哈工大网络安全实验：栈与堆溢出分析

"哈尔滨工业大学网络安全课程的实验报告，实验主题为‘栈和堆的溢出’，由学生霍峻杰完成。实验旨在分析缓冲区溢出的原理，并通过实际编程示例展示了基于栈和堆的两种缓冲区溢出类型。" 在计算机安全领域，缓冲区溢出是一种常见的漏洞，它发生在程序尝试向固定大小的内存缓冲区写入超过其容量的数据时。此实验报告详细介绍了缓冲区溢出的原理和攻击目的。攻击者利用这种漏洞可以导致程序崩溃，甚至篡改程序执行流程，执行非授权的指令，从而对系统造成严重威胁。 首先，基于栈的缓冲区溢出通常涉及函数调用中的返回地址。由于栈是从高地址向低地址增长，函数调用时返回地址会被保存在栈的顶部。当攻击者向缓冲区写入过量数据时，这些数据可以覆盖返回地址，使得程序在结束当前函数调用时，不返回到预期的下一条指令，而是跳转到攻击者指定的内存位置。攻击者通常会构造一个包含NOP指令（无操作指令）的序列，称为NOP滑梯，以确保程序能准确地跳转到恶意代码的位置。 其次，基于堆的缓冲区溢出则涉及到动态内存管理。在堆中，攻击者可能申请两个相邻的内存块，然后通过溢出较小地址的内存块，影响较大地址的内存块，从而改变其他数据或控制流。与栈溢出相比，堆溢出的利用通常更为复杂，因为堆的内存分配和释放机制不那么线性。 实验报告中提到了两个具体的实验：一个是使用`strcpy`函数导致的栈溢出，另一个是利用`printf`函数进行的溢出尝试。这两个例子展示了如何通过编程错误引发缓冲区溢出，并提供了实际的代码和结果。尽管实验相对简单，但报告指出，这个主题具有很大的研究价值，可以通过精心设计的返回地址和缓冲区布局，实施更复杂的攻击策略。 实验总结部分指出，虽然此次实验未深入探讨所有潜在的攻击手段，例如设置程序返回地址以执行恶意代码或利用缓冲区降落区，但它为理解缓冲区溢出的基本概念和潜在危险提供了一个良好的起点。对于学生或研究人员来说，这是进一步研究系统安全和防护策略的良好基础。