Computer Security

Buffer Overflow thông qua Environment Variables

Posted on by Dục Đoàn Trình
Rate this post

Kiểu tấn công này liên quan đến việc gây ra Buffer Overflow thông qua thao tác với các biến môi trường. Khi kẻ tấn công nhận thấy rằng chúng có thể sửa đổi một biến môi trường, chúng có thể cố gắng làm Buffer Overflow liên quan. Cuộc tấn công này tận dụng các biến môi trường.

Các bài viết liên quan:

Khái niệm về Buffer Overflow

Buffer Overflow là một lỗi phổ biến trong lập trình và bảo mật, xảy ra khi một chương trình ghi dữ liệu vào vùng nhớ đệm (buffer) vượt quá giới hạn được cấp phát. Khi điều này xảy ra, dữ liệu sẽ tràn qua vùng nhớ liền kề, ghi đè lên các dữ liệu khác hoặc thậm chí thay đổi luồng điều khiển của chương trình.

Buffer Overflow có thể xảy ra khi người dùng cung cấp dữ liệu đầu vào không được kiểm tra hoặc xử lý chính xác. Kẻ tấn công có thể tận dụng lỗ hổng này để thực hiện các hành động gây hại, bao gồm việc thực thi mã độc, ghi đè dữ liệu quan trọng, hoặc chiếm quyền kiểm soát hệ thống.

Lỗi Buffer Overflow có thể gây ra nhiều vấn đề bảo mật nghiêm trọng, bao gồm sự nguy hiểm cho dữ liệu, sự thay đổi không mong muốn của luồng điều khiển chương trình và tiềm năng để thực thi mã độc. Do đó, việc phòng ngừa và khắc phục lỗi Buffer Overflow là một yếu tố quan trọng trong phát triển phần mềm an toàn và bảo mật.

Nguyên nhân và cơ chế hoạt động của Buffer Overflow

Nguyên nhân chính của Buffer Overflow là việc không kiểm soát hoặc giới hạn kích thước dữ liệu đầu vào mà chương trình có thể chấp nhận. Khi người dùng cung cấp một lượng dữ liệu vượt quá khả năng chứa của vùng nhớ đệm, dữ liệu sẽ tràn qua vùng nhớ liền kề, ghi đè lên dữ liệu khác hoặc thay đổi luồng điều khiển của chương trình.

Cơ chế hoạt động của Buffer Overflow thường được thực hiện thông qua việc ghi đè dữ liệu trên ngăn xếp (stack) hoặc vùng nhớ động (heap). Kẻ tấn công thường cố gắng chèn mã độc vào vùng nhớ đệm, sau đó khi chương trình tiếp tục thực thi, mã độc sẽ được thực thi như một phần của chương trình gốc. Điều này có thể dẫn đến việc chiếm quyền kiểm soát hệ thống, thực hiện các hành động không mong muốn hoặc thậm chí thực hiện tấn công từ xa.

Các nguy cơ của Buffer Overflow bao gồm thực thi mã độc, thay đổi luồng điều khiển, ghi đè dữ liệu quan trọng và lợi dụng các lỗ hổng bảo mật khác trong hệ thống. Do đó, việc kiểm tra và xử lý chính xác dữ liệu đầu vào, giới hạn kích thước vùng nhớ đệm và sử dụng các biện pháp bảo mật phù hợp là cần thiết để ngăn chặn Buffer Overflow.

Xem thêm Buffer trong Node.js

Buffer Overflow thông qua Environment Variables

Buffer Overflow thông qua Environment Variables là một phương pháp tấn công sử dụng lỗ hổng trong quá trình xử lý biến môi trường (environment variables) trong một chương trình.

Environment Variables là các biến môi trường được sử dụng để lưu trữ thông tin quan trọng như đường dẫn file, tên người dùng, cài đặt hệ thống và các thông tin khác. Khi chương trình chạy, nó sẽ truy cập và sử dụng các giá trị được lưu trữ trong các biến môi trường này.

Tuy nhiên, khi không kiểm tra và kiểm soát đúng các giá trị của biến môi trường, một tấn công Buffer Overflow có thể xảy ra. Kẻ tấn công có thể cung cấp dữ liệu đầu vào dài hơn kích thước được cho phép cho một biến môi trường, dẫn đến tràn vùng nhớ đệm và ghi đè lên các vùng nhớ quan trọng khác.

