ASLR

  • ASLR
    • = Address Space Layout Randomization=地址空间布局随机化
    • 是什么：一个编译器参数
      • 是一种针对缓冲区溢出的安全保护技术
    • 背景
      • 没有ASLR时
        • 每次进程执行，加载到内容中，代码所处堆栈stack的位置都是相同的
          • 容易被识别出所在位置
            • 容易被破解
    • 如果开启了ASLR=机制：
      • 操作系统加载器会针对基地址再去加上一个随机生成的偏移地址，然后再去加载程序模块
        • = 借助ASLR，PE文件每次加载到内存的起始地址都会随机变化
        • 通过对堆、栈、共享库映射等线性区布局的随机化
          • 增加攻击者预测目的地址的难度
            • 防止攻击者直接定位攻击代码位置，达到阻止溢出攻击的目的
    • 提示
      • （虚拟地址）此技术需要操作系统和软件相配合
    • 目的
      • 对付破解的一种有效的手段
      • 让程序被破解更加难
        • 破解程序一般指的是，运行shellcode
    • 系统支持ASLR的情况
      • Linux
      • FreeBSD
      • Windows
        • PE头文件中会设置IMAGE_DLL_CHARACTERISTICS_DYNAMIC_BASE标示来说明其支持ASLR
    • 如何开启
      • 语法：
        • 开启：/DYNAMICBASE
          • Visual Studio项目属性的配置
            • aslr_dynamic_base_config
            • vs_aslr_enable
        • 关闭：/DYNAMICBASE:NO
    • 使用此技术后，杀死某程序后重新开启
      • Linux：地址会改变
      • Windows：地址不会改变，重启系统才会改变
    • ASLR主要影响几种部分
      • 模块随机化
      • 堆栈随机化
      • PEB/TEB随机化
  • 相关
    • 目前大部分主流操作系统都已经实现了ASLR
      • PIE vs ASLR
        • Linux
          • PIE=Position-Independent Execute=地址无关可执行文件
            • 编译时
              • 将程序编译为位置无关
            • 地址随机化针对：代码段和数据段(.data段 .bss段)
          • ASLR：
            • 地址随机化针对：其他内存地址
        • Linux的ASLR+PIE作用 == Window下ASLR的作用

如何绕过ASLR

  • 攻击未启用ASLR的模块
    • 虽然有映像随机化，但有可能进程中存在未启用ASLR的模块。 前面提到的ROP技术要求从一个固定的地址获取Gadget，如果进程中存在未启用ASLR的模块，那么就可以从那个模块获取Gadget了。 使用OD的OllyFindAddr插件可以快速找到进程空间中未启用ASLR的模块
  • 堆喷射（HeapSpray）技术
    • 虽然有堆栈随机化，不过HeapSpray技术将ShellCode布局到0x0C0C0C0C（或者其他指定的地址上，通常这个地址要比较大），并不会受堆栈随机化的影响。 其实，HeapSpray中使用ROP绕过DEP的时候，就使用了前面提到的攻击未启用ASLR的模块。 只是，HeapSpray把ShellCode布局在堆上
  • 覆盖部分返回地址
    • 映像随机化中，虽然模块的加载基地址发生变化，但是各模块的入口点地址的低位字不变，只有高位字进行了随机化处理。
    • 对于地址0x12345678，其中5678部分是固定的，如果存在缓冲区溢出，可以通过memcpy对后两个字节进行覆盖，可以将其设置为0x12340000 ~ 0x1234FFFF中的任意一个值。
    • 如果通过strcpy进行覆盖，因为strcpy会复制末尾的结束符0x00，那么可以将0x12345678覆盖为0x12345600，或者0x12340001 ~ 0x123400FF
    • 部分返回地址覆盖，可以使得覆盖后的地址相对于基地址的距离是固定的，可以从基地址附近找可以利用的跳转指令
    • 这种方法的通用性不是很强，因为覆盖返回地址时栈上的Cookie会被破坏。不过具体问题具体分析，为了绕过操作系统的安全保护机制需要考虑各种各样的情况
  • Java Applet Spray
    • Java Applet中动态申请的内存空间具有可执行属性（PAGE_EXECUTE_READWRITE），类似HeapSpray技术，可以在固定的地址上分配滑板指令(如NOP)和ShellCode，然后跳转到那个地址上面去执行。 和常规的HeapSpray不同，Applet申请空间的上限为100MB，而常规的HeapSpray可以达到1GB
  • JIT Spray
    • JIT (Just In Time Compilation) 即时编译，也就是解释器（比如Python解释器）。主要思想是将 ActionScript代码中进行大量的XOR操作。然后编译成字节码，并且多次更新到Flash VM中，这样它会建立很多带有恶意Xor操作的内存块
  • Tombkeeper在CanSecWest 2013上提出的基于SharedUserData的方法

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