSS、 SQL注入、PHP远程文件包含等占据前三 其他普遍流行的安全漏洞：目录遍历、信息泄 露、畸形输入导致的拒绝服务、符合链接问题、 格式化字符串、密码学缺陷…
软件安全概述


软件功能强大，扩展到生活方方面面，软件安全对经 济和社会生活影响巨大 软件安全漏洞造成的经济损失


1988年莫里斯蠕虫造成损失9600万美元 2001年红色代码蠕虫，造成损失26亿美元 2003年冲击波、Mydoom等 蠕虫，带来数十亿，甚至数 百亿美元的损失 这些蠕虫利用服务器软件 中的漏洞传播
软件安全概述

软件安全“困境三要素”

连通性 接入互联网的计算机数量快速增加，高连通性使小小软 件缺陷造成巨大的影响（蠕虫） 高度连通性也使得网络攻击能够引发现实世界的故障， 电话网、电力网事故（电影：鹰眼） 连通性使得不需人为干预的自动化攻击成为可能，大大 改变了威胁环境，威胁传播范围更大更迅速 在一个普遍依赖软件的高连通性网络中，一旦软件中的 安全漏洞被恶意利用，后果将不仅是计算机短期无法工作， 对正常生活也会造成重要影响
软件安全概述


安全领域多年研究，软件安全问题反而越来越严重， 为什么软件普遍存在漏洞？ 软件安全“困境三要素”

复杂性 源代码行数：Windows NT 3.1（3百万）——Windows XP（4千万）——Windows Server 2003（5千万） 软件规模越来越大，越来越复杂，BUG也会越来越多， 预计每千行代码约存在5-50个BUG 大多数BUG不会造成安全问题，但一个足以致命
软件安全概述

软件安全漏洞从技术上主要分类：

内存安全违规类 内存访问时引入的安全缺陷，如缓冲区溢出、 Use-after-Free、Double free等不安全指针问题； 主要出现在C/C++编写的软件中，支持任意的 内存分配与回收，任意指针计算、转换，未保护内 存；Java等则通过禁用指针计算与转换，实施内存 垃圾跟踪与收集等机制，保证内存安全； 缓冲区溢出是最基础的内存安全问题
软件安全概述

软件安全“困境三要素”

可扩展性 为了支持更好的用户感受，软件提供扩展渠道，软件的 可扩展性机制促进现代软件的蓬勃发展； 操作系统通过动态装载设备驱动和模块，浏览器通过脚 本语言、控件和动态装载库支持更好的扩展性； 很难组织攻击者和恶意代码以不可预测的扩展方式入侵 软件和系统，厂商不重视 分析可扩展软件的安全性要比分析不能更改软件的安全 性困难得多
网络监测技术 缓冲区溢出漏洞攻击
软件安全概述



美国国家标准技术研究院提到：软件安全漏洞是导致系统安全策 略违背的本质原因 安全漏洞在软件中大规模存在 大多数成功攻击利用已公布未修补的软件安全漏洞或不安全配置 软件漏洞： 缓冲区溢出 格式化字符串漏洞 竞争条件漏洞 整数溢出 XSS跨站脚本 SQL注入 最简单的栈溢出，更难控制的堆溢出、内核溢出，对抗DEP（数 据执行保护）和对抗ASLR（地址空间布局随机化）的攻击 软件代码与内存空间上演着精彩的对弈