Програмування з поверненням викликів (ROP).
Визначення програмування, орієнтованого на повернення (ROP)
Програмування, орієнтоване на повернення (Return-Oriented Programming, ROP), є витонченою загрозою кібербезпеці та технікою експлуатації, яку використовують зловмисники для обходу заходів безпеки та виконання шкідливого коду на цільовій системі. ROP використовує існуючі фрагменти коду, відомі як "модулі" (gadgets), для створення послідовності операцій без впровадження нового коду. Використовуючи ці існуючі фрагменти коду, зловмисники можуть уникнути виявлення та обійти системи захисту.
Як працює програмування, орієнтоване на повернення
Програмування, орієнтоване на повернення, використовує інструкції "повернення", які містяться в машинному коді. Воно експлуатує той факт, що коли функція завершує своє виконання, програма повертається за адресою, що зберігається на стеку, яка зазвичай є адресою повернення. Маніпулюючи стеком і потоком управління програми, зловмисники можуть поєднати ці "повернення" і пов'язати існуючі фрагменти коду (модулі), щоб досягти своїх цілей.
Модулі
Модулі, у контексті програмування, орієнтованого на повернення, є короткими послідовностями інструкцій, взятими з легітимних програмних бібліотек або іншого виконуваного коду у цільовій системі. Ці модулі діють як будівельні блоки, які зловмисники можуть зшити разом для виконання конкретних дій. Кожен модуль зазвичай закінчується інструкцією "повернення", що дозволяє зловмиснику перейти до наступного модуля в ланцюгу. Обережно вибираючи та розташовуючи ці модулі, зловмисники можуть створити потужні послідовності операцій для реалізації своїх шкідливих намірів.
Маніпуляція стеком і регістрами
Для створення ефективного ROP-ланцюга зловмисники мають ретельно маніпулювати значеннями стека та регістрів. Вони перезаписують конкретні місця пам'яті адресами, що вказують на модулі в програмі або спільних бібліотеках. Контролюючи потік виконання та ретельно розташовуючи модулі, зловмисник може перенаправити програму для виконання дій, не запланованих її основною функціональністю.
Поради з профілактики
Ось кілька порад із профілактики для захисту від атак програмування, орієнтованих на повернення:
Запобігання виконанню даних (DEP): Увімкніть DEP, функцію безпеки, яка позначає області пам'яті як невиконувані. DEP допомагає запобігати атакам із перевантаженням буфера, включаючи ROP, блокуючи виконання шкідливого коду, впровадженого в області даних. Позначаючи ці області як невиконувані, DEP блокує виконання коду, завантаженого в них, що ефективно запобігає атакам ROP.
Рандомізація розміщення адресного простору (ASLR): Впровадьте ASLR, техніку безпеки, яка рандомізує адресний простір процесу. ASLR ускладнює зловмисникам передбачення місця розташування модулів, оскільки їм потрібно динамічно знаходити їхні адреси. Рандомізуючи розміщення пам'яті, ASLR знижує ефективність атак ROP і підвищує бар'єр для зловмисників.
Регулярні оновлення програмного забезпечення: Постійно оновлюйте програмне забезпечення та операційні системи останніми патчами та оновленнями безпеки. Зловмисники часто експлуатують відомі вразливості для здійснення атак ROP. Швидко застосовуючи патчі, ви можете зменшити ризик бути націленими через ці вразливості.
Підписування та верифікація коду: Впровадьте підписування коду для перевірки автентичності та цілісності програмного забезпечення та виконуваного коду. Підписування коду забезпечує виконання тільки авторизованого та довіреного коду на системі, запобігаючи використанню існуючих фрагментів коду для шкідливих цілей.
Виконуючи ці заходи профілактики, організації можуть значно знизити ризик стати жертвою атак програмування, орієнтованих на повернення.
Приклади атак програмування, орієнтованих на повернення
Приклад 1: Виконання шелл-коду
Одне з поширених застосувань програмування, орієнтованого на повернення, полягає у виконанні шелл-коду, що дозволяє зловмиснику отримати контроль над цільовою системою. Зловмисник створює ROP-ланцюг, який перенаправляє потік управління програми на серію модулів, в результаті чого виконується шелл-код. Після виконання шелл-коду зловмисник може взаємодіяти з компрометованою системою, здійснюючи різні шкідливі дії.
Приклад 2: Підвищення привілеїв
Програмування, орієнтоване на повернення, також може використовуватися як техніка підвищення привілеїв. Експлуатуючи вразливості в цільовій системі, зловмисник може використовувати ROP для з'єднання модулів, що підвищують його привілеї. Це дозволяє зловмиснику отримувати доступ до чутливих ресурсів, змінювати конфігурації системи або виконувати інші дії, які в іншому випадку були б обмежені.
Пов'язані терміни
Ось деякі пов'язані терміни, які є актуальними для розуміння програмування, орієнтованого на повернення:
Запобігання виконанню даних (DEP): DEP – це функція безпеки, яка позначає певні області пам'яті як невиконувані. Вона допомагає запобігати атакам із перевантаженням буфера, включаючи ROP, блокуючи виконання шкідливого коду, впровадженого в області даних.
Рандомізація розміщення адресного простору (ASLR): ASLR – це техніка безпеки, яка рандомізує адресний простір процесу. Вона ускладнює зловмисникам передбачення місця розташування модулів під час атак ROP, оскільки розміщення пам'яті змінюється між різними виконаннями.
Перевантаження буфера: Перевантаження буфера – це вразливість, яка дозволяє зловмиснику записати більше даних у буфер, ніж він може обробити. Це може призвести до пошкодження суміжної пам'яті та потенційно бути використаним для проведення атак ROP або інших типів атак із впровадженням коду.
Ознайомившись із цими пов'язаними термінами, ви зможете глибше зрозуміти концепції та технології, пов'язані з програмуванням, орієнтованим на повернення.