缓冲区溢出的原理和实践.doc

标题：缓冲区溢出的原理和实践(Phrack)

作者：Sinbad

.oOPhrack49Oo.

VolumeSeven,IssueForty-Nine

File14of16

BugTraq,r00t,andUnderground.Org
bringyou

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SmashingTheStackForFunAndProfit
以娱乐和牟利为目的践踏堆栈
(缓冲区溢出的原理和实践)
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

原作byAlephOne
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翻译[e-mail]
www.chinasafer.com

'践踏堆栈'[C语言编程]n.在许多C语言的实现中,有可能通过写入例程
中所声明的数组的结尾部分来破坏可执行的堆栈.所谓'践踏堆栈'使用的
代码可以造成例程的返回异常,从而跳到任意的地址.这导致了一些极为
险恶的数据相关漏洞(已人所共知).其变种包括堆栈垃圾化(trashthe
stack),堆栈乱写(scribblethestack),堆栈毁坏(manglethestack);
术语mungthestack并不使用,因为这从来不是故意造成的.参阅spam?
也请参阅同名的漏洞,胡闹内核(fandangooncore),内存泄露(memory
leak),优先权丢失(precedencelossage),螺纹滑扣(overrunscrew).

简介
~~~~~~~

在过去的几个月中,被发现和利用的缓冲区溢出漏洞呈现上升趋势.例如syslog,
splitvt,sendmail8.7.5,Linux/FreeBSDmount,Xtlibrary,at等等.本文试图
解释什么是缓冲区溢出,以及如何利用.

汇编的基础知识是必需的.对虚拟内存的概念,以及使用gdb的经验是十分有益
的,但不是必需的.我们还假定使用Intelx86CPU,操作系统是Linux.

在开始之前我们给出几个基本的定义:缓冲区,简单说来是一块连续的计算机内
存区域,可以保存相同数据类型的多个实例.C程序员通常和字缓冲区数组打交道.
最常见的是字符数组.数组,与C语言中所有的变量一样,可以被声明为静态或动态
的.静态变量在程序加载时定位于数据段.动态变量在程序运行时定位于堆栈之中.
溢出,说白了就是灌满,使内容物超过顶端,边缘,或边界.我们这里只关心动态
缓冲区的溢出问题,即基于堆栈的缓冲区溢出.

进程的内存组织形式
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
为了理解什么是堆栈缓冲区,我们必须首先理解一个进程是以什么组织形式在
内存中存在的.进程被分成三个区域:文本,数据和堆栈.我们把精力集中在堆栈
区域,但首先按照顺序简单介绍一下其他区域.

文本区域是由程序确定的,包括代码(指令)和只读数据.该区域相当于可执行
文件的文本段.这个区域通常被标记为只读,任何对其写入的操作都会导致段错误
(segmentationviolation).

数据区域包含了已初始化和未初始化的数据.静态变量储存在这个区域中.数
据区域对应可执行文件中的data-bss段.它的大小可以用系统调用brk(2)来改变.
如果bss数据的扩展或用户堆栈把可用内存消耗光了,进程就会被阻塞住,等待有了
一块更大的内存空间之后再运行.新内存加入到数据和堆栈段的中间.

/------------------\内存低地址
| |
|文本 |
| |
|------------------ |
|(已初始化) |
|数据 |
|(未初始化) |
|------------------ |
| |
|堆栈 |
| |
\------------------/内存高地址

Fig.1进程内存区域

什么是堆栈?
~~~~~~~~~~~~~

堆栈是一个在计算机科学中经常使用的抽象数据类型.堆栈中的物体具有一个特性:
最后一个放入堆栈中的物体总是被最先拿出来,这个特性通常称为后进先处(LIFO)队列.

堆栈中定义了一些操作.两个最重要的是PUSH和POP.PUSH操作在堆栈的顶部加入一
个元素.POP操作相反,在堆栈顶部移去一个元素,并将堆栈的大小减一.

为什么使用堆栈?
~~~~~~~~~~~~~~~~
现代计算机被设计成能够理解人们头脑中的高级语言.在使用高级语言构造程序时
最重要的技术是过程(procedure)和函数(function).从这一点来看,一个过程调用可
以象跳转(jump)命令那样改变程序的控制流程,但是与跳转不同的是,当工作完成时,
函数把控制权返回给调用之后的语句或指令.