缓冲区溢出攻击的原理与实践

缓冲区溢出攻击与防范实验报告——计算机网络（2）班——V200748045黄香娥1·缓冲区溢出的概念：缓冲区溢出是指当计算机向缓冲区内填充数据位数时超过了缓冲区本身的容量溢出的数据覆盖在合法数据上,理想的情况是程序检查数据长度并不允许输入超过缓冲区长度的字符,但是绝大多数程序都会假设数据长度总是与所分配的储存空间想匹配,这就为缓冲区溢出埋下隐患.操作系统所使用的缓冲区又被称为"堆栈". 在各个操作进程之间,指令会被临时储存在"堆栈"当中,"堆栈"也会出现缓冲区溢出。

2·缓冲区溢出的危害：在当前网络与分布式系统安全中，被广泛利用的50%以上都是缓冲区溢出，其中最著名的例子是1988年利用fingerd漏洞的蠕虫。

而缓冲区溢出中，最为危险的是堆栈溢出，因为入侵者可以利用堆栈溢出，在函数返回时改变返回程序的地址，让其跳转到任意地址，带来的危害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，比如得到shell，然后为所欲为。

3·缓冲区溢出原理：由一个小程序来看：//test.c#include "stdio.h"#include "stdlib.h"#include "string.h"void overflow(void){char buf[10];strcpy(buf,"0123456789123456789");}//end overflowint main(void){overflow();return 0;}//end main按F11进入"Step into"调试模式，如下:按F11跟踪进入overflow，让程序停在6，现在再看一下几个主要参数：esp=0x0012ff30，eip发生了变化，其它未变。

一实验名称利用跳转指令实现缓冲区溢出定位参数地址实现缓冲区溢出二实验目的1.熟练掌握缓冲区溢出原理2.利用jmp esp指令实现缓冲区溢出3.熟练掌握缓冲区溢出原理4.利用定位参数地址实现缓冲区溢出三实验步骤利用跳转指令实现缓冲区溢出1．编写前导码程序中提供了一个超长前导码，对程序进行调试来确定实际需要的前导码长度在图中可以看出，0x49484746四字节覆盖了ret返回地址2．查找jmp esp指令地址运行FindJmpesp工具，选取一个地址追加到shellcode尾（追加填加地址时注意数组高字节对应地址高位），所选jmp esp指令地址是0x77e424da跟踪调试程序，确定在memcpy执行返回时jmp esp指令是否被执行从图看出，在jmp esp指令执行完毕后，指令指针紧接着执行了3个空指令，而空指令是追加在shellcode尾部的3．生成实现弹出对话框的指令码MessageBoxA函数的绝对内存地址，该地址为0x77E10000+0x0003D8DE=0x77E4D8DE函数ExitProcess的绝对内存地址0x7C800000+0x00013039=0x7C813039利用反汇编功能获取代码字节，将代码字节以十六进制数据形式继续追加到shellcode尾。

重新编译执行。

定位参数实现缓冲区溢出1．进入工程2．生成shellcode功能体（1）首先设置OverFlowClient项目为启动项。

（2）使用Depends工具打开FindShellBase.exe文件定位上述内存地址kernel32.dll 0x7C800000LoadlibraryA 0x7C800000+0x00001E60=7C801E60SHELL32.DLL 0x7CA10000shellExecuteA 0x7CA10000+0x0008F6D4=0x7CA9F6D4（3）编译并生成OverFlowClient.exe，执行OverFlowClient.exe，确定系统是否新建了jlcss用户，并隶属Administrators组。

c语言缓冲区溢出原理缓冲区溢出是指当程序尝试将更多的数据存储到缓冲区中，而该缓冲区的大小不足以容纳这些数据时，多余的数据将会溢出到相邻的内存位置上。

这种错误的利用可以被恶意用户用于执行恶意代码或者破坏程序的正常功能。

C语言中的缓冲区溢出是一种常见的安全漏洞，因为C语言在处理字符串时没有足够的安全机制。

缓冲区溢出的原理主要是由于C语言中的字符串没有固定的长度，在存储字符串时，通常使用字符数组进行存储，但是如果数据的长度超过了数组的大小，就会溢出到相邻的内存地址上。

这个问题经常出现在使用C标准库函数（如strcpy、strcat等）时，这些函数不会检查目标缓冲区是否足够大来容纳要复制或连接的数据，导致溢出情况的发生。

恶意用户可以通过向程序输入大量数据来触发缓冲区溢出，然后将恶意的代码插入到溢出的位置。

一旦溢出的恶意代码被执行，攻击者就可以获得对系统的控制权，执行任意的恶意操作，如运行恶意程序、获取敏感信息或者破坏系统。

为了防止缓冲区溢出攻击，开发人员可以采取以下措施来提高软件的安全性：1. 避免使用不安全的C标准库函数，如strcpy、strcat，可以使用更安全的替代函数，如strncpy、strncat等，这些函数允许开发人员指定要复制或连接的最大字符数。

