堆栈缓冲区溢出攻击原理与防范措施

"基于堆栈的缓冲区溢出攻击原理 - 张晓磊等" 本文主要探讨的是基于堆栈的缓冲区溢出攻击及其防范措施，该攻击是针对C语言编程中的漏洞进行的一种常见且危害性大的安全攻击。缓冲区溢出攻击主要利用了C语言在处理字符串和函数调用时的特性，包括通过堆栈保存返回地址、在堆栈中存储局部变量以及对字符串处理的不足。 在C语言中，函数调用时，参数会被压入堆栈，接着保存调用者的返回地址，然后控制流转移到被调用函数。攻击者可以通过向程序的缓冲区写入超过其大小的数据，从而覆盖堆栈上的返回地址，进而控制程序执行流。例如，攻击者可以将恶意代码的地址写入返回地址，使得函数执行结束后不返回到原来的位置，而是执行恶意代码，这种恶意代码通常称为shellcode。 为了防止缓冲区溢出攻击，有几种主要的防御策略： 1. 引入安全函数：用更安全的函数替换容易导致溢出的旧函数，如使用`strncpy`、`fgets`和`sscanf`替代`strcpy`和`gets`等。这些新函数通常会检查目标缓冲区的大小，限制写入的数据量。 2. 插入保护码（金丝雀）：在返回地址和局部变量之间放置一些特殊的保护码。当溢出发生时，这些保护码首先被破坏，程序在运行时检测到保护码的改变，便会立即终止，防止恶意代码执行。 3. 阻止堆栈可执行：某些操作系统如新版Solaris可以设置堆栈为非执行状态，这样即使攻击者成功覆盖了返回地址，也无法在堆栈上执行shellcode。 此外，硬件层面也有防护措施，如Intel的Itanium处理器采用不同的方法来避免基于堆栈的缓冲区溢出，通过限制堆栈的执行权限。 防止缓冲区溢出攻击需要结合软件和硬件层面的防护，通过更新编程习惯，使用安全函数，加上额外的安全检查，以及利用操作系统和硬件提供的特性，可以显著提高系统的安全性。对于开发者来说，理解这些攻击机制并采取适当的防御措施至关重要，以避免潜在的安全风险。