سرریز بافر

سرریز بافر
در امنیت کامپیوتر و برنامه نویسی، سرریز بافر، و یا تاخت و تاز کردن بافر، یک استثنا است که در آن برنامه، در حالی که نوشتن داده ها به بافر، عدم تخطی از مرز بافر و رونویسی حافظه مجاوراست. این یک مورد خاص از نقض ایمنی حافظه است.

سرریزهای بافر توسط ورودی طراحی شده اند که برای اجرای کد، و یا راه عمل برنامه را تغییر می دهند، باعث شده است. این امر ممکن است در رفتار نامنظم، از جمله خطاهای دسترسی به حافظه، نتایج نادرست، تصادف، یا نقض امنیت سیستم منجر شود. بنابراین، آنها اساس بسیاری از آسیب پذیری های نرم افزار است و می تواند مخرب مورد سوء استفاده قرار بگيرند.

زبان برنامه نویسی معمولا با سرریزهای بافر همراه عبارتند از C و C + +، ساخته شده است، در حفاظت در برابر دسترسی و یا جای نوشتن داده ها در هر بخشی از حافظه و انجام به طور خودکار نیست بررسی کنید که داده ها به آرایه (ساخته شده در نوع بافر) داخل مرزهای آن آرایه نوشته شده است.
توصیف فنی
سرریز بافر هنگامی رخ می دهد که داده ها نوشته شده به یک بافر، با توجه به مرزهای کافی بررسی، فساد مقادیر داده در حافظه آدرس مجاور به بافر اختصاص داده است. شایع ترین این زمانی اتفاق می افتد که کپی کردن رشته از کاراکتر ها از یک بافر به دیگری است.
مثال پایه ای

در مثال زیر، یک برنامه تعریف شده دو داده که مجاور در حافظه: 8-بایت بافر رشته ای، A، و یک عدد صحیح دو بایتی، B. در ابتدا،A دارای هیچ چیزی صفر بایت و B شامل شماره 1979. طول هر کاراکتر یک بایت است.

variable name	A								B
value	[null string]								1979
hex value	00	00	00	00	00	00	00	00	07	BB

در حال حاضر، برنامه اقدام به ذخیره سازی رشته تهی پایان "بیش از حد" در بافرA . با شکست چک کردن طول رشته، آن را رونویسی مقدار B:

variable name	A								B
value	'e'	'x'	'c'	'e'	's'	's'	'i'	'v'	25856
hex	65	78	63	65	73	73	69	76	65	00

با وجودی که برنامه نویس قصد ندارد برای تغییر B در مقدار B در حال حاضر تعداد شکل گرفته از بخشی از رشته کاراکتر جایگزین مي شود. در این مثال، بر روی یک سیستم big-endian است که با استفاده از ASCII، "E" به دنبال یک بایت صفر تبدیل شدن به تعداد 25256 است.

اگر B تنها متغیر قلم دوم از اقلام داده های تعریف شده توسط برنامه بود، نوشتن یک رشته طولانی که رفت و گذشته از B می تواند باعث خطا مانند گسل تقسیم بندی شود، فسخ این روند بود.

