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

日前由安華金和攻防實驗室發(fā)現(xiàn)并提交的國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫漏洞，獲國家信息安全漏洞平臺CNVD確認，編號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，通過程序創(chuàng)建表空間文件時，指定路徑名過長導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫崩潰。

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

CNVD-2017-17486是一個標準的堆棧溢出漏洞，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比較廣泛，如果出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫等基礎(chǔ)應(yīng)用中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫服務(wù)中斷，將引發(fā)整個業(yè)務(wù)的癱瘓。

由于此類漏洞的出現(xiàn)范圍較廣，我們除了及時發(fā)現(xiàn)漏洞，更應(yīng)該通過分析漏洞形成原理、作用機制及可能引發(fā)的風(fēng)險，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)致程序運行失敗、系統(tǒng)宕機、重新啟動等后果。更為嚴重的是，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)，進而實行攻擊行為。

緩沖區(qū)溢出漏洞最早在20世紀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)溢出漏洞進行攻擊，最終導(dǎo)致6000多臺機器被感染，造成直接經(jīng)濟損失100萬美金。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)，每一類蠕蟲都對整個互聯(lián)網(wǎng)造成了嚴重的安全影響，造成高額的經(jīng)濟損失。

堆棧溢出是如何形成的？

簡單來說，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)存問題。在具體描述堆棧溢出之前我們先來了解一下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)，用來存儲可執(zhí)行代碼；.text和.bss均用來存儲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釋放才會消亡；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)安全問題。

堆棧是一個后進先出（LIFO）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，往低地址增長，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，棧幀會向低地址方向延伸；隨著進程中函數(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）；用于標識棧的屬性有：棧頂（TOP）、棧底（BASE）。其中：

PUSH：為棧增加一個元素的操作叫做PUSH，相當于插入一塊；

POP：從棧中取出一個元素的操作叫做POP；

TOP：TOP標識棧頂?shù)奈恢茫沂莿討B(tài)變化的，每做一次PUSH操作，它會自+1；每做一次POP操作，它會自-1；

BASE：BASE標識棧底位置，用于防止?？蘸罄^續(xù)彈棧，一般來說BASE位置不發(fā)生改變。

下面以mian函數(shù)疊加A和B函數(shù)為例說明整個壓棧和彈棧過程：

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 如果其中任意一個變量存入的值超過設(shè)計的界定，就會導(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，在進行彈棧的過程中會最終把跳轉(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值，則程序會跳轉(zhuǎn)到未知位置，這種情況往往最終會導(dǎo)致整個程序崩潰。

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

幾個可行的防護建議

堆棧溢出漏洞是c 代碼的一種常見安全漏洞。防護的方法可以從多個角度來加強。

1） 使用自動化工具進行掃描檢測，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，沒有一個檢查工具可以支持所有基礎(chǔ)應(yīng)用的掃描。

2） 加強相關(guān)程序員的代碼能力，做好相應(yīng)的長度限制工作，從代碼級別進行防范。

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

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