Windows安全机制---数据执行保护：DEP机制

最新推荐文章于 2024-08-28 00:58:00 发布
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分类专栏： 二进制漏洞
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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/m0_37809075/article/details/83008617
本文深入探讨了Windows安全机制中的数据执行保护(DEP)原理及其绕过方法，包括利用ZwSetInformationProcess关闭DEP、通过VirtualProtect或VirtualAlloc执行shellcode，以及利用.NET和Java applet进行攻击。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

文章目录

Windows安全机制

微软关于内存保护机制

  1. GS编译技术
  2. SEH的安全校验机制
  3. Heap Cookie，Safe Unlinking等一系列堆安全机制
  4. DEP数据执行保护
  5. ASLR加载地址随机
  6. SEHOP SEH的覆盖保护

数据执行保护：DEP机制

原理

DEP的主要作用是阻止数据页（默认的堆，栈以及内存池页）执行代码。分为软件DEP和硬件DEP，其中软件DEP就是SafeSEH。而硬件DEP操作系统会通过设置内存页的NX/XD属性标记是否运行在本页执行指令。

计算机中设置
在这里插入图片描述
DEP分为4种工作态

  1. Optin：默认仅保护Windows系统组件
  2. Optout：为排除列表程序外的所有程序和服务启用DEP
  3. AlwaysOn：对所有进程启用DEP保护
  4. AlwaysOff：对所有进程都禁用DEP

调试器中设置
在这里插入图片描述
Visual Studio 2008之后默认开启DEP保护，编译的程序会在PE头中设置 IMAGE_DLLCHARACTERISTICS_NX_COMPAT标识，这个标识就在结构体IMAGE_OPTIONAL_HEADER 中DllCharacteristics，如果这个值被设为了0x0100表示采用了DEP保护编译。
局限性

  1. 并不是所有的CPU都支持DEP
  2. 由于兼容性，不可能对所有的进程开辟DEP保护，这样会出现异常。对一些第三方插件DLL和ATL7.1或以前的程序版本，不会开启。
  3. 编译器中的/NXCOMPAT选项生成的程序，只会在Windows Vista以上的系统有效，在之前的系统会被忽略。
  4. 系统提供了某些API函数可以来控制DEP状态，早期的一些系统可以调用这些函数。
绕过
攻击未启用的DEP程序

并不是只要CPU和操作系统支持DEP，所有程序就安全，对于一些进程来说，只要有某一个模块不支持DEP，就不能开启DEP。
在这里插入图片描述
在win7下也有许多的程序没有启用DEP

利用Re2Libc挑战DEP
跳转到ZwSetInformationProcess函数将DEP关闭再转入shellcode执行

原理
一个进程的DEP设置标识保存在KPROCESS结构中的_KEXECUTE_OPTIONS 上，这个标识可以通过API函数ZwQueryInformationProcess 和 ZwSetInformationProcess 进行查询和修改。
在系统中找出一处关闭进程DEP的调用，微软有一个LdrpCheckNXCompatibility函数，当出现DLL收到SafeDisc保护的时候（函数中体现为al=1的时候），就会调用ZwSetInformationProcess函数进行关闭dep，所以我们可以在调用这个函数前把al的值改掉，就能够关闭dep
在这里插入图片描述
只有CMP AL，1成立程序才能继续执行，找到一个指令把AL修改为1，然后转到0x7C93CD6F执行。就会关闭DEP，然后retn跳到shellcode上。

实验
环境

  1. XP sp3 关闭DEP
  2. VS 2008 关闭GS和SafeSEH，release版本，关闭优化

步骤

  1. 查找类似于MOV AL,1 RETN指令
    在这里插入图片描述
    将7C92E252覆盖为函数的返回地址

  2. 利用OllyFindAddr查找关闭DEP的代码位置
    在这里插入图片描述

  3. 修补ebp 在这里插入图片描述
    进入关闭DEP的代码位置处会跳转，跳到如图位置，会给ebp-4处赋值，而ebp在溢出的时候被破坏了，是90909090，就会出现错误。因此在进入关闭DEP的代码位置的时候要使得ebp指向的值是一个可写的位置。借助OllyFindAddr。 在这里插入图片描述
    但是当下寄存器只有esp的值是可写的地址，所以用push esp pop ebp ret 4

