Один из методов определения потенциальных уязвимостей заключается в трассировке выполнения программы. Для трассировки используется различный инструментарий. Для этой цели в системе Solaris применяется специальный пакет программ truss компании Sun. В других операционных системах используются аналогичные программы, например strace для Linux.
Трассировка выполнения программы позволяет наблюдать за ее взаимодействием с операционной системой. Используемые программой переменные окружения могут быть исследованы в соответствии с режимами ее работы. Дополнительно при трассировке программы можно просмотреть используемые программой адреса памяти и получить другую полезную информацию о возможных проблемах в каких-либо частях программы.
Использование трассировки позволяет определить, где и когда проявится уязвимость в исследуемой программе.
ОтладчикиПрименение отладчиков – еще один способ поиска уязвимостей. Отладчики позволяют выявить ошибки программы во время ее выполнения. На практике применяются различные отладчики. Gnu Debugger (GDB) – один из наиболее известных среди них.
Отладчики могут управлять работой программы во время ее выполнения. С помощью отладчика может быть выполнена как вся программа целиком, так и ее часть. Отладчик может отображать содержимое регистров, память по указанным адресам и другую полезную для поиска уязвимостей информацию.
Аудит документацииДругой способ аудита двоичного кода заключается в анализе принятых соглашений и документов по разработке программ (которые не следует путать с исходным кодом программ). Материалы по разработке программ обычно представляются в виде диаграмм, информационных листов или спецификаций, как, например, RFC (Requests for Comments – запросы на комментарии, серия документов IETF, первые упоминания о которой относятся к 1969 году. Документы этой серии содержат описания протоколов Internet и связанную с ними информацию).
Анализ программ на основе протокола спецификации может привести к различным выводам. Этот тип исследования заключается не только в установлении соответствия анализируемой программы спецификациям проектирования, но и в детальном анализе проблемных ситуаций в ней. Воспользовавшись результатами исследования основополагающих принципов построения протокола, например Telnet или POP3, можно протестировать службу, написанную на основе выбранного протокола, на предмет ее соответствия протоколу. Рассматривая ранее изученные классы атак на выбранные части реализации протокола (атаки, нацеленные на переполнение буфера или ошибки форматирующей строки), можно написать программу, демонстрирующую найденную уязвимость.
АнализаторыПоследний, заслуживающий внимания метод поиска уязвимостей – это применение анализаторов. Анализаторы – это инструмент исследования уязвимостей, который применяется как средство поиска неисправностей или для отладки. Другими словами, анализаторы – это модули проверки текущего состояния программы. К сожалению, цели применения анализаторов могут быть разными.
Анализаторы могут применяться для контроля взаимодействия между системой и ее пользователями. С их помощью можно графически отображать происходящие в работе программы события, например генерацию последовательности чисел. Они также позволяют контролировать работу программ общего шлюзового интерфейса, определять предназначение программ CGI и даже собирать информацию о критических ошибках проектирования этих программ.
Анализаторы применяются совместно с ранее упомянутым аудитом документации проектирования. С их помощью проводятся исследования Web-интерфейсов или других сетевых протоколов, которые хотя и не являются общепризнанными стандартами, но широко используются.
Значение экспертизы исходного текста программы
Аудит исходных текстов программы должен быть предусмотрен при установке любой системы. Аудит исходных текстов предполагает поиск потенциально опасных (подверженных ошибкам) функций и методологии построчного анализа исходных текстов программы. Часто это затруднено из-за того, что исходный текст программы размещается в нескольких файлах, а не в одном. Например, исходный текст почтовых транспортных агентов, Web-серверов и им подобных программ может быть размещен в нескольких исходных файлах, файлах заголовков, сборочных файлах проекта и в нескольких директориях.
Поиск функций, подверженных ошибкам
Рассмотрим подробнее поиск функций, подверженных ошибкам. Подобный поиск может осуществляться различными способами. Один их них заключается в том, чтобы в редакторе открыть каждый файл исходного текста программы и в нем средствами поиска редактора искать подверженную ошибкам функцию. Скорее всего, на это уйдет много времени. Целесообразнее и эффективнее использовать утилиту grep.
Рассмотрим несколько простых примеров уязвимостей, которые могут быть найдены в исходном тексте программы в результате поиска функций, подверженных ошибкам.
