缓冲区溢出攻击的基本原理
第7章缓冲区溢出攻击及防御技术ppt课件
2024/3/29
网络入侵与防范技术
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
7.1 缓冲区溢出概述
隐蔽性：
第三，由于漏洞存在于防火墙内部的主机上，攻击者可 以在防火墙内部堂而皇之地取得本来不被允许或没有权 限的控制权；
2024/3/29
网络入侵与防范技术
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篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
7.1 缓冲区溢出概述
什么是缓冲区？它是包含相同数据类型实例的一个 连续的计算机内存块。是程序运行期间在内存中分 配的一个连续的区域，用于保存包括字符数组在内 的各种数据类型。
Windows系统中缓冲区溢出的事例更是层出不穷。 2001年“红色代码”蠕虫利用微软IIS Web Server中
的缓冲区溢出漏洞使300 000多台计算机受到攻击； 2003年1月，Slammer蠕虫爆发，利用的是微软SQL
Server 2000中的缺陷； 2004年5月爆发的“振荡波”利用了Windows系统的活
产生碎片不同 对堆来说，频繁的new/delete或者malloc/free势必会造成 内存空间的不连续，造成大量的碎片，使程序效率降低。 对栈而言，则不存在碎片问题，因为栈是先进后出的队列， 永远不可能有一个内存块从栈中间弹出。
生长方向不同 堆是向着内存地址增加的方向增长的，从内存的低地址向高 地址方向增长。 栈的生长方向与之相反，是向着内存地址减小的方向增长， 由内存的高地址向低地址方向增长。
1999年w00w00安全小组的Matt Conover写了基于 堆缓冲区溢出专著，对堆溢出的机理进行了探索。
「网络安全」常见攻击篇(10)缓冲区溢出攻击
「网络安全」常见攻击篇（10）——缓冲区溢出攻击什么是缓冲区溢出攻击？▪缓冲区程序用来保存用户输入数据、程序临时数据的内存空间，本质为数组。
▪缓冲区溢出攻击攻击者利用程序漏洞，将自己的攻击代码植入有缓冲区溢出漏洞的程序执行体中，改变该程序的执行过程，来获取目标系统的控制权。
▪缓冲区溢出攻击原理程序员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。
缓冲区溢出的攻击方式▪栈溢出（stack smashing）未检查输入缓冲区长度，导致数组越界，覆盖栈中局部变量空间之上的栈桢指针%ebp以及函数返回地址retaddr, 当函数返回执行ret指令时，retaddr从栈中弹出，作为下一条指令的地址赋给%eip寄存器，继而改变原程序的执行流程指向我们的shellcode.▪堆溢出（malloc/free heapcorruption）一种是和传统的栈溢出一样, 当输入超出malloc()预先分配的空间大小，就会覆盖掉这段空间之后的一段存储区域，如果该存储区域有一个重要的变量比如euid，那么我就可以用它来攻击。
另一种是典型的double-free堆腐败，在内存回收操作中，合并相邻空闲块重新插入双向链表时会有一个写4字节内存的操作，如果弱点程序由于编程错误free()一个不存在的块，我们就可以精心伪造这个块，从而覆盖任何我们想要的值：函数的返回地址、库函数的.plt地址等▪格式化字符窜漏洞（format stringvulnerability）如果格式窜由用户定制，攻击者就可以任意伪造格式窜，利用*printf()系列函数的特性就可以窥探堆栈空间的内容，超常输入可以引发传统的缓冲区溢出，或是用”%n”覆盖指针、返回地址等。
▪整形变量溢出（integer variableoverflow）利用整数的范围、符号等问题触发安全漏洞，大多数整形溢出不能直接利用，但如果该整形变量决定内存分配等操作，我们就有可能间接利用该漏洞。
缓冲区溢出攻击原理与防范
缓冲区溢出攻击的原理与防范陈硕2004-7-12读者基础：熟悉C语言及其内存模型，了解x86汇编语言。
缓冲区溢出（buffer overflow）是安全的头号公敌，据报道，有50%以上的安全漏洞和缓冲区溢出有关。
C/C++语言对数组下标访问越界不做检查，是引起缓冲区溢出问题的根本原因。
本文以Linux on IA32（32-bit Intel Architecture，即常说的x86）为平台，介绍缓冲区溢出的原理与防范措施。
按照被攻击的缓冲区所处的位置，缓冲区溢出（buffer overflow）大致可分为两类：堆溢出1（heap overflow）和栈溢出2（stack overflow）。
栈溢出较为简单，我先以一些实例介绍栈溢出，然后谈一谈堆溢出的一般原理。
栈溢出原理我们知道，栈（stack）是一种基本的数据结构，具有后入先出（LIFO, Last-In-First-Out）的性质。
在x86平台上，调用函数时实际参数（arguments）、返回地址（return address）、局部变量（local variables）都位于栈上，栈是自高向低增长（先入栈的地址较高），栈指针（stack pointer）寄存器ESP始终指向栈顶元素。
以图表1中的简单程序为例，我们先将它编译为可执行文件，然后在gdb中反汇编并跟踪其运行：$ gcc stack.c –o stack -ggdb -mperferred-stack-boundary=2在IA32上，gcc默认按8个字节对齐，为了突出主题，我们令它按4字节对齐，最末一个参数的用处在此。
图表1在每条语句之后列出对应的汇编指令，注意这是AT&T格式汇编，mov %esp, %ebp 是将寄存器ESP的值赋给寄存器EBP（这与常用的Intel汇编格式正好相反）。
