38、软件安全中的缓冲区溢出与整数溢出防范策略

软件安全中的缓冲区溢出与整数溢出防范策略

1. 缓冲区溢出攻击防范

缓冲区溢出攻击是软件安全的一大威胁，防范该攻击可从软件和硬件两方面入手，检测技术可分为以下四类：
- 静态分析 ：有一些工具如 Frama - C 和 KLEE 可用于检测缓冲区溢出漏洞。静态分析器会在静态时检查代码，搜索用户代码中数组和指针的使用情况，并尽可能遍历更多控制路径来验证缓冲区溢出的边界条件。还有许多其他静态检测方法。
- 编译器修改 ：当用户有源代码时，可使用修改后的编译器自动插入缓冲区溢出检测代码，如 StakeGuard、ProPolice、StackShield、RAD 等。
- ProPolice 编译器会重新排列程序变量，将数组放在指针前面以防止间接攻击，局部变量放在参数指针后面以方便检测缓冲区溢出。
- RAD 作为 GCC 编译器的补丁，会在函数调用的前后插入检测代码，并将返回地址存储起来。
- 操作系统修改 ：OpenBSD 是检测和防范缓冲区溢出的综合改进方案之一。开发者通过结合栈间隙随机化和 ProPolice 编译器修改二进制文件，使攻击更困难。同时，修改操作系统分配的内存段，尽量移除执行权限。Libsafe 会对所有函数调用强制执行安全函数，这些安全函数会检查缓冲区的边界条件。
- 硬件修改 ：SmashGuard 提出修改 CALL 和 RET 操作码的微代码指令，在处理器内存上创建一个辅助栈。修改后的 CALL 指令会在主栈保留返回地址的同时，在辅助栈存储一份副本。RET 指令执行返回时，会比较主栈和辅