38、Marlin：抵御ROP攻击的细粒度随机化方法

Marlin：抵御ROP攻击的细粒度随机化方法

1. 引言

软件漏洞利用的发展呈现出一场军备竞赛的态势。早期的栈溢出攻击逐渐演变为基于堆的代码注入攻击。为了应对这些攻击，防御者采用了诸如金丝雀字、指令集随机化、基地址随机化等技术。然而，攻击者总能找到绕过这些防御的方法，执行注入的恶意代码。随后，防御者引入了写执行（W ⊕ X）策略，防止注入代码的执行。为了绕过这一策略，返回导向编程（ROP）等代码复用攻击应运而生，攻击者利用现有代码而非注入自己的代码来实现恶意目的。

传统的地址空间布局随机化（ASLR）仅随机化代码段的起始地址，在32位机器上，由于可能的起始地址有限，系统容易受到暴力破解攻击。升级到64位虽然有所帮助，但并非通用解决方案，且攻击者可以利用信息泄漏绕过随机化防御。

我们提出的Marlin方法通过将应用二进制文件拆分为函数块并进行随机打乱，显著增加了系统的熵。这种方法可以应用于任何ELF二进制文件，无需源代码，并且在加载时透明执行，确保每次执行的进程内存映像都是唯一的。与其他方法相比，Marlin解决了现有方法的诸多局限性，提供了强大而高效的防御。

2. 背景和相关工作

2.1 返回导向编程（ROP）

ROP是一种从基于栈的缓冲区溢出发展而来的漏洞利用技术。攻击者通过精心构造软件栈上的地址序列，操纵ret指令语义，跳转到现有代码中的小二进制指令序列（gadgets）的起始地址，从而执行任意计算。ROP技术适用于多种架构，可用于创建rootkit、注入代码到哈佛架构以及在Android系统中进行权限提升等。

2.2 防御方法

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