  4. 整理ebp和esp
    在这里插入图片描述
    在执行完push esp pop ebp ret 4后，ebp变成了B0，esp变成了B8。当再压入参数的时候。esp会加4，当压入两个参数的时候，ebp就会被破坏掉。所以esp应该在低地址，ebp应该在高地址
    在这里插入图片描述
    在调用ZwSetInformationProcess的时候，有三个参数的压栈操作，其中push 0x22会影响到原来的参数2，但是22和2的效果一致都能关闭DEP
    在这里插入图片描述
    但是在关闭DEP往回跳转的时候，这个位置也出现了错误00000004是之前push的4，这里的原来返回地址也被冲刷了。所以要减小esp或者增大ebp。

  5. 夺回程序的控制权 在这里插入图片描述
    通过retn 0x28指令，来使esp增加0x28个字节。在关闭DEP前加入增加esp的指令地址
    在这里插入图片描述
    在DEP关闭后，retn的地址在12FE04处是我们可以控制的地址，在这里填充一个jmp esp指令的地址。跳到栈的位置，然后再在的位置布置一个短跳转往前跳到shellcode的位置
    shellcode
    “\x90\x90\x90\x90”
    “\x52\xE2\x92\x7C”//MOV EAX,1 RETN地址
    “\x85\x8B\x1D\x5D”//修正EBP retn 0x4
    “\x19\x4A\x97\x7C”//增大ESP
    “\xB4\xC1\xC5\x7D”//jmp esp
    “\x24\xCD\x93\x7C”//关闭DEP代码的起始位置 retn 0x4
    “\xE9\x33\xFF\xFF”
    “\xFF\x90\x90\x90”
    结果
    在这里插入图片描述

跳转到VirtualProtect函数来将shellcode 所在内存页设置为可执行状态，然后转入shellcode执行

原理
在kernel32.dll中，提供了VirtualProtect函数来修改内存属性。

BOOL VirtualProtect（
LPVOID lpAddress        shellcode 所在内存空间起始地址
DWORD dwSize            shellcode大小
DWORD flNewProtect      0x40
PDWORD lpflOldProtect   某个可写地址
）

但是参数中包含0x00，strcpy在复制字符串时候会截断。所以只能攻击memcpy函数。

实验
环境
步骤
shellcode
结果

跳转到VIrtualAlloc函数开辟一段具有执行权限的内存空间，然后将shellcode复制到这段内存执

原理
在kernel32.dll中使用VirtualAlloc函数来申请一段具有可执行属性的内存，把第一跳设为Virtual函数地址，然后将shellcode复制到申请的内存空间中。

LPVOID WINAPI VirtualAlloc{
	_in_opt	LPVOID	lpAddress,	申请内存区域的地址
	_in			SIZE_T	dwSize,		申请的大小
	_in			DWORD	flAllocationType,	申请内存区域的类型
	_in			DWORD	flProtect		访问控制类型如读，写，执行的权限
};

实验
环境
步骤
shellcode
结果

利用可执行内存

原理
有的时候在进程空间会有一段可读可写可执行的内存。将shellcode复制到这段内存中，并劫持流程。
实验
环境

  1. XP sp3 关闭DEP
  2. VS 2008 关闭GS和SafeSEH，release版本，关闭优化
    步骤
    shellcode
    结果
利用.NET攻击
利用Java applet

原理
Java applet控件与.NET控件类似，都可以被IE加载到客户端，而且这些控件的内存空间都具有可执行属性。所以可以将shellcode放在控件的内存中
条件
具有溢出漏洞的ActiveX控件
包含有shellcode的Java applet
可以触发ActiveX控件的POC界面
步骤
1.把含有shellcode的Java applet编译成class文件
2.用POC页面加载这个.class文件和具有溢出漏洞的ActiveX控件。

<html>
<body>
<applet code=Shellcode.class width=300 height=50></applet> //包含.class文件
<script>alert("开ྟ溢出!");</script>
<object classid="clsid:39F64D5B-74E8-482F-95F4-918E54B1B2C8" id="test"> </object>//包含ActiveX控件
<script>
var s = "\u9090";
while (s.length < 54) {
s += "\u9090";
}
s+="\u04EC\u1001";
test.test(s);
</script>
</body>
</html>

