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一種被稱為“緩存溢出(buffer overflow)”的設(shè)計(jì)缺陷，正在嚴(yán)重危害著系統(tǒng)的安全，成為比y2k更為頭痛的問題。一旦這個(gè)缺陷被別有用心的人發(fā)現(xiàn)，就會(huì)被利用作為非法入侵的一種手段，破壞電腦中的資料。據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過緩存溢出進(jìn)行的攻擊占所有系統(tǒng)攻擊總數(shù)的80%以上，最近各大網(wǎng)站所遭受的所謂分布式服務(wù)拒絕(ddos)式的攻擊也是一種利用緩存溢出原理的攻擊方式。

簡(jiǎn)單地說，緩存溢出是指一種攻擊系統(tǒng)的手段，通過往程序的緩沖區(qū)中寫入超出其長(zhǎng)度的內(nèi)容造成溢出，從而破壞程序的堆棧，使程序轉(zhuǎn)而執(zhí)行其它指令，而達(dá)到攻擊的目的。分布式拒絕服務(wù)(ddos)的入侵者采用的是輸入很長(zhǎng)的字串，將通訊欄等區(qū)域填到超過設(shè)計(jì)的容量，有些多余字串就會(huì)被電腦誤認(rèn)為是執(zhí)行密碼，使入侵者有機(jī)會(huì)進(jìn)入電腦，而同時(shí)系統(tǒng)無法察覺。有報(bào)告指出，“緩存溢出”是過去十年發(fā)生的非常普遍的電腦安全問題，入侵者可以利用它完全控制電腦。

■ 緩存溢出黑客們的慣用伎倆

在unix系統(tǒng)中，通過緩存溢出來獲得root權(quán)限是目前使用得相當(dāng)普遍的一種黑客技術(shù)。事實(shí)上這是一個(gè)黑客在系統(tǒng)本地已經(jīng)擁有了一個(gè)基本賬號(hào)后的首選攻擊方式。它也被廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程攻擊，通過對(duì)daemon進(jìn)程的堆棧溢出來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程獲得rootshell的技術(shù)，已經(jīng)有很多實(shí)例。

在windows系統(tǒng)中，同樣存在著緩存溢出的問題。而且，隨著internet的普及，win系列平臺(tái)上的internet服務(wù)程序越來越多，低水平的 win程序就成為你系統(tǒng)上的致命傷，因?yàn)樗鼈兺瑯訒?huì)發(fā)生遠(yuǎn)程堆棧溢出。而且，由于win系統(tǒng)使用者和管理者普遍缺乏安全防范意識(shí)，一臺(tái)win系統(tǒng)上的堆棧溢出，如果被惡意利用，將導(dǎo)致整個(gè)機(jī)器被黑客所控制，進(jìn)而可能導(dǎo)致整個(gè)局域網(wǎng)落入黑客之手。在微軟的產(chǎn)品iis server4.0中就被發(fā)現(xiàn)存在一種被稱為“非法htr請(qǐng)求”的缺陷。據(jù)微軟稱，此缺陷在特定情況下會(huì)導(dǎo)致任意代碼都可以在服務(wù)器端運(yùn)行。黑客可以利用這一漏洞對(duì)iis服務(wù)器進(jìn)行完全的控制，而實(shí)際上許多電子商務(wù)站點(diǎn)恰恰是基于這套系統(tǒng)的。

■ 黑客如何攪亂緩存

下面讓我們了解一下緩存溢出的原理。眾說周知，c語言不進(jìn)行數(shù)組的邊界檢查，在許多運(yùn)用c語言實(shí)現(xiàn)的應(yīng)用程序中，都假定緩沖區(qū)的大小是足夠的，其容量肯定大于要拷貝的字符串的長(zhǎng)度。然而事實(shí)并不總是這樣，當(dāng)程序出錯(cuò)或者惡意的用戶故意送入一過長(zhǎng)的字符串時(shí)，便有許多意想不到的事情發(fā)生，超過的那部分字符將會(huì)覆蓋與數(shù)組相鄰的其他變量的空間，使變量出現(xiàn)不可預(yù)料的值。如果碰巧，數(shù)組與子程序的返回地址鄰近時(shí)，便有可能由于超出的一部分字符串覆蓋了子程序的返回地址，而使得子程序執(zhí)行完畢返回時(shí)轉(zhuǎn)向了另一個(gè)無法預(yù)料的地址，使程序的執(zhí)行流程發(fā)生了錯(cuò)誤。甚至，由于應(yīng)用程序訪問了不在進(jìn)程地址空間范圍的地址，而使進(jìn)程發(fā)生違例的故障。這種錯(cuò)誤其實(shí)是編程中常犯的。

一個(gè)利用緩沖區(qū)溢出而企圖破壞或非法進(jìn)入系統(tǒng)的程序通常由如下幾個(gè)部分組成：

1.準(zhǔn)備一段可以調(diào)出一個(gè)shell的機(jī)器碼形成的字符串，在下面我們將它稱為shellcode。

2.申請(qǐng)一個(gè)緩沖區(qū)，并將機(jī)器碼填入緩沖區(qū)的低端。

3.估算機(jī)器碼在堆棧中可能的起始位置，并將這個(gè)位置寫入緩沖區(qū)的高端。這個(gè)起始的位置也是我們執(zhí)行這一程序時(shí)需要反復(fù)調(diào)用的一個(gè)參數(shù)。

4.將這個(gè)緩沖區(qū)作為系統(tǒng)一個(gè)有緩沖區(qū)溢出錯(cuò)誤程序的入口參數(shù)，并執(zhí)行這個(gè)有錯(cuò)誤的程序。

通過以上的分析和實(shí)例，我們可以看到緩存溢出對(duì)系統(tǒng)的安全帶來的巨大威脅。在unix系統(tǒng)中，使用一類精心編寫的程序，利用suid程序中存在的這種錯(cuò)誤可以很輕易地取得系統(tǒng)的超級(jí)用戶的權(quán)限。當(dāng)服務(wù)程序在端口提供服務(wù)時(shí)，緩沖區(qū)溢出程序可以輕易地將這個(gè)服務(wù)關(guān)閉，使得系統(tǒng)的服務(wù)在一定的時(shí)間內(nèi)癱瘓，嚴(yán)重的可能使系統(tǒng)立刻宕機(jī)，從而變成一種拒絕服務(wù)的攻擊。這種錯(cuò)誤不僅是程序員的錯(cuò)誤，系統(tǒng)本身在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候出現(xiàn)的這種錯(cuò)誤更多。如今，緩沖區(qū)溢出的錯(cuò)誤正源源不斷地從unix、windows、路由器、網(wǎng)關(guān)以及其他的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中被發(fā)現(xiàn)，并構(gòu)成了對(duì)系統(tǒng)安全威脅數(shù)量最大、程度較大的一類。