2. 对输入数据进行有效的边界检查和验证。

开发人员应该仔细检查用户输入的大小，并确保不会超出缓冲区的容量。

3. 使用堆栈保护机制，如栈随机化和堆栈溢出保护功能（如canary）。

这些机制可以防止攻击者利用缓冲区溢出来修改函数返回地址或破坏堆栈结构。

4. 定期更新并修复软件中的安全漏洞。

开发人员应该密切关注安全漏洞报告，并及时修复任何已知的缓冲区溢出漏洞。

综上所述，缓冲区溢出是一种常见的安全漏洞，攻击者可以利用该漏洞执行恶意代码并获取系统控制权。

为了防止缓冲区溢出攻击，开发人员应该使用安全的字符串处理函数，进行输入验证和边界检查，并实施额外的安全机制来保护软件免受恶意攻击。

缓冲区溢出漏洞实验缓冲区溢出漏洞实验⼀、了解缓冲区溢出及其原理1、缓冲区溢出概念缓冲区溢出是指当计算机向缓冲区内填充数据位数时超过了缓冲区本⾝的容量溢出的数据在合法数据上，理想的情况是程序检查数据长度并不允许输⼊超过缓冲区长度的字符，但是绝⼤多数程序都会假设数据长度总是与所分配的储存空间相匹配，这就为缓冲区溢出埋下隐患，操作系统所使⽤的缓冲区，⼜被称为"堆栈"。

在各个操作进程之间，指令会被临时储存在"堆栈"当中，"堆栈"也会出现缓冲区溢出。

2、缓冲区溢出攻击及其原理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，使程序转⽽执⾏其它指令，以达到攻击的⽬的。

造成缓冲区溢出的原因是程序中没有仔细检查⽤户输⼊的参数。

这也是稍后做题的突破原理，缓冲区漏洞普遍并且易于实现，缓冲区溢出成为远程攻击的主要⼿段其原因在于缓冲区溢出漏洞给予了攻击者他所想要的⼀切：植⼊并且执⾏攻击代码。

被植⼊的攻击代码以⼀定的权限运⾏有缓冲区溢出漏洞的程序，从⽽得到被攻击主机的控制权。

⼤多数的缓冲溢出攻击都是通过改变程序运⾏的流程到⼊侵者植⼊的恶意代码，其主要⽬的是为了获取超级⽤户的shell。

原理：将恶意指令存放在buffer中，这段指令可以得到进程的控制权，从⽽达到攻击的⽬的。

⼆、实验楼实现缓冲区溢出1、实验准备本实验需要32位环境下操作，输⼊命令下载必要的软件包。

sudo apt-get updatesudo apt-get install -y lib32z1 libc6-dev-i386 lib32readline6-devsudo apt-get install -y python3.6-gdbm gdb2、初始设置Ubuntu 和其他⼀些 Linux 系统中，使⽤地址空间随机化来随机堆（heap）和栈（stack）的初始地址，这使得猜测准确的内存地址变得⼗分困难，⽽猜测内存地址是缓冲区溢出攻击的关键。

实验单元四. 缓冲区溢出攻击技术一、实验目的和要求1.掌握缓冲区溢出的原理；2.掌握缓冲区溢出漏洞的利用技巧；3.理解缓冲区溢出漏洞的防范措施。

二、实验内容和原理缓冲区溢出的原理: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，使程序转而执行其它指令，以达到攻击的目的。

造成缓冲区溢出的根本原因是程序中缺少错误检测。

当然，随便往缓冲区中填东西造成它溢出一般只会出现“分段错误”（Segmentation fault），而不能达到攻击的目的。

最常见的手段是通过制造缓冲区溢出使程序运行一个用户shell，再通过shell 执行其它命令。

如果该程序属于root，攻击者就获得了一个有root 权限的shell，可以对系统进行任意操作。

缓冲区溢出攻击之所以成为一种常见安全攻击手段其原因在于缓冲区溢出漏洞太普遍了，并且易于实现。

而且，缓冲区溢出成为远程攻击的主要手段其原因在于缓冲区溢出漏洞给予了攻击者他所想要的一切：植入并且执行攻击代码。

被植入的攻击代码以一定的权限运行有缓冲区溢出漏洞的程序，从而得到被攻击主机的控制权。

缓冲区溢出漏洞和攻击有很多种形式，而相应的防范手段也随者攻击方法的不同而不同。

三、实验项目缓冲区溢出产生cmd窗口；改写函数返回地址；shellcode的编写；shellcode的植入。

四、实验所需软硬件1）仪器设备条件：PC及其网络环境；2）物质条件：Windows XP SP3、Linux、Gcc、Visual C++ 6.0 编译器等，OllyDbg；3）相关文献资料：课件及网上收集的资料。

五、操作方法与实验步骤1.缓冲区溢出漏洞产生的的基本原理和攻击方法 缓冲区溢出模拟程序程序源代码如下：运行该程序产生访问异常：由于拷贝字符串时产生缓冲区溢出，用“ABCD”字符串的值覆盖了原来EIP的值，所以main函数返回时EIP指向44434241，引发访问异常。

