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使用Address Space Layout RandomizationASLR来抗击seh攻击

引言

Address Space Layout Randomization(ASLR),简称为随机地址空间布局,主要是一种安全技术,它可以通过在内存中随机化关键系统组件的位置来提高软件应用程序的安全性。其中最著名的一种是SEH(Structured Exception Handling)缓冲区溢出保护,这个概念对抗各种恶意软件和漏洞利用非常有用。

SEH与缓冲区溢出的关系

SEH是一种异常处理方法,允许程序员定义异常处理代码块,并将其链接到特定的异常记录列表中。在Windows操作系统中,SEH通常用于处理未捕获异常,如访问违规、除零错误等。然而,由于SEH表中的指针经常被用作返回地址,因此如果一个恶意程序能够操纵这些指针,就可以进行栈溢出攻击,从而执行任意代码。这就是为什么SEH成为许多缓冲区溢出攻击的目标。

ASLR的基本原理

ASLR通过在每次启动时对可执行文件、库以及堆和栈区域进行随机化布局,以此来防止攻击者预测并利用固定的内存地址。这一技术减少了成功实施缓冲区溢ュ攻擊的可能性,因为攻击者无法准确地确定目标函数或数据结构所在的内存位置。

如何实现ASLR

Windows操作系统自从Windows XP Service Pack 2以来就支持ASLR。在更高版本如Windows Vista及以后,包括7,8,10等版本中,默认情况下启用了部分类型的ASLR,但对于关键组件如DLLs和EXEs,只有特权用户才能修改它们。如果要完全开启全面的ASLR,那么需要手动设置相关配置参数,并且可能需要重新编译某些应用程序以便它们能够正确运行。

对抗seh策略之二:DEP(Data Execution Prevention)

DEP是另一种重要的手段,它禁止CPU执行那些标记为数据区域但实际上包含可执行代码的事务。这种保护措施能有效地阻止缓冲区溢出导致未授权代码执行的情况,即使是使用了技巧性的方式也难以绕过DEP。此外,在结合使用DEP和其他保护措施,如NX位标志,可以进一步提升整个系统层面的安全性。

结合使用DEP与ASLR

将DEP与ASRL结合起来,使得即使一个恶意软件试图通过缓冲区溢出的方式绕过地址空间布局,也很难找到有效率地继续其操作的地方。而且,因为栈上的返回地址会因为新的stack pointer而改变,所以即使它能猜到一个可能有效的地址,也不太可能触发实际上存在于那个地方真正的问题点。

实践案例分析

为了验证这个理论,我们可以简单测试一下如何去尝试绕过这个保护,以及如何检测是否已经被破坏。如果我们没有足够权限去修改自己的进程或模块那么这将是一个相当困难的事情。但如果我们有一些特权,那么我们的任务变得相对容易一些,因为我们可以创建一个新的PE文件,然后尝试覆盖掉现有的exe或者dll文件。

总结:

在本文中,我们探讨了Address Space Layout Randomization(ASLR)作为一种防御策略,其目的是让基于SEH漏洞利用更加困难。通过随机化关键元素位置,可以降低计算机会受到控制流劫持威胁。本文还介绍了一系列实用的工具和技巧,比如Data Execution Prevention(DEP)的结合运用,以及如何利用这些工具加强计算机网络设备信息安全管理工作力度。总体来说,虽然仍然存在一些挑战,但是正如本文所述,将现代操作系统设计成默认激活所有这些功能,对任何想要进行严重破坏的人来说都构成了极大的障碍。