Qua việc tận dụng lỗ hổng này, kẻ tấn công có thể thực thi mã độc, thay đổi luồng điều khiển của chương trình hoặc thực hiện các hành động gây nguy hiểm khác trên hệ thống.

Để ngăn chặn Buffer Overflow thông qua Environment Variables, cần thực hiện các biện pháp bảo mật như:

  1. Kiểm tra và kiểm soát độ dài và kiểu dữ liệu của giá trị biến môi trường.
  2. Sử dụng các hàm và phương pháp an toàn để xử lý dữ liệu đầu vào.
  3. Kiểm tra và giới hạn kích thước vùng nhớ đệm.
  4. Sử dụng các biện pháp bảo mật phù hợp như ASLR (Address Space Layout Randomization) và DEP (Data Execution Prevention) để ngăn chặn việc thực thi mã độc từ các vùng nhớ bị tràn.
  5. Cập nhật và sử dụng phiên bản phần mềm mới nhất, vì các phiên bản cũ thường có lỗ hổng bảo mật đã được khắc phục.

Qua việc thực hiện các biện pháp bảo mật trên, ta có thể giảm thiểu nguy cơ Buffer Overflow thông qua Environment Variables và bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công tiềm ẩn.

Các điều kiện sau phải được đáp ứng để tiến hành cuộc tấn công thành công:

  • Ứng dụng sử dụng các biến môi trường.
  • Biến môi trường tiếp xúc với người dùng dễ bị Buffer Overflow.
  • Biến môi trường dễ bị tấn công sử dụng dữ liệu không đáng tin cậy.
  • Dữ liệu bị ô nhiễm được sử dụng trong các biến môi trường không được xác thực đúng cách. Ví dụ: kiểm tra ranh giới không được thực hiện trước khi sao chép dữ liệu đầu vào vào bộ đệm.

Kẻ tấn công thực hiện các bước sau:

  1. Kẻ tấn công cố gắng tìm một biến môi trường có thể bị ghi đè, bằng cách thu thập thông tin về mục tiêu máy chủ (trang lỗi, số phiên bản phần mềm, tên máy chủ, v.v.).
  2. Kẻ tấn công thao túng biến môi trường để chứa nội dung có độ dài quá mức để gây ra Buffer Overflow.
  3. Kẻ tấn công tận dụng sự cố Buffer Overflow để đưa mã độc hại vào nhằm cố gắng thực thi lệnh đặc quyền trên môi trường đích.

Cách phòng chống Buffer Overflow thông qua Environment Variables

Để phòng chống Buffer Overflow thông qua Environment Variables, bạn có thể thực hiện các biện pháp bảo mật sau đây:

  1. Kiểm tra và kiểm soát độ dài: Đảm bảo rằng bạn kiểm tra và giới hạn độ dài của giá trị biến môi trường trước khi sử dụng nó trong chương trình. Điều này giúp ngăn chặn tấn công tràn vùng nhớ bằng cách không cho phép dữ liệu vượt quá giới hạn đã định.
  2. Kiểm tra kiểu dữ liệu: Đảm bảo rằng bạn kiểm tra kiểu dữ liệu của giá trị biến môi trường để đảm bảo rằng nó phù hợp với mục đích sử dụng. Nếu giá trị không hợp lệ hoặc không phù hợp, hãy từ chối sử dụng nó và xử lý lỗi một cách an toàn.
  3. Sử dụng các hàm an toàn: Thay vì sử dụng các hàm không an toàn như strcpy hoặc sprintf, hãy sử dụng các hàm an toàn như strncpy hoặc snprintf để sao chép dữ liệu vào vùng nhớ đệm. Các hàm an toàn này sẽ kiểm tra và giới hạn độ dài dữ liệu đúng cách để tránh tràn bộ nhớ.
  4. Giới hạn kích thước vùng nhớ đệm: Đảm bảo rằng bạn giới hạn kích thước vùng nhớ đệm mà biến môi trường sử dụng để lưu trữ dữ liệu. Điều này giúp ngăn chặn tấn công tràn bộ nhớ bằng cách không cho phép dữ liệu vượt quá kích thước đã định.
  5. Sử dụng biện pháp bảo mật phần mềm: Cập nhật và sử dụng phiên bản phần mềm mới nhất, bao gồm hệ điều hành, trình duyệt và các ứng dụng liên quan. Phiên bản mới thường bao gồm các bản vá bảo mật và khắc phục các lỗ hổng đã được tìm thấy.
  6. Kiểm tra đầu vào: Kiểm tra và xử lý đầu vào từ biến môi trường một cách cẩn thận. Hãy đảm bảo rằng bạn kiểm tra và xử lý đầu vào một cách an toàn để loại bỏ các ký tự đặc biệt hoặc các giá trị không hợp lệ có thể gây ra lỗi hoặc lỗ hổng b