运行命令窗口的shellcodeshellcode测试代码如下：#include "string.h"#include "stdio.h"#include<windows.h>char name[]="\x41\x41\x41\x41""\x41\x41\x41\x41""\x41\x41\x41\x41" ///覆盖ebp"\x12\x45\xfa\x7f" ////覆盖eip，jmp esp地址7ffa4512"\x55\x8b\xec\x33\xc0\x50\x50\x50\xc6\x45\xf4\x6d""\xc6\x45\xf5\x73\xc6\x45\xf6\x76\xc6\x45\xf7\x63""\xc6\x45\xf8\x72\xc6\x45\xf9\x74\xc6\x45\xfa\x2e""\xc6\x45\xfb\x64\xc6\x45\xfc\x6c\xc6\x45\xfd\x6c""\x8d\x45\xf4\x50\xb8""\x77\x1d\x80\x7c" // LoadLibraryW的地址shellcode测试代码运行效果如下：由于把main函数的返回EIP地址替换成了jmp esp的地址，main函数返回的时候就会执行我们的shellcode代码。

简述缓冲区溢出攻击的原理以及防范方法
一、缓冲区溢出攻击原理
缓冲区溢出攻击（Buffer Overflow Attack）是一种非法异常的程序运行行为，它发生的目的是让受害者的程序运行出现崩溃，从而获得机器控制权限，可以获取机器中存有的敏感资料，并进行恶意操作，如发送垃圾邮件，拒绝服务攻击（DoS attack），远程控制等行为破坏网络安全。

缓冲区溢出攻击的基本原理，就是恶意程序使用某种方法，将程序缓冲区中存放的数据或者信息溢出，超出缓冲区的容量，而这种溢出的数据又存放了受害者程序控制机器的恶意命令，从而给受害者程序植入恶意代码，使恶意程序获得了机器的控制权限，进而达到攻击系统的目的。

二、防范方法
1、使用受检程序，受检程序是一种编译技术，通过对程序源代码进行类型检查、安全检查等操作，来把漏洞修复好，从而起到防止缓冲区溢出攻击的作用。

2、使用数据流分析技术，它是一种动态分析技术，可以识别出恶意代码并阻止其危害，对程序运行的漏洞进行检查，从而防止攻击者利用缓冲区溢出攻击系统。

3、实行严格的安全审计制度，对程序源码、程序诊断、数据加密技术等进行严格的审计，确保程序运行的安全性，以及防止攻击者利用缓冲区溢出攻击系统。

4、采用虚拟化技术，虚拟化技术可以在不同的安全层次上对程序进行控制，对程序运行的过程进行审查，从而防止攻击者使用缓冲区溢出攻击系统。

5、对网络环境进行安全审计，包括电脑中存在的安全漏洞，系统的安全配置，网络设备的稳定性以及系统的社会工程学攻击等，从而确保网络环境能够不被缓冲区溢出攻击所侵袭。

缓冲区溢出-原理和简单利用-概述说明以及解释1.引言概述部分是文章的开篇，旨在引入读者对于缓冲区溢出问题的背景和概念。

下面是概述部分的内容：1.1 概述在计算机科学和网络安全领域中，缓冲区溢出（Buffer Overflow）是一种常见的安全漏洞，它可能导致系统崩溃、数据泄露、远程命令执行等严重后果。

本文将介绍缓冲区溢出的原理和简单利用方法。

缓冲区溢出指的是当向一个缓冲区写入数据时，超出了该缓冲区所能容纳的大小，导致溢出的数据覆盖到相邻的内存区域。

这种溢出可能会覆盖控制流程信息，改变程序执行路径，从而使攻击者能够执行恶意代码。

缓冲区溢出是一种经典的安全漏洞，其发现最早可以追溯到20世纪70年代。

尽管多年来在软件和系统的开发过程中进行了一系列的改进和加固，但仍然存在很多软件和系统容易受到缓冲区溢出攻击的漏洞存在。

正因如此，了解缓冲区溢出的原理和简单利用方法对于计算机科学和网络安全从业人员来说是至关重要的。

本文的主要目的是帮助读者理解缓冲区溢出的原理，并介绍常见的利用方法。

在深入研究和了解缓冲区溢出的背景之后，读者将能够更好地理解和应对这种常见的安全威胁。

接下来的章节将分别介绍缓冲区溢出的原理，并提供一些简单的利用方法作为案例。

最后，我们将总结本文的内容，并进一步讨论缓冲区溢出的意义和应对措施。

通过阅读本文，我们希望读者能够加深对于缓冲区溢出问题的理解，提高对于软件和系统安全的意识，并能够采取相应的措施来预防和应对这种安全漏洞。

让我们一起深入探索缓冲区溢出的原理和简单利用方法吧！文章结构是指文章整体组织的安排和框架。

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本文主要讨论缓冲区溢出的原理和简单利用方法，因此文章结构如下：1. 引言1.1 概述引入缓冲区溢出的基本概念和定义，解释缓冲区溢出在计算机领域的重要性和普遍存在的问题。

1.2 文章结构介绍本文的文章结构以及各个部分的内容安排，方便读者了解整个文章的组织。

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。