Linux防止stack缓冲区溢出的有效方法
Linux防止stack缓冲区溢出的有效方法
检测和防治stack缓冲区溢出的方法可谓是汗牛充栋，如果讲起来，那便是一个系列，我也不知道该从何说起。比如说stack-protector选项，我之前就介绍过：
https://blog.csdn.net/dog250/article/details/90735908
然而，总觉得有点纸上谈兵的意思。为什么我会这么说？
因为这玩意儿大家都懂，想破解还是很容易的，只需要破解FS:0x28即可，然后就一泻千里了，我把guard保留，实际上里面已经糜烂…
若攻若防，都要出其不意，当然了，这里有一个比较直接的方案：
- 每一次函数调用均使用 __builtin_return_address(0) 作为最后一个参数，函数的最后检测8(%rbp)的值和它是否相等。
这种方法可行，姑且不谈__builtin_return_address需要绝对地址转换，单凭可操作性，这种方法绝不优雅！
有没有什么办法，不需要程序做任何改变，就能做到检测stack缓冲区溢出呢？
当然有！在编译过程中添加stub即可！
只需要为每一个函数调用的开头和结尾加两段修饰即可：
- 开头在代码执行前的第一时间保存rbp下面的return address到fs寄存器0x28偏移处。
- 函数返回前最后一刻检查rbp下面的return address和fs寄存器0x28偏移处值是否相等。
- …[其实fs寄存器还有很多偏移没有用到，为啥非要瞄准0x28，因为我想替掉stack protector]
我无心修改Linux的gcc编译器，我也无力修改，所以我这里只能演示，下面是一个代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
unsigned long orig;
void stub_func()
{
printf("stub\n");
exit(0);
}
int i;
void func(int n, void *addr)
{
// tailler stub 编译器添加这段即可，在push %rbp之后。
// 因为我这是在内联汇编，无力修改编译器行为，所以假装一下，实际上写成8(%rbp)
asm ("mov 8(%%rbp), %%r11\n\t"
"mov %%r11, %%fs:0x28 \n\t"
:
:
:);
// 开始正常的函数流程
unsigned long *p;
// 以某种方式造成可悲的缓冲区溢出，这里采用最简单的方法。
// 以这种"主动"的方式进行缓冲区溢出，并不意味着它是可用的，这里仅仅是先造成效果
p = (unsigned long *)&p;
*(p + 2) = (unsigned long)stub_func;
// tailler stub 编译器在函数最后的ret指令前添加这段，由于我无力改变编译器，
// 所以我只能假装一下，实际上从8(%%rbp)取值。
asm ("mov 8(%%rbp), %%r11 \n\t"
"mov %%fs:0x28, %%r13\n\t"
"cmp %%r11, %%r13\n\t"
"je label\n\t"
"mov %%r13, 8(%%rbp) \n\t"
"label:"
:
:
:);
}
int main()
{
orig = (void *)stub_func;
func(2, __builtin_return_address(0));
printf("function return\n");
return 0;
}我在func函数中主动制造了一个控制权转移：
*(p + 2) = (unsigned long)stub_func;如果不加那两段stub，很显然，控制流程将转入到别处：
[root@localhost test]# ./a.out
stub然而，这两段stub成功保护了stack按照原有逻辑继续下去：
[root@localhost test]# ./a.out
function return当然了，在发生了这种情况的时候，至少要记录一条日志：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
unsigned long orig;
void stub_func()
{
printf("stub\n");
exit(0);
}
void log()
{
printf("shabi\n");
}
int i;
void func(int n, void *addr)
{
// tailler stub
asm ("mov 8(%%rbp), %%r11\n\t"
"mov %%r11, %%fs:0x28 \n\t"
:
:
:);
unsigned long *p;
// 以某种方式造成可悲的缓冲区溢出，这里采用最简单的方法。
// 以这种"主动"的方式进行缓冲区溢出，并不意味着它是可用的，这里仅仅是先造成效果
p = (unsigned long *)&p;
*(p + 2) = (unsigned long)stub_func;
// tailler stub
asm ("mov 8(%%rbp), %%r11 \n\t"
"mov %%fs:0x28, %%r13\n\t"
"cmp %%r11, %%r13\n\t"
"je label\n\t"
"call log \n\t"
"mov %%r13, 8(%%rbp) \n\t"
"label:"
:
:
:);
}
int main()
{
orig = (void *)stub_func;
func(2, __builtin_return_address(0));
printf("function return\n");
return 0;
}执行一下试试看：
[root@localhost test]# ./a.out
shabi
function return
[root@localhost test]#你可能记得__stack_chk_failed函数，我觉得这个机制不妥，因为我曾经成功绕过了它，所以就我个人而言，我忘掉了它。
记住两件套：
// 开头：
asm ("mov 8(%%rbp), %%r11\n\t"
"mov %%r11, %%fs:0x28 \n\t"
:
:
:);
// 结尾
asm ("mov 8(%%rbp), %%r11 \n\t"
"mov %%fs:0x28, %%r13\n\t"
"cmp %%r11, %%r13\n\t"
"je label\n\t"
"call log \n\t"
"mov %%r13, 8(%%rbp) \n\t"
"label:"
:
:
:);至于当前栈帧的return address保存在哪里，我觉得要区分用户态和内核态。若是用户态，那就放在FS寄存器索引的固定偏移处，若是内核态，per cpu变量再好不过了，毕竟一个CPU同时只能处在一个栈帧。
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原文链接：
https://blog.csdn.net/dog250/java/article/details/105611497