從CNVD-2017-17486談數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖區(qū)溢出漏洞的原理及防護(hù)

日前由安華金和攻防實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)并提交的國(guó)產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)漏洞，獲國(guó)家信息安全漏洞平臺(tái)CNVD確認(rèn)，編號(hào)CNVD-2017-17486。

CNVD-2017-17486

漏洞類型：緩沖區(qū)溢出漏洞

威脅程度：中危

漏洞描述：允許攻擊者利用漏洞，通過(guò)程序創(chuàng)建表空間文件時(shí)，指定路徑名過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)崩潰。

漏洞危害：一旦被利用，將可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)宕機(jī)，或被攻擊者取得數(shù)據(jù)庫(kù)操作系統(tǒng)的用戶權(quán)限，從而對(duì)系統(tǒng)所在的網(wǎng)絡(luò)發(fā)起攻擊。

CNVD-2017-17486是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的堆棧溢出漏洞，屬于緩沖區(qū)溢出漏洞的重要分支，此類漏洞比較常見，影響范圍和危害也會(huì)比較廣泛，如果出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)等基礎(chǔ)應(yīng)用中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)中斷，將引發(fā)整個(gè)業(yè)務(wù)的癱瘓。

由于此類漏洞的出現(xiàn)范圍較廣，我們除了及時(shí)發(fā)現(xiàn)漏洞，更應(yīng)該通過(guò)分析漏洞形成原理、作用機(jī)制及可能引發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)，找到可行的防范手段。

緩沖區(qū)溢出有多大危害

緩沖區(qū)溢出漏洞是一種古老、危害范圍大、常見于c代碼中的軟件漏洞，在各種操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件中廣泛存在，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中同樣常見。利用緩沖區(qū)溢出攻擊，可以導(dǎo)致程序運(yùn)行失敗、系統(tǒng)宕機(jī)、重新啟動(dòng)等后果。更為嚴(yán)重的是，攻擊者可以利用它執(zhí)行非授權(quán)指令，甚至取得系統(tǒng)特權(quán)，進(jìn)而實(shí)行攻擊行為。

緩沖區(qū)溢出漏洞最早在20世紀(jì)80年代初被發(fā)現(xiàn)，第一次重大事件是1988年爆發(fā)的Morris蠕蟲。該蠕蟲病毒利用fingerd的緩沖區(qū)溢出漏洞進(jìn)行攻擊，最終導(dǎo)致6000多臺(tái)機(jī)器被感染，造成直接經(jīng)濟(jì)損失100萬(wàn)美金。隨后，衍生而出的Ramen 蠕蟲、sircam蠕蟲、sql slammer蠕蟲等品種逐漸出現(xiàn)，每一類蠕蟲都對(duì)整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)造成了嚴(yán)重的安全影響，造成高額的經(jīng)濟(jì)損失。

堆棧溢出是如何形成的？

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，堆棧溢出就是把大緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)向小緩沖區(qū)中復(fù)制，由于沒(méi)有關(guān)注小緩沖區(qū)的邊界，“撐爆”了較小的緩沖區(qū)，從而沖掉了小緩沖區(qū)和鄰內(nèi)區(qū)域的其他數(shù)據(jù)而引起的內(nèi)存問(wèn)題。在具體描述堆棧溢出之前我們先來(lái)了解一下Linux程序在內(nèi)存中的結(jié)構(gòu)：

其中共享區(qū)也稱為data區(qū)，用來(lái)存儲(chǔ)可執(zhí)行代碼；.text和.bss均用來(lái)存儲(chǔ)程序的全局變量和初始化變量；堆則不隨函數(shù)消亡而消亡，而是直到程序消亡或手動(dòng)釋放才會(huì)消亡；堆棧是隨著函數(shù)分配并消亡的，堆棧溢出就是出現(xiàn)在堆棧區(qū)中的緩沖區(qū)安全問(wèn)題。

堆棧是一個(gè)后進(jìn)先出（LIFO）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，往低地址增長(zhǎng)，它保存本地變量、函數(shù)調(diào)用等信息。隨著函數(shù)調(diào)用層數(shù)的增加，棧幀會(huì)向低地址方向延伸；隨著進(jìn)程中函數(shù)調(diào)用層數(shù)的減少，即各函數(shù)的返回，棧幀會(huì)一塊一塊地被遺棄而向內(nèi)存的高地址方向回縮。各函數(shù)的棧幀大小隨著函數(shù)的性質(zhì)不同而不等。

堆棧這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，常見操作有壓棧（PUSH）、彈棧（POP）；用于標(biāo)識(shí)棧的屬性有：棧頂（TOP）、棧底（BASE）。其中：

PUSH：為棧增加一個(gè)元素的操作叫做PUSH，相當(dāng)于插入一塊；

POP：從棧中取出一個(gè)元素的操作叫做POP；

TOP：TOP標(biāo)識(shí)棧頂?shù)奈恢?，且是?dòng)態(tài)變化的，每做一次PUSH操作，它會(huì)自+1；每做一次POP操作，它會(huì)自-1；

BASE：BASE標(biāo)識(shí)棧底位置，用于防止?？蘸罄^續(xù)彈棧，一般來(lái)說(shuō)BASE位置不發(fā)生改變。

下面以mian函數(shù)疊加A和B函數(shù)為例說(shuō)明整個(gè)壓棧和彈棧過(guò)程：

Main函數(shù)調(diào)用A函數(shù)，把A函數(shù)中的變量添加到堆棧區(qū)內(nèi)，開辟大小和變量指定大小相關(guān)。同樣B函數(shù)在被調(diào)用后也會(huì)把變量添加到堆棧區(qū)內(nèi)，開辟指定大小空間給B區(qū)域變量使用。

l 如果其中任意一個(gè)變量存入的值超過(guò)設(shè)計(jì)的界定，就會(huì)導(dǎo)致值覆蓋其他變量的區(qū)域最終污染到函數(shù)返回地址區(qū)域。一旦函數(shù)的返回地址被污染，在進(jìn)行彈棧的過(guò)程中會(huì)最終把跳轉(zhuǎn)的地址指向黑客所指定的區(qū)域，或根本不存在的區(qū)域。

l 如果覆蓋函數(shù)返回地址的是一組隨機(jī)值，則程序會(huì)跳轉(zhuǎn)到未知位置，這種情況往往最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)程序崩潰。

l 如果黑客構(gòu)造足夠精細(xì)的shellcode，把跳轉(zhuǎn)地址指向黑客自己注入的代碼，則很可能會(huì)利用該漏洞獲得當(dāng)前用戶的控制權(quán)限。

幾個(gè)可行的防護(hù)建議

堆棧溢出漏洞是c 代碼的一種常見安全漏洞。防護(hù)的方法可以從多個(gè)角度來(lái)加強(qiáng)。

1） 使用自動(dòng)化工具進(jìn)行掃描檢測(cè)，排查是否存在緩沖區(qū)溢出漏洞；但需要注意的是需要使用面向不同系統(tǒng)的掃描工具，沒(méi)有一個(gè)檢查工具可以支持所有基礎(chǔ)應(yīng)用的掃描。

2） 加強(qiáng)相關(guān)程序員的代碼能力，做好相應(yīng)的長(zhǎng)度限制工作，從代碼級(jí)別進(jìn)行防范。

3）避免使用原C庫(kù)中那些可能存在緩沖區(qū)溢出隱患的函數(shù)，使用增強(qiáng)后的函數(shù)，這樣此漏洞出現(xiàn)的幾率會(huì)相對(duì)低一些。

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