細粒度堆隨機化技術(shù)研究

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2、１．參：＞＇ｆＶｒ，：ｖ—’．；；全方向網(wǎng)＇＾ｖ當(dāng)；．氣授ｎ教郵／ｘ＇．．Ｐｒ－；．＇＾；，＇．．嶺；ｖ；‘、；、；、￥．；，＇．啥；１契ｖ：０爭，＞＇馨．．Ｖ．薦％／ｖ屬．Ｖ乃，．＇．；：感，Ｓ２月Ｉ．：．．Ｔ．，．‘．公．＇：■’■Ｉ蕩．，．．’一‘，．＾＇．ｆ０與－＇在－：＇’‘＞．囊．．：ｉ苗＜ｆ／紀(jì)聲．－＇皆．苗髮，為腳＜；學(xué)號；ＭＧ１３３２０１２論文答辯日期：２０１６年５月１８曰指導(dǎo)教師：（簽字）細粒度堆隨機化技術(shù)研究作者：秦戈戈指導(dǎo)教師：鄭

3、滔教授南京大學(xué)研究生畢業(yè)論文（申請工學(xué)碩±學(xué)位）南京大學(xué)軟件學(xué)院２０１６年５月Ｆ－－ｉｎｅｇｒａｉｎｅｄＨｅａｐＲａｎｄｏｍｉｚａｔｉｏｎＡｎＥｆｆｅｃｔｉｖｅＷａ化ＤｅｆｅａｔｙＥｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎｏｆＨｅａｐＭｅｍｏｒｙＥｒｒｏｒＱｉｎＹｉｅ，ｇＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎｐａｒｔｉａｌｆｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆｅｓｓｏｒＺｈｅｎｇＴａｏ，Ｓｏｆｔｗａ

4、ｒｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＮａｎｉｎＣｈｉｎａｊｇ，Ｍａ１６ｙ，２０南京大學(xué)碩ｄｒ論文摘要摘要緩沖區(qū)溢出漏洞是現(xiàn)代計算機軟件技術(shù)中的瘤疾。攻擊者可Ｗ利用堆空間或找空間的緩沖區(qū)溢出漏洞達到窺視內(nèi)存，、劫持程序控制流等多種目的進而對目標(biāo)機器發(fā)動攻擊Ｊａｖａｓｃｒｉｔ，ＡｃｔｉｏｎＳｃｒｉｔ。而在諸多極其常見的腳本運行環(huán)境中（ｐｐ等），堆緩沖區(qū)溢出漏洞更多，更容易被利用，送就給攻擊者提供了非常多的攻擊機會，通。攻擊者可Ｗ利用堆分配器存在的安全漏洞過去碎片化技術(shù)得到連續(xù)一，的堆空間對象，從而利用緩沖區(qū)溢

5、出漏洞實現(xiàn)內(nèi)存讀寫的惡意行為。另方面腳本環(huán)境中又常常會存在懸掛指針漏洞。攻擊者可Ｗ通過對堆空間歸還后立即申－－，ＵＡｆｔｅｒ請的方法得到剛剛歸還的堆空間，從而實施ｓｅＦｒｅｅ攻擊。這兩個漏洞都反映出堆分配器的行為可預(yù)測性過強而導(dǎo)致的安全問題。，，已有較為成熟的通過隨機化的防御技術(shù)當(dāng)前針對代碼復(fù)用攻擊。但是這些技術(shù)過于注重多代碼段的隨機化而忽略了對堆的保護，使得攻擊者仍然可Ｗ利用堆空間緩沖區(qū)溢出漏洞實現(xiàn)內(nèi)存窺視，從而繞過代碼段隨機化在運行時動態(tài)分一，實現(xiàn)實時代碼復(fù)用攻擊，析隨機化后的代碼段。本文中作者將介紹種細粒度的堆空間隨機化技術(shù)。它使得運行時堆空間的分布

6、不再規(guī)律，從而使得攻擊者無法預(yù)料堆空間的地址，無法利用堆緩沖區(qū)溢出漏洞和懸掛指針漏洞，進而能夠防－－御多種攻擊（包括實時代碼復(fù)用攻擊、ＨｅａｐＦｅｎｇＳｈｕｉ、化ｅＡｆｔｅｒＦｒｅｅ攻擊等），通過我們的實際測試，送種隨機化方法在防御堆緩沖區(qū)溢出攻擊和。最終Ｕ－Ａｆｔｅ－Ｆｓｅｒｒｅｅ攻擊的有效性分別達到１００％和９２％的情況下，其時間開銷和空．７％和１５，間開銷分別只有１２．９％證明其具有較高的實用性。關(guān)鍵詞，，程序安全：堆緩沖區(qū)溢出堆空間隨機化Ｉ南京大學(xué)碩±論文ａｂｓｔｒａｃｔＡｂｓｔｒａｃｔ巨ｕｆｆｅｒｏｖｅｒｆｏｗｉｓａｎｉｎ

7、ｔｒｎｓｉｃｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｉｎｃｏｍｕｔｉｎｓｓｔｅｍ．Ａｄｖｅｒｓａｒｉｅｓｃｏｕｌｄｌｉｔｙｐｇｙｅｘｏｉｔｋｉｎｄｓｏｆｂｕｆｆｅｒｏｖｅｒｆｌｏｗｖｕｌｎｅｒａｂｉｌｉｔｔｏｆｕｌｌｆｉｌｔｈｅｉｒｍａｌｉｃｉｏｕｓｂｅｈａｖｉｏｒｈｉｃｈｐｌｙｗ，Ｕｈｍｅａｃｋｎｏｒｍａｌｃｏｎｔｒｏｌｆｌｏｗｔｃ．Ｉｎｍｏｄｅｒｎｏｕｌａｒｓｃｒｉｔｉｎｃｌｕｄｅｓｅｅｉｎａｅｍｏｒｈｅｐ