Xem thêm Tìm hiểu về Buffer Overflow Attack

Các ví dụ

Ví dụ 1

Ứng dụng dưới đây lấy thông tin về môi trường chạy của nó từ các biến môi trường.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void)
{
       char *ptr_h;
       char h[64];

       ptr_h = getenv("HOME");
       if(ptr_h != NULL) {
               sprintf(h, "Your home directory is: %s !", ptr_h);
               printf("%s\n", h);
       }

       return 0;
}

Ứng dụng kiểm tra giá trị của biến môi trường HOME (đường dẫn đến thư mục chính) và lưu trữ nó. Nó được thực hiện bằng cách gọi hàm thư viện getenv (3) trong GNU / Linux. Nếu giá trị trả về của hàm này khác NULL (giá trị NULL có nghĩa là biến đó không được đặt), thì một thông báo được tạo bằng cách gọi sprintf (3). Hàm này không xác thực độ dài của chuỗi, sẽ được ghi trong bộ đệm kích thước ký tự 64 đích – h [].

Thực hiện chương trình phổ biến:

user@dojo-labs ~/buffer_overflow $ ./bo_env
Your home directory is: /home/user !

Bây giờ, hãy thay đổi giá trị của HOME thành 128 ký tự ‘A’.

<code>user@dojo-labs ~/buffer_overflow $ export HOME=</code>perl -e ‘print “A”x128’``

Khi chúng tôi chạy lại chương trình, một thông báo được sao chép vào bộ đệm h [64], có độ dài là (giả sử sizeof (char) = 1):

strlen("Your home directory is:  !") + strlen(ptr_h) = 28 + 128 = 156

user@dojo-labs /home/user/buffer_overflow $ ./bo_env
Your home directory is:
AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
!
Segmentation fault
user@dojo-labs /home/user/buffer_overflow $

Chương trình kết thúc với lỗi phân đoạn bộ nhớ và bộ đệm h [] đã bị ghi đè. Bản thân việc sử dụng các biến môi trường không phải là một vấn đề. Vấn đề thực sự là khi ứng dụng thiếu xác nhận thích hợp của chúng – kích thước và nội dung. Có thể tìm thấy thêm thông tin về các lỗi liên quan đến lỗi Buffer Overflow trong bài viết Buffer_overflow_attack.

Việc tiêm mã được thực hiện theo cách tương tự như trong các cuộc tấn công Buffer Overflow với chỉ một điểm khác biệt; shellcode được đặt trong (các) biến môi trường.

Xem thêm overflow trong css

Kết luận Buffer Overflow thông qua Environment Variables

Buffer Overflow thông qua Environment Variables là một lỗ hổng bảo mật phổ biến trong phát triển phần mềm. Nó xảy ra khi một chương trình không kiểm soát được độ dài hoặc kiểu dữ liệu của giá trị môi trường và cho phép dữ liệu tràn qua vùng nhớ đệm gây ra các tác động tiềm năng từ việc ghi đè trên dữ liệu quan trọng hoặc thực hiện mã độc.

Để phòng chống Buffer Overflow thông qua Environment Variables, cần thực hiện các biện pháp bảo mật như kiểm tra và giới hạn độ dài dữ liệu, kiểm tra kiểu dữ liệu, sử dụng các hàm an toàn, giới hạn kích thước vùng nhớ đệm và kiểm tra đầu vào một cách cẩn thận. Ngoài ra, việc cập nhật phần mềm và sử dụng phiên bản mới nhất cũng rất quan trọng để khắc phục các lỗ hổng bảo mật đã được tìm thấy.

Bằng cách thực hiện các biện pháp bảo mật phù hợp, có thể giảm thiểu nguy cơ Buffer Overflow thông qua Environment Variables và bảo vệ hệ thống khỏi các cuộc tấn công tiềm năng.

Xem thêm Variables trong Python

Để lại một bình luận

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Contact Me on Zalo
Call now