// stack.c#01 int add(int a, int b)#02 {// push %ebp// mov %esp,%ebp#03 int sum;// sub $0x4,%esp#04 sum = a + b;// mov 0xc(%ebp),%eax// add 0x8(%ebp),%eax// mov %eax,0xfffffffc(%ebp)#05 return sum;// mov 0xfffffffc(%ebp),%eax1本文把静态存储区溢出也算作一种堆溢出。
网络攻防原理与技术课件最新版第10章缓冲区溢出攻击
缓冲区溢出的根源
溢出的根源在于编程：如果缓冲区被写满，而 程序没有去检查缓冲区边界，也没有停止接收 数据，这时缓冲区溢出就会发生。
1996年，Elias Levy发表文章“Smashing the stack for fun and profit”，显示了很多程序都存在缓冲区溢出的危险。 缓冲区溢出攻击被广泛关注。
1999年，Dark spyrit AKA Barnaby jack提出使用系统核 心dll中的“jmp esp”指令完成shellcode跳转的想法，开创 了Win32平台下缓冲区溢出的新思路，大量windows平台 下缓冲区溢出漏洞被利用。
if(argc>1) copy(argv[1]); }
堆栈溢出示例代码3
sp
buffer[0]
Memory growth
buffer[511]
fptr
fp
previous fp
Return address
argv[1]
attack code
Stack growth
Shell Code
改变程序流程后希望得到Shell
堆栈溢出示例代码2
sp
buffer[0]
Memory growth
buffer[511]
fp
previous fp
Return address
argv[1]
attack code
Stack growth
堆栈溢出示例代码3
缓存溢出BufferOverflow
缓存溢出BufferOverflow缓存溢出（Buffer overflow），是指在存在缓存溢出安全漏洞的计算机中，攻击者可以⽤超出常规长度的字符数来填满⼀个域，通常是内存区地址。
在某些情况下，这些过量的字符能够作为“可执⾏”代码来运⾏。
从⽽使得攻击者可以不受安全措施的约束来控制被攻击的计算机。
缓存溢出（或译为缓冲溢出）为最为常⽤的攻击⼿段之⼀，蠕⾍病毒对操作系统的溢出⾼速与⼤规模传播均是利⽤此技术。
缓存从理论上来讲可以⽤于攻击任何有缺陷不完美的程序，包括对、等安全产品的攻击以及对银⾏程序的攻击。
下⾯让我们了解⼀下缓存溢出的原理。
众说周知，c语⾔不进⾏的边界检查，在许多运⽤c语⾔实现的应⽤程序中，都假定缓冲区的⼤⼩是⾜够的，其容量肯定⼤于要拷贝的字符串的长度。
然⽽事实并不总是这样，当程序出错或者恶意的⽤户故意送⼊⼀过长的字符串时，便有许多意想不到的事情发⽣，超过的那部分字符将会覆盖与相邻的其他的空间，使变量出现不可预料的值。
如果碰巧，与的返回地址邻近时，便有可能由于超出的⼀部分字符串覆盖了⼦程序的返回地址，⽽使得⼦程序执⾏完毕返回时转向了另⼀个⽆法预料的地址，使程序的执⾏流程发⽣了错误。
甚⾄，由于应⽤程序访问了不在进程范围的地址，⽽使进程发⽣违例的故障。
这种错误其实是编程中常犯的。
组成部分⼀个利⽤⽽企图破坏或⾮法进⼊系统的程序通常由如下⼏个部分组成：1．准备⼀段可以调出⼀个shell的形成的字符串，在下⾯我们将它称为shellcode。
2．申请⼀个缓冲区，并将填⼊缓冲区的低端。
3．估算在中可能的起始位置，并将这个位置写⼊缓冲区的⾼端。
这个起始的位置也是我们执⾏这⼀程序时需要反复调⽤的⼀个参数。
4．将这个缓冲区作为系统⼀个有缓冲区溢出错误程序的⼊⼝参数，并执⾏这个有错误的程序。
通过以上的分析和实例，我们可以看到缓存溢出对系统的安全带来的巨⼤威胁。
在unix系统中，使⽤⼀类精⼼编写的程序，利⽤suid程序中存在的这种错误可以很轻易地取得系统的的权限。
缓冲区溢出-原理和简单利用-概述说明以及解释
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。
一个良好的文章结构可以帮助读者更好地理解和吸收文章内容。
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。
缓冲区溢出原理及防范
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。
缓冲区溢出攻击原理及防范_XXX
缓冲区溢出攻击原理及防范作者姓名：XXX 班级：计算机网络XXX学号：2200951XXX 指导教师：XXX教授摘要缓冲区简单来说是一块连续的计算机内存区域，可以保存相同数据类型的多个实例, 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。
缓冲区溢出是最常见的安全漏洞，针对缓冲区溢出的漏洞进行攻击，是很常见的攻击手段，可以使本地用户获得超级用户权限，也可以使外部攻击者通过网络直接进入系统。
本文详细分析了缓冲区溢出的基本原理，描述了利用缓冲区溢出漏洞进行攻击的基本方式，并通过对一段实例程序的溢出和构建攻击语句直观的演示了缓冲区溢出的形成过程及其攻击原理，最后提出了防范缓冲区溢出的有效措施。