Переполнение буфера
Переполнение буфера, известное также как ошибка граничных условий, происходит в том случае, когда размер записываемых в память данных превышает размер выделенной для этого области памяти. Елиас Леви (Elias Levy), известный как Alephl, написал на эту тему статью «Smashing the Stack for Fun and Profit» («Разрушение стека для забавы и обогащения»). Со статьей можно ознакомиться в 49-ом выпуске Phrack, статья номер 14.
Посмотрите на следующую программу:
/* scpybufo.c */
/* Hal Flynn <[email protected]> */
/* December 31, 2001 */
/* scpybufo.c demonstrates the problem */
/* with the strcpy() function which */
/* is part of the c library. This */
/* program demonstrates strcpy not */
/* sufficiently checking input. When */
/* executed with an 8 byte argument, a */
/* buffer overflow occurs. */
#include <stdio.h>
#include <strings.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
overflow_function(*++argv);
return (0);
}
void overflow_function(char *b)
{
char c[8];
strcpy(c, b);
return;
}
В этой написанной на языке C программе приведен пример использования функции strcpy. Данные из массива argv [1], в котором хранится аргумент вызова программы, копируются функцией strcpy в массив символов, для которого при объявлении была выделена память для восьми символов. Поскольку в программе не выполняется никаких проверок размера пересылаемых данных, то при копировании более восьми символов происходит переполнение буфера. Функция sprintf — еще один пример часто встречающейся подверженной ошибкам функции. В результате ее применения возможно переполнение буфера, как это показано в следующем примере:
/* sprbufo.c */
/* Hal Flynn <[email protected]> */
/* December 31, 2001 */
/* sprbufo.c demonstrates the problem */
/* with the sprintf() function which */
/* is part of the c library. This */
/* program demonstrates sprintf not */
/* sufficiently checking input. When */
/* executed with an argument of 8 bytes */
/* or more a buffer overflow occurs. */
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
overflow_function(*++argv);
return (0);
}
void overflow_function(char *b)
{
char c[8];
sprintf(c, “%s”, b);
return;
}
Как и в предыдущем примере, строка символов аргумента программы копируется в восьмибайтовый массив символов. Поскольку при копировании из argv [1] не выполняется никаких проверок на соответствие размера пересылаемых данных размеру памяти, в которую выполняется копирование, то в результате возможно переполнение буфера. Применение функции strcat без проверки размера обрабатываемых данных также может привести к переполнению буфера, как это видно из следующего примера:
/* scatbufo.c */
/* Hal Flynn <[email protected]> */
/* December 31, 2001 */
/* scatbufo.c demonstrates the problem */
/* with the strcat() function which */
/* is part of the c library. This */
/* program demonstrates strcat not */
/* sufficiently checking input. When */
/* executed with a 7 byte argument, a */
/* buffer overflow occurs. */
#include <stdio.h>
#include <strings.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
overflow_function(*++argv);
return (0);
}
void overflow_function(char *b)
{
char c[8] = «0»;
strcat(c, b);
return;
}
Данные командной строки из массива argv [1] передаются функции overflow_function, которая сцепляет их с данными восьмибайтового массива символов с. Поскольку в программе размер сцепляемых данных не проверяется, то в результате возможен выход за границы массива c. Gets – еще одна проблематичная функция языка C. Компилятор GNU языка C выдает предупреждающее сообщение при компиляции программ с функцией gets, потому что эта функция никак не контролирует размер получаемых данных. Посмотрите на следующий пример:
/* getsbufo.c */
/* Hal Flynn <[email protected]> */
/* December 31, 2001 */
/* This program demonstrates how NOT */
/* to use the gets() function. gets() */
/* does not sufficient check input */
/* length, and can result in serious */
/* problems such as buffer overflows. */
#include <stdio.h>
int main()
{
get_input();
return (0);
}
void get_input(void)
{
char c[8];
printf(“Enter a string greater than seven bytes: ”);
gets(c);
return;
}
В исходном тексте программы можно найти функцию gets. В результате выполнения функции gets данные входного потока пересылаются в восьмибайтовый массив символов c. Но поскольку эта функция не выполняет никаких проверок на размер обрабатываемых данных, то в результате легко получить ошибку переполнения буфера.
Подробнее с проблемой переполнения буфера можно познакомиться в главе 8.