مثال پایه ای
تکنیک بهره برداری از آسیب پذیری سرریز بافر در معماری متفاوت است، سیستم عامل و منطقه حافظه است. به عنوان مثال، راه اندازی و بهره برداری در پشته (برای حافظه به صورت پویا اختصاص داده شده استفاده می شود)، بسیار متفاوت است از بهره برداری در پشته تماس است.
پشته مبتنی بر بهره برداری:
کاربر تمایل به لحاظ فنی ممکن است سرریزهای بافر مبتنی بر پشته این برنامه برای دستکاری در یکی از راه های مختلفی را به نفع خود بهره برداری كند:
با جای نوشتن یک متغیر محلی است که در نزدیکی بافر در حافظه در پشته به تغییر رفتار از برنامه ای که ممکن است مهاجم بهره مند شوند
با جای نوشتن آدرس برگشت در قاب پشته. پس از بازده عملکرد، اجرا خواهد شد در آدرس برگشت، به عنوان مهاجم، معمولا پر از بافر ورودی کاربر را مشخص سر گرفته شود.
با جای نوشتن تابع یک اشاره گر، و یا برنامه کنترل استثنا است که پس از آن اجرا شده است.
با استفاده از یک روش به نام "trampolining"، در صورتی که آدرس داده های کاربر را تامین ناشناخته است، اما محل در ثبت نام ذخیره می شود، و سپس آدرس برگشت، می تواند با آدرس شناسنده رونویسی است که باعث می شود که اجرای حکم اعدام به پرش تامین شده توسط کاربر داده است. اگر محل در ثبت نام R ذخیره می شود، سپس پرش محل حاوی شناسنده برای مراجعه R، تماس R و یا دستور العمل مشابه، اعدام از داده های کاربر عرضه می شود.محل opcodes مناسب، و یا بایت در حافظه، می تواند در DLL ها و یا اجرایی خود را در بر داشت. با این حال آدرس شناسنده به طور معمول هر کاراکتر تهی نیست و محل این opcodes ها می تواند در میان برنامه ها و نسخه های سیستم عامل متفاوت باشد. پروژه Metasploit یک پایگاه داده های چنین opcodes مناسب است، هر چند تنها افراد موجود در سیستم عامل ویندوز ذکر شده است.
هیپ، مبتنی بر بهره برداری:
سرریز بافر در منطقه پشته داده به عنوان یک سرریز پشته اشاره می شود و بهره برداری را به شیوه ای متفاوت از سرریزهای مبتنی بر پشته انجام مي دهد. حافظه پشته به صورت پویا توسط برنامه در زمان اجرا اختصاص داده شده و به طور معمول شامل داده های برنامه مي باشد. استثمار با فساد این داده ها در روش های خاص باعث می شود برنامه را بازنویسی سازه های داخلی مانند اشاره گر لیست پیوندی انجام می شود. روش سرریز پشته استاندارد، رونویسی پیوندی تخصیص حافظه های پویا (مانند داده های meta malloc) و با استفاده از ارز اشاره گر منجر به بازنویسی برنامه اشاره گر تابع است.
موانع استثمار:
دستکاری بافر رخ می دهد که قبل از آن خوانده می شود و یا اعدام شده است، ممکن است منجر به شکست تلاش بهره برداری شود. این دستکاری می تواند تهدید از بهره برداری، کاهش، اما ممکن است آن را غیر ممکن سازد. دستکاری می تواند تبدیل به بالا و یا پایین تر مورد، حذف metacharacters و فیلترینگ از رشته های غیر الفبایی باشد.

با این حال، تکنیک ها يي برای دور زدن این فیلتر و دستکاری وجود داشته باشد ؛کد عدد و الفبایی، کد های چند شکلی، خود را تغییر کد و بازگشت به حملات-libc.از روش مشابه می تواند مورد استفاده قرار گیرد برای جلوگیری از شناسایی توسط سیستم های تشخیص نفوذ است. در برخی موارد، از جمله که در آن کد را به یونیکد تبدیل شده،  خطر از آسیب پذیری شده اند تحریف توسط disclosers  به عنوان انکار تنها از خدمات که در واقع اعدام از راه دور کد دلخواه، امکان پذیر است. 

نکات بهره برداری :

در دنیای واقعی سوء استفاده های مختلف از چالش های است که باید بر طرف شود برای سوء استفاده به عمل قابل اعتماد وجود دارد. این عوامل عبارتند از بایت های پوچ در آدرس ها، تنوع در محل شل کد، تفاوت میان محیط های مختلف مقابله با اقدامات در عمل است. 

NOP روش سورتمه:
NOP-سورتمه قدیمی ترین و روش به طور گسترده ای شناخته شده برای موفقیت بهره برداری از یک سرریز بافر پشته است. راه حل این مشکل ، پیدا کردن آدرس دقیق از بافر به طور موثر افزایش اندازه از منطقه هدف است. برای انجام این بخش بسیار بزرگتر از پشته ها را با دستور العمل دستگاه بدون عملیات خراب شده است. در پایان از داده های مهاجم تامین، پس از دستورالعمل های بدون عمل، دستور العمل به انجام پرش نسبت به بافر که در آن شل كد واقع شده است. این مجموعه ای از هیچ OPS به عنوان "NOP-سورتمه" می گویند چرا که اگر آدرس بازگشت با هر آدرس در منطقه بدون عملیات بافر رونویسی است از آن خواهد شد "اسلاید" پایین بدون-OPS تا آن را به کد مخرب واقعی پرش در پایان هدايت مي شود. این روش نیاز به مهاجم که در پشته NOP-سورتمه است به جای استفاده ازشل كد نسبتا کوچک ،آن راحدس زد.
از آنجا که از محبوبیت از این روش، بسیاری از فروشندگان سیستم های پیشگیری از نفوذ این الگوی دستورالعمل دستگاه بدون عملیات در تلاش برای شناسایی شل کد در استفاده از جستجو می باشد. این مهم است توجه داشته باشید که NOP-سورتمه لزوما شامل دستورالعمل دستگاه تنها سنتی بدون عملیات، دستور العمل ها که ماشین حالت به یک نقطه که در آن شل کد اجرا نمی شوند ومی تواند از سخت افزار مورد استفاده قرار می گیرد. در نتیجه آن سورتمه روش معمول برای بهره برداری نویسندگان بدون عملیات با دستورالعمل که هیچ اثر واقعی در مورد اعدام شل کد نوشتن تبدیل شده است.