DEP和ASLR的原理与破解介绍

一、什么是DEP?

数据执行保护(DEP)(Data Execution Prevention) 是一套软硬件技术,能够在内存上执行额外检查以帮助防止在系统上运行恶意代码。在 Microsoft Windows XP Service Pack 2及以上版本的Windows中,由硬件和软件一起强制实施 DEP。

支持 DEP 的 CPU 利用一种叫做“No eXecute 不执行”的技术识别标记出来的区域。如果发现当前执行的代码没有明确标记为可执行(例如程序执行后由病毒溢出到代码执行区的那部分代码),则禁止其执行,那么利用溢出攻击的病毒或网络攻击就无法利用溢出进行破坏了。如果 CPU 不支持 DEP,Windows 会以软件方式模拟出 DEP 的部分功能。

 

DEP(Data execution protect)数据执行保护,这个功能需要操作系统和硬件的共同支持才可以生效。DEP的原理就是在系统的内存页中设置了一个标志位,标示这个内存页的属性(可执行)。

在硬件上这个工作就交给了CPU来完成,intel CPU在内存页中设置了XD标志位,amd CPU在内存页中设置了NX标志位,都标志了内存页的执行权限。

 

在操作系统方面,windows xp sp2从开始支持DEP的功能,但是必须将操作系统运行在PAE(Physical address extension)模式下,即使用硬件的这个标志位。

  • WINXP SP2 默认 /NOEXECUTE = OPTIN;DEP只是对一些必须的windows程序和服务起效。
  • WIN2K3 SP1默认 /NOEXECUTE = OPTOUT;DEP对所有的windows程序和服务起效,除非是用户自己排除的程序。

 

二、什么是ASLR?

ASLR是一种针对缓冲区溢出的安全保护技术,通过对堆、栈、共享库映射等线性区布局的随机化,通过增加攻击者预测目的地址的难度,防止攻击者直接定位攻击代码位置,达到阻止溢出攻击的目的。如今Linux、FreeBSD、Windows等主流操作系统都已采用了该技术。(虚拟地址)此技术需要操作系统和软件相配合。PE头文件中会设置 IMAGE_DLL_CHARACTERISTICS_DYNAMIC_BASE标示来说明其支持 ASLR。

 

ASLR(Address space layout randomization)windows系统中运行的同一个程序其模块加载的地址空间是随机的,也是防止恶意代码攻击的一种手段。(纯系统级别的实现)我们自己编写的程序或者链接库,可以通过设置一个链接选项,Project Property -> Configuration Properties -> Linker -> Advanced -> Randomized Base Address,来设置是否支持ASLR?

 

在linux中使用此技术后,杀死某程序后重新开启,地址换。

在windows中使用此技术后,杀死进程后重新开启,地址不换,重启才会改变。

 

绕过DEP的方法

直接利用程序中没有ASLR特性的模块,寻找能够利用的汇编指令,xchg eax, esp   retn,   pop ebx      retn等等,找到这些特殊的指令,接下来就是构造一个适合这些指令使用的栈数据了,这个执行过程就利用原来模块的执行内存,我们的栈数据也仍然是作为数据使用,不会被DEP检测到。

比如WinExec、system已经在程序中被调用,我们只需要将调用处的地址拿过来,放到ret语句中,并配置好适当的参数。这种方式非常巧妙,都不需要写入一堆代码到内存中,但是前提是你需要使用的API原来程序中都有。

 

调用参数 覆盖方向—> /bin/sh
虚假的返回地址
返回地址 system函数的入口地址
EBP上层函数堆栈基址 溢出的变量覆盖区域,

在这里填充适当的数据,

作为system函数的参数。

(调用其他的API也是类似)

异常处理代码入口地址

(如果函数设置异常处理)

局部变量

 

有了上面执行API的条件,我们就可以利用以下方法,改变进程或者内存页的DEP属性。

1、通过调用API赋予内存可执行的权限,包括VirtualAlloc HeapCreate等函数,可以改变内存页的执行属性。

2、通过调用API取消系统对本进程的DEP检测,SetProcessDEPPolicy,但是使用这个函数需要满足条件:

# 操作系统是vista sp1、winxp sp3、win2k8

# 操作系统DEP的模式设置为OPTIN OPTOUT,如果是AlwaysON就没有办法了。

3、通过NT!NTSetInformationProcess函数关闭本进程的DEP检测,nt5.1都可以实现,vista版本也可以,但是vista sp1之后就不行了。

4、通过WriteProcessMemory把执行代码写入到可执行的内存页中。

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发布日期:2019年10月24日 20:43:19  所属分类:经验
最后更新时间:2019-10-24 20:43:19
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