緩沖區(qū)溢出攻擊語言研究與實現(xiàn).pdf

1、緩沖區(qū)溢出攻擊是一種攻擊計算機系統(tǒng)的手段，通過往被攻擊程序的緩沖區(qū)寫入精心安排的超長內(nèi)容，造成緩沖區(qū)溢出、越界，破壞程序執(zhí)行邏輯，使之轉(zhuǎn)向執(zhí)行其他指令，從而達到攻擊者的目的。該手段由于技術相對簡單而獲得的攻擊效果比較顯著，因此成為各國信息戰(zhàn)研究熱點之一。但是，緩沖區(qū)溢出攻擊的實現(xiàn)，必須依靠高級語言來進行描述，而高級語言的描述效率直接決定緩沖區(qū)溢出攻擊的效率，因此研究緩沖區(qū)溢出攻擊的高級語言描述問題，對于未來的信息戰(zhàn)具有重要的理論和現(xiàn)實意

2、義。 目前的緩沖區(qū)溢出攻擊研究，主要集中于探索緩沖區(qū)溢出攻擊新技術新方法、研究如何突破緩沖區(qū)溢出防御和入侵檢測等方面，而從攻擊者角度專門研究緩沖區(qū)溢出攻擊描述的則鮮有案例。當前的緩沖區(qū)溢出攻擊的描述方法，基本上都是針對具體漏洞以及漏洞的相關信息，手工編寫利用程序，描述植入代碼的構(gòu)造和發(fā)送步驟。這樣的描述方式使得攻擊描述的效率比較低，攻擊描述通用性比較差，難以應用于實際的計算機網(wǎng)絡對抗。針對上述問題，本文通過研究當前的攻擊語言，分

3、析其不足之處，進而提出一種新的方案：在目前緩沖區(qū)溢出攻擊方法和技術基礎上，抽象出緩沖區(qū)溢出攻擊一般規(guī)律，設計一種專門描述緩沖區(qū)溢出攻擊的語言。本文以Windows 和Linux/Unix 下的緩沖區(qū)溢出攻擊為研究對象，以棧溢出攻擊為主設計完成攻擊語言，并對該語言進行形式化分析和證明；本研究工作在Windows 系統(tǒng)下實現(xiàn)了該語言，并針對Windows 和Linux/Unix系統(tǒng)進行攻擊實際驗證，結(jié)果表明BOAL 可以不用描述過程，自動生

4、成植入代碼并且其在不同系統(tǒng)間具有良好的適用性能。 緩沖區(qū)溢出攻擊語言的研究工作可以概括為以下幾個方面： 1 、介紹論文的研究背景與意義、涉及的相關理論與技術基礎，分析國內(nèi)外在緩沖區(qū)溢出攻擊及其高級語言描述方面的研究現(xiàn)狀，指出它們存在的不足之處。 目前的緩沖區(qū)溢出攻擊描述，描述效率低且其通用性差。目前緩沖區(qū)溢出攻擊的研究主要集中在研究新技術新方法、如何突破防御、本地及遠程攻擊等。對于緩沖區(qū)溢出攻擊描述方面的研究，則

5、幾乎集中于入侵檢測方面，對于主動攻擊的緩沖區(qū)攻擊描述難以找到相關方面的資料。 2 、針對緩沖區(qū)溢出攻擊中存在的問題，分析目前的緩沖區(qū)溢出攻擊方法以及攻擊語言，對本文所涉及的關鍵技術進行研究，給出一種新的緩沖區(qū)溢出攻擊思路。 緩沖區(qū)溢出攻擊描述效率低下且通用性差的原因在于：目前的描述工具仍然是采用命令式的高級語言進行過程描述，無法實現(xiàn)過程描述的自動化。而現(xiàn)有的一些攻擊描述語言，如STATL ，其描述效率高且通用和移植性能好

6、，但是又由于自身的一些原因，不能用于描述緩沖區(qū)溢出攻擊。本文借鑒STATL 的思想，通過研究棧溢出、堆溢出和bss溢出攻擊，并在以棧溢出攻擊為主的基礎上，將緩沖區(qū)溢出攻擊抽象為植入代碼和控制邏輯兩個部分，并對其進行詳細的分析研究。同時本文對緩沖區(qū)溢出攻擊語言定義所涉及的語法和語義進行了研究。 3 、在給定的研究目標和關鍵技術的分析基礎上，構(gòu)造一種新的緩沖區(qū)溢出攻擊攻擊自動生成模型，設計緩沖區(qū)溢出攻擊語言BOAL 。 根據(jù)

7、研究目標和設計原則，本文構(gòu)造了一種新的緩沖區(qū)溢出攻擊自動生成模型。該模型的核心思想是用緩沖區(qū)溢出攻擊語言BOAL 來描述目標信息以及攻擊信息等，然后由給出的編譯器進行解釋，直接發(fā)起攻擊。根據(jù)構(gòu)造的模型，設計緩沖區(qū)溢出攻擊語言BOAL ，并對BOAL 的語法規(guī)則進行形式化分析與證明。 4 、根據(jù)設計的語法和語義規(guī)則，運用VC++6.0 、Lex 和Yacc 等開發(fā)工具實現(xiàn)緩沖區(qū)溢出攻擊語言BOAL 。隨后給出驗證用例，分別在Lin