3.找到shellcode起始地址，覆盖为函数的返回地址

BypassDEP(数据执行保护)
weixin_45012273的博客
02-17 1121
介绍 DEP的主要作用是阻止数据页（默认的堆，栈以及内存池页）执行代码。用来弥补计算机对数据和代码混淆这一天然缺陷的。 DEP 的基本原理是将数据所在内存页标识为不可执行，当程序溢出成功转入 shellcode 时， 程序会尝试在数据页面上执行指令，此时 CPU 就会抛出异常，而不是去执行恶意指令。 Vs设置DEP 在使用VS编译的时候也有DEP选项。(VS2019示例)默认情况下是开启的。 通过右键单击项目属性–>链接器–>高级–>DEP保护。 目标程序 //******
《Windows安全机制》之DEP(数据执行保护)
weixin_43742894的博客
06-02 6155
Windows安全机制第二弹——DEP保护，上一篇《Windows安全机制——ASLR(地址随机化)及如何关闭ASLR》，地址如下：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43742894/article/details/105702886 ...
DEP(数据执行保护)介绍
私_有_云
03-28 3423
简介 DEP - 数据执行保护的缩写，Data Execution Prevention。 数据执行保护 (DEP) 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、 Microsoft Windows Server 2003 Service Pack 1 、Microsoft Win
数据执行保护DEP
u010654697的专栏
08-14 1556
由于许多通用的漏洞利用方法和大量的蠕虫! 微软决定在硬件层和软件层加入内存保护。所以从windows XP SP2 (Windows XP Tablet PC Edition 2005) , Windows Server 2003 Service Pack 1 (OS level) 开始、从 visual studio 2003 (编译器方面)开始加入了许多内存保护功能。 我简单的介绍下
关于DEP - 数据执行保护
天翼之城
05-01 948
DEP - 数据执行保护的缩写数据执行保护 (DEP) 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、 Microsoft Windows Server 2003 Service Pack 1 和 Microsoft Windows XP Tablet PC Edition 2005 中，由硬件
有关DEP(数据执行保护)的一点研究
ayang1986的专栏
01-16 1263
2006-11-02 flyingkisser 国外在这个方面的研究已经比较成熟了，04年DEP刚出来没多久俄罗斯某黑客组织就宣称这个东西他们已经可以攻破 后来，美国的nologin组织也发了一篇paper，专门说如何绕过硬件DEP保护的。 而国内在此方面的讨论好像不多，似乎焦点上有人讨论过。 我这里主要说的是软DEP，非硬件DEP，所以深度上估计明显打了折扣。 不过没关系，软DEP
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在开发过程中，开发者可能会遇到一个问题：当尝试使用Delphi 7编译的程序调用WebService时，由于Windows的数据执行保护（DEP，Data Execution Prevention）机制，程序可能会遭遇运行错误。DEP是一种安全特性，旨在...
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本文详细介绍了利用ROP（Return-Oriented Programming，面向返回编程）技术绕过DEP（Data Execution Prevention，数据执行保护）的方法及其原理。文中首先解释了溢出攻击和DEP保护机制的工作原理，并说明了DEP在32位...
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数据执行保护（DEP，Data Execution Prevention）是微软在Windows操作系统中引入的一项安全特性，旨在保护用户的计算机免受病毒和恶意软件的侵害。这个特性在Windows XP Service Pack 2及后续版本中开始启用，主要是...
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十年磨一剑，霜刃未曾试!
07-21 2422
数据执行保护 =  DEP = Data Excute Protection
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qw6r5的博客
08-28 2030
2. **仅为基本Windows程序和服务启用DEP**：这种模式被称为“Option”，它只对Windows系统组件和服务启用DEP保护，而对其他第三方应用程序则不启用。1. **为所有程序和服务启用DEP**：这种模式被称为“AlwaysOn”，它为所有程序和服务启用了DEP保护，不允许任何程序从受保护的内存区域执行代码。相反，选择“仅为基本Windows程序和服务启用DEP”则仅对Windows系统组件和服务提供保护，这可以减少对第三方程序的干扰，但相应地降低了对某些潜在威胁的防护。
Win7x64 Win2012系统启用和关闭DEP数据保护执行！
wangxingps的博客
05-03 1508
禁用后：高级-设置-不能选择选项。亲测可用：w7 x64。
关于Windows 7下的DEP（数据执行保护）
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注：本文版权归IT专家网所有，未经授权请勿转载！ DEP(Data Execution Prevention)即“数据执行保护”，这是Windows的一项安全机制，主要用来防止病毒和其他安全威胁对系统造成破坏。微软从Windows XP SP2引入了该技术，并一直延续到此后的Windows Server 2003、Windows Server 2008中。毫无...
关于DEP(数据执行保护)的分析
coder
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转发的一篇关于DEP数据执行保护的分析文章，写的比较深入．
