緩沖區(qū)溢出漏洞攻擊及其對策探析

楊國旗

【摘要】 計算機網絡技術現(xiàn)在已經得到了廣泛的應用，對工作和生活均有著重要影響。但是因為網絡環(huán)境的特殊性，很容易受到外部攻擊影響，安全性較低，尤其是利用網絡漏洞進行攻擊為最為常見的威脅。緩沖區(qū)溢出漏洞攻擊作為主要威脅形式，必須要確定其特點，有針對性的采取措施進行處理優(yōu)化，降低攻擊帶來的影響，本文對此進行了簡要分析。

【關鍵詞】 緩沖區(qū) 漏洞攻擊 安全性

安全問題一直都是計算機網絡運行分析要點，隨著計算機技術水平的提高，黑客攻擊方式也在不斷更新，通過層出不窮的手段和控制方法對網絡運行帶來巨大的威脅。利用緩沖區(qū)溢出漏洞來對計算機系統(tǒng)進行攻擊，在日常操作中比較常見，想要有效解決此類問題，必須要確定攻擊原理，有的放矢的應用有效手段進行優(yōu)化。

一、緩沖區(qū)溢出漏洞分析

緩沖區(qū)即計算機內存塊在內存地址的連續(xù)分配地址，而緩沖區(qū)溢出漏洞則是因為內存邊界檢查機制在C語言或者C++語言設計時，未設置邊界造成。就象現(xiàn)在計算機操作系統(tǒng)，大部分均是選擇用C語言或者C++語言編寫，如果計算機程度想要將寫入地址超出內存邊界，便會產生非法操作[1]。如將寫入數(shù)據保存到臨近內存地址內，出現(xiàn)錯誤運行命令，情況嚴重甚至會造成系統(tǒng)崩潰?；蛘呤腔诼┒磮?zhí)行操作命令，得到系統(tǒng)最高執(zhí)行權，并操作干擾機器攻擊軟件系統(tǒng)。

二、緩沖區(qū)溢出漏洞攻擊分析

2.1確定溢出點

要對漏洞發(fā)現(xiàn)人或者組織原始資料進行全面收集，其根據漏洞描述重現(xiàn)漏洞。其中，漏洞重現(xiàn)時要重點做好操作系統(tǒng)類型、軟件環(huán)境和補丁版本等選擇。同時還要注意對相關出錯信息的收集，例如程序出錯原因以及出錯時EIP值。另外，可以利用Ollydbg、SoftICE等調試工具對溢出情況進行分析，對存在問題的執(zhí)行流程進行跟蹤，最終確定溢出點。

2.2 JMP ESP覆蓋

確定溢出點以后，便可以構造攻擊語句。JMP ESP覆蓋方法，主要是利用strcpy、ssprintf等函數(shù)覆蓋堆棧，待達到堆棧保存的函數(shù)返回地址時，利用Windows系統(tǒng)核心內的JMP DSP指令地址進行覆蓋，并在后面緊跟shellcode[2]。此種覆蓋方法可以直接進入shellcode，在函數(shù)返回時，ESP指向JMP ESP地址，使得JMP ESP地址出棧，使得EIP指針指向該地址。而ESP則會繼續(xù)下移，只想構造好的shellcode。然后計算機繼續(xù)向下執(zhí)行EIP指向的指令JMP ESP，并且ESP此時指向shellcode，最終便會順利跳轉到shellcode位置。

2.3 SEH覆蓋

SEH覆蓋是一種水平更高的攻擊手段，其主要是利用覆蓋Windows系統(tǒng)內異常處理鏈SEH來實現(xiàn)攻擊。對于 Windows系統(tǒng)，如果運行過程中出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)會查找異常處理鏈SEH，并確定可以應對此種異常情況的處理程序，然后將保存的處理程序地址賦給EIP，最終系統(tǒng)會對此處理程序進行執(zhí)行，以免造成系統(tǒng)的崩潰。對于Windows系統(tǒng)，SEH鏈會被保存在堆棧中，應用此種覆蓋方法進行攻擊，即將頂層SEH中指向下一節(jié)點值覆蓋成JMP 04，且處理程序地址被覆蓋成CALL EBX或POP POP RET的地址，后面跟上shellcode[3]。一旦系統(tǒng)運行出現(xiàn)錯誤，Windows便會跳轉到處理程序，執(zhí)行CALL EBX或者POP POP RET，進入前面的JMP 04并執(zhí)行，這樣便跳過覆蓋地址，達到shellcode位置。

三、緩沖區(qū)溢出漏洞攻擊解決對策

1.檢查數(shù)組邊界。緩沖區(qū)溢出漏洞攻擊大部分是因為某些語言未設置邊界檢查機制造成的，為減少此類攻擊問題，可以通過檢查數(shù)組邊界的方法進行避免。但是要注意此種方法，邊界檢查后C語言編譯器性能會降低大概15%?；蛘呤菓闷渌踩员容^高的語言，如JAVA程序，其自身就具有邊界檢查機制，與其他語言比，其可以有效避免此類攻擊。

2.阻止棧執(zhí)行?；诰彌_區(qū)溢出漏洞攻擊原理，在研究解決對策時，要避免控制權被轉移到執(zhí)行非法移入到棧中程序，如果棧中程序無法有效運行，無論是通過任何方式均不能執(zhí)行棧中程序，以此來避免利用漏洞產生的攻擊。如果選擇應用此種方法，必須要對操作系統(tǒng)內核進行升級或者打補丁，整個過程復雜性較高，實際應用效率較低。因此，在對操作平臺進行開發(fā)時，需要重視操作系統(tǒng)架構的設計，爭取從源頭上消除此漏洞。

3.指針完整性檢查。此種方法主要是對編譯器進行擴展，將1個數(shù)據結構“canary”放入局部變量和棧返回地址中間?！癱anary”是1個占用4個字節(jié)空間的數(shù)據，由程序運行過程中隨機產生。1個函數(shù)調用結束后，執(zhí)行棧中函數(shù)返回地址代碼前會對“canary”進行檢查，確定“canary”內部數(shù)據是否發(fā)生變化。對于數(shù)據發(fā)生變化的，便可確定已經發(fā)生緩沖區(qū)溢出漏洞攻擊，需要立即中止執(zhí)行棧中返回地址的代碼。

結束語：緩沖區(qū)溢出漏洞攻擊對計算機網絡系統(tǒng)運行安全具有很大的威脅，想要有效解決此類問題，必須要根據其攻擊原理，選擇合適的優(yōu)化對策，避免緩沖區(qū)溢出漏洞的攻擊，提高系統(tǒng)運行可靠性。

參 考 文 獻

[1] 徐欣民.一種緩沖區(qū)溢出漏洞自動挖掘及漏洞定位技術[D].華中科技大學，2008.

[2] 劉征.緩沖區(qū)溢出漏洞攻擊及其對策[J].河南科技，2012，13：57.

[3] 陸開奎.基于動態(tài)污點分析的漏洞攻擊檢測技術研究與實現(xiàn)[D].電子科技大學，2013.