缓冲区溢出攻击的防范.pdfVIP

缓冲区溢出攻击的防范 李斌陈晓桦 搁§要本文研究了unix操作系统下的缓冲区溢出攻击的机制，分析对缓冲 区溢出攻击的防范方法，对当前必威体育精装版出现的防范缓冲区溢出攻击的机制、各 种防范缓冲区溢出攻击的软件工具的安全性效果进行评估。 关键词缓冲区溢出、堆栈粉碎、堆栈、编译器 Abstractnlis the ofbuffer paperinvestigatedtheory overfl佣 underUnix It to and OS． avoiddefeatthese proposedvary哪s attacks． itevaluatedsoft_areto。1s to usedavoidbuffer Finally， overflow 曲ich recently． appeared stacks巾ashin buffer—overflow， gt Key舶rdS stack，coⅢpiler 1． 引言 随着Internet在全世界范围内的日益普及，网络安全问题日益突出， 黑客入侵构成的国家安全、经济利益的威胁日益严重。缓冲区溢出是一种系 统攻击的手段，它通过向程序的缓冲区写超出其长度的内容，造成缓冲区的 溢出，从而破坏程序的堆栈，使程序转而执行其它指令，以达到攻击的目的。 根据cE盯统计．目前发生的入侵攻击中80％是缓冲区溢出攻击，几乎涉及 各种常见的操作系统(Unix用indows／0S2)。并且，缓冲区溢出攻击的目的是 获取操作系统的特权，一旦成功，整个主机的所有资源均无安全可言。因此． 缓冲区溢出攻击已成为计算机网络安全的最大威胁之一。 2． 缓冲区溢出攻击的原理和机制 缓冲区溢出攻击利用的是现代计算机系统中的堆栈结构特性和C语言对 指针不进行边界检查的特性。 2．1 进程在内存中的结构 在内存中，进程分为三个区：文本、数据和堆栈。文本区大小是固定的。 本文的研究工作在中国国家信息安全测评认证中心完成 83 由程序和只读数据组成。任何试图对该区的写操作都会产生一个段侵犯错误· 数据区包含已初始化和未初始化数据。 具体的内存分配地址如图1所示： 低内存地址 高内存地址 阳t进程在内存中的分配 2．2 堆栈区结构 堆栈在计算机科学中常用的一种抽象的数据结构．具体而言，堆栈区是 包含数据的一个连续的内存块．由栈指针sP指向堆栈的顶部，堆栈的底部地 ’ 址是固定的。堆栈的尺寸是由内核在运行时动态调整的· 除了SP以外，还有一个指针——帧指针PP，指村帧内的固定位置·在 实际中，局部变量可以通过给出它们的sP偏移量来访问。但是，当数据压入 或弹出堆栈，这些偏移量会发生改变． 当～个过程被调用时．首先璺傲的是保存先前的FP(这样在过程结束并 退出时可以恢复到调用前的地址)．然后拷贝SP到FP中，形成新的FP·先 前的SP用于局部变量的保护空间。在缓冲区溢出攻击中，攻击者向缓冲区壤 充超过预先分配给该变量空间的数据，使堆栈的sP中的内容被惨改，从而改 变了程序的返回地址，使之指向攻击程序的入口地址，以改变程序的运行顺 一 序和结果。 2．3 缓冲区溢出攻击机制和实施 Unix针对不同的用户赋予不同的权限．普通用户的权限无法执行某些