ASLR (Address Space Layout Randomization) – це рандомізація розташування простору адрес.
Визначення ASLR
Address Space Layout Randomization (ASLR) або рандомізація розташування адресного простору - це техніка безпеки, що використовується для зменшення вразливостей корупції пам'яті у програмному забезпеченні. Вона працює шляхом випадкового розташування пам'яті процесу, що ускладнює для атакуючих передбачення розташування конкретного коду або даних.
Як працює ASLR
Коли програма запускається, ASLR випадково призначає місця в пам'яті для її стека, кучи і бібліотек, серед інших компонентів. Ця рандомізація ускладнює атакуючим експлуатацію вразливостей переповнення буфера або інших уразливостей, пов'язаних з пам'яттю, оскільки вони не можуть надійно передбачити, де зберігається конкретний код або дані в пам'яті.
Поради зі запобігання
Щоб скористатися функцією безпеки, наданою ASLR, дотримуйтеся цих порад:
Увімкніть ASLR: Переконайтеся, що ASLR увімкнено як в операційних системах, так і в додатках. Ця функція має бути доступна в налаштуваннях або конфігурації відповідних систем чи додатків.
Оновлюйте системи та програмне забезпечення: Важливо регулярно оновлювати системи та програмне забезпечення, щоб скористатися перевагами новіших версій, які часто включають покращені реалізації ASLR. Ці оновлення зазвичай включають виправлення відомих вразливостей і покращення безпеки.
Комбінуйте ASLR з іншими заходами безпеки: ASLR слід комбінувати з іншими заходами безпеки для забезпечення багаторівневого захисту. Два найпоширеніші додаткові заходи – це стекові канарки та захист невиконуваної пам'яті.
Переваги ASLR
Реалізація ASLR у програмних системах пропонує кілька переваг:
1. Покращена безпека пам'яті
ASLR допомагає зменшити вразливості корупції пам'яті, такі як переповнення буфера, ускладнюючи їх експлуатацію атакуючими. Рандомізація розташування пам'яті знижує передбачуваність адрес пам'яті, ускладнюючи для атакуючих локалізацію і маніпулювання конкретним кодом або даними.
2. Стійкість до атак повторного використання коду
ASLR також захищає від атак повторного використання коду, таких як Return-Oriented Programming (ROP) та Jump-Oriented Programming (JOP). Ці атаки спираються на наявність конкретних послідовностей коду в пам'яті для формування шкідливих ланцюгів виконання коду. Завдяки ASLR рандомізація адрес пам'яті ускладнює для атакуючих знаходження потрібних послідовностей коду в передбачуваних місцях.
3. Підвищена складність експлуатації
Введення випадковості в розташування пам'яті значно підвищує складність для атакуючих успішно експлуатувати вразливості, пов'язані з пам'яттю. Атакуючі мають подолати додаткову перепону у визначенні адрес пам’яті для конкретного коду або даних, перш ніж вони зможуть виконувати свої шкідливі дії.
Обмеження ASLR
Незважаючи на ефективність цієї техніки безпеки, ASLR має деякі обмеження:
1. Часткова рандомізація адресного простору
ASLR не рандомізує весь адресний простір процесу. Деякі секції, такі як спільні бібліотеки і динамічно виділена пам'ять, можуть не підлягати рандомізації. Це обмеження дозволяє атакуючим зосередити свої зусилля на цих конкретних секціях, що потенційно знижує ефективність ASLR.
2. Уразливості розголошення інформації
ASLR залежить від відсутності витоку інформації для збереження своєї ефективності. Якщо атакуючий може отримати інформацію про розташування пам'яті іншими шляхами, наприклад, через уразливості розголошення інформації, для нього стає легше обійти захист ASLR.
3. Складність у багатостадійній експлуатації
У сценаріях багатостадійної експлуатації, де атакуючий повинен подолати кілька захисних механізмів, ASLR додає додаткову перепону. Однак рішучі атакуючі можуть застосовувати такі техніки як розкриття пам'яті та силове перебору для подолання ASLR.
Приклади використання ASLR
Linux
У операційних системах Linux, ASLR є стандартною функцією безпеки. Коли вона увімкнена, вона випадково змінює розташування пам'яті виконуваних програм, бібліотек і ядра. Ця рандомізація ускладнює для атакуючих передбачення адрес пам'яті і здійснення успішних експлуатацій.
Microsoft Windows
ASLR була включена в операційні системи Microsoft Windows з часів Windows Vista. Вона увімкнена за замовчуванням для більшості системних компонентів і додатків, які компілюються з останнім SDK Windows. ASLR у Windows використовує комбінацію випадкових даних, включаючи ID процесу, для генерування адрес пам'яті, що ускладнює для атакуючих визначення конкретного коду або даних.
Останні розробки
Щоб йти в ногу з еволюційними загрозами безпеки, дослідники та розробники працюють над покращенням і варіаціями ASLR. Деякі з останніх розробок у ASLR включають:
Покращений ASLR: Дослідники запропонували модифікації для покращення покриття та ефективності ASLR. Ці покращення включають розширення рандомізації додаткових областей пам'яті, таких як глобальна таблиця зміщення (GOT) та локальна пам'ять потоку (TLS).
Аппаратна підтримка: Рішення на основі апаратного забезпечення, такі як технологія Control-flow Enforcement Technology (CET) від Intel, спрямовані на покращення ефективності ASLR шляхом додавання додаткового захисту від атак повторного використання коду. Ці технології забезпечують архітектурну підтримку для рандомізації непрямих цільових гілок, що робить їх більш стійкими до зловживання.
ASLR – це техніка безпеки, яка використовується для захисту програмних систем від уразливостей корупції пам'яті. За допомогою випадкового розташування пам'яті процесу, ASLR ускладнює для атакуючих передбачення розташування конкретного коду або даних. Реалізація ASLR у поєднанні з іншими заходами безпеки може значно зміцнити захист системи від експлуатації. Однак важливо визнавати обмеження ASLR та бути в курсі останніх розробок для забезпечення ефективного захисту від еволюційних загроз.
Пов’язані терміни
- Переповнення буфера: Уразливість програмного забезпечення, що виникає, коли програма записує більше даних у буфер, ніж він може вмістити, що часто призводить до порушення безпеки.
- Стекові канарки: Значення, розміщені в пам'яті, для виявлення переповнення буфера шляхом перевірки, чи залишилися вони незмінені.
- Невиконувана пам'ять: Функція безпеки, що позначає області пам'яті як невиконувані, запобігаючи виконанню коду з цих областей.