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11-14 2万+
一、原理 　　DEP - 数据执行保护的缩写，Data Execution Prevention。 他是一套软硬件技术，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。其基本原理是将数据所在内存页标识为不可执行，当程序溢出成功转入shellcode时，程序会尝试在数据页面上执行指令，此时CPU就会抛出异常，而不是去执行恶意指令。如图所示           DEP 的主要作用是阻
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最近在编译j2me的开源
Windows 7下的DEP解析
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02-12 725
      DEP(Data Execution Prevention) 即“数据执行保护”，这是 Windows 的一项安全机制，主要用来防止病毒和其他安全威胁对系统造成破坏。微软从 Windows XP SP2 引入了该技术，并一直延续到此后的 Windows Server 2003 、 Windows Server 2008 中。毫无例外，在Windows 7 中 DEP 也作为一项安全机制被引入进来。本文将对 Windows 7 下的 DEP 进行一番解析。 1、 DEP 的安全机制    
Windows下DEP保护机制详解及其绕过
WdIg-2023的博客
04-09 1400
在开始DEP保护机制的介绍之前，想一想没有开保护时我们的攻击过程，以及开了我们前面介绍的GS和SafeSEH保护的攻击过程，相信大家都能发现一个问题：就是我们本来写入数据区的数据被当作代码执行了，那么站在一个开发者的角度，我们该如何避免这种问题？
idea中 @Autowired private IStudentsService studentsService; 此处画红色波浪线报错studentsService;
最新发布
04-03
### 解决 IntelliJ IDEA 中 `@Autowired` 注解导致的红色波浪线错误 在使用 Spring 框架时，如果遇到 `@Autowired` 注解下的依赖注入对象显示为红色波浪线错误或者黄色警告的情况，通常是由以下几个原因引起的： #### 1. **Spring 插件未启用** 如果 Spring 支持插件未被激活，则可能导致 IDE 无法识别 `@Autowired` 或其他 Spring 特定的功能。可以通过以下方式解决问题： - 打开设置菜单：`File -> Settings -> Plugins`。 - 确认已安装并启用了名为 “Spring Framework Support” 的官方插件[^1]。 #### 2. **项目配置文件缺失或不正确** Spring 需要通过 XML 文件、Java Config 类或其他形式来定义 Bean 定义。如果没有正确加载这些配置文件，可能会导致 `@Autowired` 报错。 - 确保项目的 `applicationContext.xml` 或者基于 Java 的配置类（带有 `@Configuration` 和 `@Bean` 注解）已被正确定义和引入。 - 对于 Spring Boot 项目，确认是否存在 `spring.factories` 文件以及是否包含了必要的组件扫描路径[^3]。 #### 3. **模块依赖关系问题** 当前模块可能缺少对 Spring Core 或 Context 组件库的有效引用。这可能是由于 Maven/Gradle 构建工具中的依赖项声明不足造成的。 - 检查 `pom.xml` (Maven) 或 `build.gradle` (Gradle)，确保包含如下核心依赖之一： ```xml <!-- For Maven --> <dependency> <groupId>org.springframework</groupId> <artifactId>spring-context</artifactId> <version>${spring.version}</version> </dependency> ``` ```gradle // For Gradle implementation 'org.springframework:spring-context:${springVersion}' ``` - 更新项目依赖树以应用更改：右键点击项目根目录 -> `Maven -> Reload Project` 或运行命令 `./gradlew build --refresh-dependencies`。 #### 4. **IDE 缓存损坏** Intellij IDEA 的缓存机制有时会因各种因素而失效，从而引发误报错误。清除缓存可以有效缓解此类情况。 - 使用快捷组合键 `Ctrl + Alt + Shift + S` 进入项目结构对话框；也可以尝试执行操作序列：`File -> Invalidate Caches / Restart... -> Invalidate and Restart`. #### 5. **启动异常影响正常解析** 若之前存在类似 `com.intellij.diagnostic.PluginException` 的严重初始化失败日志记录，则表明某些关键服务未能成功加载，进而干扰到后续功能表现[^2]。建议重新下载最新稳定版本的 IDEA 并按照标准流程完成初次部署工作。 ```java // 示例代码片段展示如何正确运用 @Autowired 注解实现自动装配 @Service public class StudentService { private final Repository repository; public StudentService(@Qualifier("specificRepository") Repository repo){ this.repository = repo; } } @Component class SpecificComponent{ @Autowired private transient StudentService studentService; // 此处应无任何编译期告警现象发生 } ```
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