Эксплуатация переполнения буфера позволяет злоумышленнику изменить путь исполнения программы методом перезаписи данных в памяти системы. Переполнение возникает, когда объем данных превышает размер выделенного под них буфера. Когда буфер переполняется, данные переписывают другие области памяти, что приводит к возникновению ошибки. Если злоумышленник имеет возможность управлять процессом переполнения, это может вызвать ряд серьезных проблем.
Переполнение буфера может вызывать отказы в обслуживании, приводя к повреждению памяти и вызывая ошибки в программах. Более серьезные ситуации позволяют изменить путь исполнения программы и выполнить в ее контексте различные действия. Это может происходить в нескольких случаях.
Используя переполнение буфера, можно перезаписывать служебные области памяти, например адрес возврата из функций в стеке. Кроме того, при переполнении могут быть переписаны значения переменных в программе.
Переполнение буфера является наиболее распространенной проблемой в безопасности и нередко затрагивает веб-серверы. Однако атаки, эксплуатирующие эту уязвимость, используются против веб-приложений не очень часто. Причина этого кроется в том, что атакующему, как правило, необходимо проанализировать исходный код или образ программы. Поскольку атакующему приходится эксплуатировать нестандартную программу на удаленном сервере, он вынужден атаковать "вслепую", что снижает шансы на успех.
Переполнение буфера обычно возникает при создании программ на языках C и C++. Если часть сайта создана с использованием этих языков, сайт может быть уязвим для этой атаки.
Атака на функции форматирования строк (Format String Attack). При использовании этих атак путь исполнения программы модифицируется методом перезаписи областей памяти с помощью функций форматирования символьных переменных. Уязвимость возникает, когда пользовательские данные применяются в качестве аргументов функций форматирования строк, таких как fprintf, printf, sprintf, setproctitle, syslog и т. д. Если атакующий передает приложению строку, содержащую символы форматирования (%f, %p, %n и т. д.), то у него появляется возможность:
♦ выполнять произвольный код на сервере;
♦ считывать значения из стека;
♦ вызывать ошибки в программе/отказ в обслуживании.
Вот пример: предположим, веб-приложение хранит параметр emailAddress для каждого пользователя. Это значение используется в качестве аргумента функции printf: printf(emailAddress). Если значение переменной emailAddress содержит символы форматирования, то функция printf будет обрабатывать их согласно заложенной в нее логике. Поскольку дополнительных значений этой функции не передано, будут использованы значения стека, хранящие другие данные.
Возможны следующие методы эксплуатации атак на функции форматирования строк.
♦ Чтение данных из стека. Если вывод функции printf передается атакующему, он получает возможность чтения данных из стека, используя символ форматирования %x.
♦ Чтение строк из памяти процесса. Если вывод функции printf передается атакующему, он может получать строки из памяти процесса, передавая в параметрах символ %s.
♦ Запись целочисленных значений в память процесса. Используя символ форматирования %n, злоумышленник может сохранять целочисленные значения в памяти процесса. Таким образом можно перезаписать важные значения, например флаги управления доступом или адрес возврата.
Внедрение операторов LDAP (LDAP Injection). Атаки этого типа направлены на веб-серверы, создающие запросы к службе LDAP на основе данных, вводимых пользователем. Упрощенный протокол доступа к службе каталога (Lightweight Directory Access Protocol, LDAP) – открытый протокол для создания запросов и управления службами каталога, совместимыми со стандартом X.500. Протокол LDAP работает поверх транспортных протоколов Интернет (TCP/UDP). Веб-приложение может использовать данные, предоставленные пользователем для создания запросов по протоколу LDAP при генерации динамических веб-страниц. Если информация, полученная от клиента, должным образом не верифицируется, атакующий получает возможность модифицировать LDAP-запрос. Причем запрос будет выполняться с тем же уровнем привилегий, с каким работает компонент приложения, выполняющий запрос (сервер СУБД, веб-сервер и т. д.). Если данный компонент имеет права на чтение или модификацию данных в структуре каталога, злоумышленник получает те же возможности. В листинге 1.11 представлен пример кода, который может быть подвержен атаке данного вида.
Листинг 1.11. Уязвимый код с комментариями
line 0: <html>
line 1: <body>
line 2: <%@ Language=VBScript %>
line 3: <%
line 4: Dim userName
line 5: Dim filter
line 6: Dim ldapObj
line 7:
line 8: Const LDAP_SERVER = "ldap.example"
line 9:
line 10: userName = Request.QueryString("user")
line 11:
line 12: if( userName = "" ) then
line 13: Response.Write("<b>Invalid request. Please specify a valid user name</b><br>")
line 14: Response.End()
line 15: end if
line 16:
line 17:
line 18: filter = "(uid=" + CStr(userName) + ")" " searching for the user entry
line 19:
line 20:
line 21: "Creating the LDAP object and setting the base dn
line 22: Set ldapObj = Server.CreateObject("IPWorksASP.LDAP")
line 23: ldapObj.ServerName = LDAP_SERVER
line 24: ldapObj.DN = "ou=people,dc=spilab,dc=com"
line 25:
line 26: 'Setting the search filter
line 27: ldapObj.SearchFilter = filter
line 28:
line 29: ldapObj.Search
line 30:
line 31: 'Showing the user information
line 32: While ldapObj.NextResult = 1
line 33: Response.Write("<p>")
line 34:
line 35: Response.Write("<b><u>User information for: " + ldapObj.AttrValue(0) + "</u></b><br>")
line 36: For i = 0 To ldapObj.AttrCount-1
line 37: Response.Write("<b>" + ldapObj.AttrType(i) +"</b>: " + ldapObj.AttrValue(i) + "<br>" )
line 38: Next
line 39: Response.Write("</p>")
line 40: Wend
line 41: %>
line 42: </body>
line 43: </html>
Обратите внимание, что имя пользователя, полученное от клиента, проверяется на наличие в этой строке пустого значения (строки 10-12). Если в переменной содержится какое-то значение, оно используется для инициализации переменной filter (строка 18). Полученное значение используется для построения запроса к службе LDAP (строка 27), который исполняется в строке 29. В приведенном примере атакующий имеет полный контроль над запросом и получает его результаты от сервера (строки 32-40).
Выполнение команд операционной системы (OS Commanding). Атаки этого класса направлены на выполнение команд операционной системы на веб-сервере путем манипуляции входными данными. Если информация, полученная от клиента, должным образом не верифицируется, атакующий получает возможность выполнить команды операционной системы. Они будут выполняться с тем же уровнем привилегий, с каким работает компонент приложения, выполняющий запрос (сервер СУБД, веб-сервер и т. д.). Пример: язык Perl позволяет перенаправлять вывод процесса оператору open, используя символ | в конце имени файла: