针对缓冲区溢出漏洞的攻击方法及高级逃逸技术研究.pdfVIP

针对缓冲区溢出漏洞的攻击方法及高级逃逸技术研

究

缓冲区溢出漏洞是计算机系统中一种常见且危险的安全漏洞，攻击

者通过利用程序中存在的缓冲区溢出漏洞，可以执行恶意代码、拒绝服

务攻击以及提升访问权限等恶意行为。为了有效地防范和应对缓冲区溢

出漏洞，研究人员一直致力于攻击方法的研究以及高级逃逸技术的开发。

攻击方法包括以下几种常见的方式：

1.栈溢出攻击(StackOverflow)：通过向函数调用栈中输入超过栈空

间大小的数据，覆盖函数返回地址或其它关键值，从而控制程序的执行

流程。攻击者通常会构造恶意的输入数据，覆盖函数返回地址为攻击者

指定的位置，使程序跳转到攻击者预置的恶意代码。

2.堆溢出攻击(HeapOverflow)：与栈溢出攻击类似，但是堆溢出攻

击是在堆中进行。通过覆盖堆中某个对象的关键字段，可以改变程序的

行为。堆溢出攻击通常需要结合其它漏洞使用，如利用堆中分配并释放

之前未进行初始化的对象，从而实现对已被释放的内存进行溢出。

3.格式化字符串攻击(FormatString)：通过对格式化字符串函数

（如printf和sprintf）传入恶意格式化串，使程序读取和写入任意内存。

攻击者可以通过读取内存来获取关键信息，如栈中地址，或者通过写入

恶意数据来改变程序状态，从而实现控制流劫持、代码执行等攻击行为。

4.整数溢出攻击(IntegerOverflow)：当程序对某个变量进行算术运

算时，如果结果超出了变量的范围，就可能出现整数溢出漏洞。攻击者

可以通过针对整数溢出漏洞的利用，实现对程序的控制流劫持和任意代

码执行。

为了提高防御缓冲区溢出漏洞的能力，研究人员还提出了一些高级

逃逸技术：

1.栈保护技术(StackProtection)：如利用栈随机化技术(ASLR)、

Canary值和栈溢出检测技术。ASLR通过随机化栈的地址布局，使攻击者

难以准确地计算出溢出数据的位置，从而增加攻击难度。Canary值是在

栈中插入的特殊数值，用于检测栈溢出。如果Canary值被修改，则表明

发生了溢出，程序可以中断执行。

2.内存破坏检测技术(MemoryCorruptionDetection)：如内存防火

墙和内存完整性验证技术。内存防火墙通过运行时检测内存访问的合法

性，及时发现并阻止程序对非法内存的访问。内存完整性验证技术则用

于检测内存中是否发生了被意外修改的情况，通过对内存数据进行哈希

计算和验证，及时发现内存数据是否被篡改。

3.编译器补丁技术(Compiler-basedPatching)：通过对编译器进行

扩展，使其能够自动检测和修复程序中的潜在缓冲区溢出漏洞。这种技

术可以在编译期间自动识别和修复漏洞，减少了手动修复漏洞的工作量。

4.控制流完整性技术(ControlFlowIntegrity,CFI)：通过对程序的控

制流进行严格的检查和控制，防止攻击者对程序的控制流进行劫持。CFI

技术可以通过对程序中的间接跳转进行检查和验证，防止攻击者通过改

变程序的控制流来执行恶意代码。

综上所述，针对缓冲区溢出漏洞的攻击方法研究包括栈溢出攻击、

堆溢出攻击、格式化字符串攻击、整数溢出攻击等。而高级逃逸技术则

包括栈保护技术、内存破坏检测技术、编译器补丁技术和控制流完整性

技术等。这些研究帮助我们更好地理解和应对缓冲区溢出漏洞，从而提

高系统的安全性。