关键词：缓冲区溢出堆栈漏洞AbstractSimply ,buffer is a continuous computer memory area, can keep the same data types of multiple instances, buffer overflow is when computer to the buffer filled with data f igures within the capacity of the buffer itself more than the data covered in legal spill data, the ideal situation is not allowed to check the data length program more than the length of the input buffer characters, but most of the program will be always with the assumption that data length distribution of storage space match, this is the buffer overf low buried hidden trouble. Operating system used by buffer is known as the "stack". I n between each operation process, the instructions will be temporarily stored in the "st ack" of "stack" also can appear buffer overflow. Buffer overrun is the most common s ecurity flaws in the buffer overflow vulnerability to attack, it is very common attack method, can make local users get super user permissions, also can make the external a ttackers through the network directly into the system.This paper analyzes the basic principle of buffer overflow, describes the use of buf fer overrun vulnerabilities to attack the basic way of, and through the example of a pr ogram and the construction of overflow attack statement intuitive demonstrates buffer overflow the forming process and the principle of attack, finally puts forward the cou ntermeasures of buffer overflow effective measures.Keywords:buffer overflow Stack shellcod目录摘要 (1)Abstract (2)绪论 (1)第一章缓冲区溢出基本原理 (2)1.1 栈缓冲区溢出 (2)1.2 HEAP/BSS缓冲区溢出 (4)1.2.1重要性 (4)1.2.2相关概念介绍 (4)1.2.3Heap/BSS溢出攻击 (5)第二章缓冲区溢出攻击 (8)2.1 shellcode基础 (9)2.2 可注入shellcode的编写 (11)2.3 远程缓冲区溢出威胁 (15)第三章缓冲区溢出攻击防御 (17)3.1 给有漏洞的程序打补丁 (17)3.2 编写安全的代码 (17)3.3 静态分析 (17)3.4 动态测试 (17)3.5软件开发过程中的防范策略 (18)3.6 缓冲区溢出攻击的抵御 (23)第四章缓冲区溢出攻击与防御实例设计 (25)4.1 缓冲区溢出攻击实例 (25)总结与展望 (27)致谢 (28)参考文献 (29)绪论随着计算机技术、现代通信技术和网络技术的发展，尤其是Internet的广泛使用，计算机网络与人们的工作和生活的联系越来越密切、越来越深入，同时也使网络系统的安全问题日益复杂和突出。
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缓冲区溢出攻击的基本原理
缓冲区溢出攻击（Buffer Overflow Attack）是一种常见的安全漏洞，指的是攻击者利用输入数据的长度或格式错误，超出程序设计者预留的存储空间范围，从而写入到相邻内存空间中，进而控制程序的执行或修改程序的行为。
缓冲区溢出攻击的基本原理如下：
1.内存分配：程序在运行时会根据变量类型和长度来分配内存空间。
2.缓冲区溢出：攻击者通过向程序输入异常数据，超出了程序预留的内存空
间。
3.覆盖关键数据：溢出的数据覆盖了原本存储的数据，可能是程序的返回地
址、函数指针等关键信息。
4.控制程序行为：攻击者利用溢出的数据修改程序的执行路径，跳转到自己
准备好的恶意代码。
5.执行恶意代码：程序执行了攻击者注入的恶意代码，可能导致系统崩溃、
拒绝服务或远程执行任意命令。
为了避免缓冲区溢出攻击，开发人员可以采取以下措施：
•使用安全的编程语言和工具，如内存安全的语言（如Rust）或经过良好测试的C/C++库。
•限制输入数据的长度，确保不会超过缓冲区可容纳的大小。
•进行输入验证和过滤，确保输入数据符合预期的格式和范围。
•定期更新软件和操作系统，及时修补已知的漏洞。
•实施数据执行保护（DEP）和地址空间布局随机化（ASLR）等安全机制。
综上所述，缓冲区溢出攻击是一种常见的安全漏洞，它利用错误处理输入数据的程序中的缺陷，从而控制程序行为。
开发人员和系统管理员应该密切关注安全问题，采取相应的防护措施，以保护系统和用户的信息安全。