b.随机符号:
利用一个在函数调用时产生的一个32位的随机数来实现保密,使得攻击者不可能猜测到附加字节的内容。一定程度上能防范缓冲区溢出攻击的措施有而且,每次调用,附加字节的内容都在改变,也无法预测。
通过检查堆栈的完整性的堆栈保是从Synthetix方法演变来的。Synthetix方法通过使用准不变量来确保特定变量的正确性。这些特定的变量的改变是程序实现能预知的,而且只能在满足一定的条件才能可以改变。这种变量我们称为准不变量。Synthetix开发了一些工具用来保护这些变量。攻击者通过缓冲区溢出而产生的改变可以被系统当做非法的动作。在某些极端的情况下,这些准不变量有可能被非法改变,这是就需要堆栈保护来提供更完善的保护了。
实验的数据表明,堆栈保护对于各种系统的缓冲区溢出攻击都有很好的保护作用,并能保持较好的兼容性和系统性能。早先我们报告的堆栈保护所能抑制的漏洞都在表一中列出。随后,我们用堆栈保护的方法重新构造了一个完整的Linux系统(Red Hat5.1)。然后我们用XFree86-3.3.2-5和lsof的漏洞对此进行了攻击,结果表明,这个系统有效地抵御了这些攻击。这些分析表明,堆栈保护能有效抵御现在的和将来的基于堆栈的攻击。
堆栈保护版本的Red Hat Linux 5.1已经在各种系统上运行了多年,包括个人的笔记本电脑和工作组文件服务器。从我们的Web服务器上可以得到这个版本,而且在我们的邮件列表里已经有了55个成员。出了仅有的一次例外,这个系统和本来的系统工作完全一样,这表明堆栈保护并不对系统的兼容性构成很大的影响。
我们已经用各种性能测试来评测堆栈保护的性能。Mircobenchmarks的结果表明在函数的调用,堆栈保护中增加了系统的开销。而在网络的测试中(需要用到堆栈保护的地方),则表明这种开销不是很大。
我们的第一个测试对象是SSH,它提供了极强的加密和认证,用来替代Berkeley的r系列指令。SSH使用了软件加密,因此系统的占用的带宽不大,我们用网络间复制一个大的文件来测试带宽:
scp bigsource localhost:bigdest
测试结果表明:堆栈保护几乎不影响SSH的网络吞吐性能。
第二个测试使用了Apache Web服务器。如果这种服务器存在基于堆栈的攻击,那么攻击者就可以轻易地取得Web服务器的控制权,允许攻击者阅读隐秘的内容和肆意篡改主页的内容。同时,Web服务器也是对性能和带宽要求较高的一个服务器部件。
我们用WebStone对带有和不带堆栈保护的Apache Web服务器进行了测试,测试的结果在表二中列出。
和SSH一样,他们的性能几乎没有区别。在客户数目较少的情况下,带有保护的服务器性能比不带保护的略微好些,在客户端数目多的时候,不带保护的性能好些。在最坏的情况下,带保护的服务器比不带保护的要差8%的连接性能,而在平均延时上保持优势。象以前一样,我们把这些归结为噪声的影响。因此,我们的结论是:堆栈保护对Web服务器系统性能没有重大的影响。3)指针保护:编译器生成程序指针完整性检查
在堆栈保护设计的时候,冲击堆栈构成了缓冲区溢出攻击的常见的一种形式。有人推测存在一种模板来构成这些攻击(在1996年的时候)。从此,很多简单的漏洞被发现,实施和补丁了,很多攻击者开始用在第二部分中描述的更一般的方法实施缓冲区溢出攻击。
指针保护是堆栈保护针对这种情况的一个推广。通过在所有的代码指针之后放置附加字节来检验指针在被调用之前的合法性。如果检验失败,会发出报警信号和退出程序的执行,就如同在堆栈保护中的行为一样。这种方案有三点需要注意:
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