缓冲区溢出漏洞挖掘技术研究

论文摘要

目前,由于缓冲区溢出漏洞已经成为现在应用软件的一大通病之一,所以现在利用缓冲区溢出漏洞来实现对系统攻击的案例越来越多。怎样检验软件中可能存在的缓冲区溢出漏洞就成为了现在漏洞挖掘技术研究的主要课题。本文就是在对缓冲区溢出漏洞的原理充分研究的基础上,详细的分析了缓冲区溢出漏洞的静态分析方法和动态分析方法,主要完成了对目前常用的几种静态分析软件性能的分析和一个将动静态分析相结合的检测缓冲区溢出漏洞的系统设计。在对静态分析工具性能的分析中,我们先介绍了一种C/C++中缓冲区溢出漏洞的分类方法,再在这个的基础上实现了对几种缓冲区溢出漏洞的静态分析软件的性能的分析,得出的结果显示这几种分析工具虽然在性能上有好有坏,但是都有一个共同点,那就是存在这或多或少的缺陷,从而限制了它们在实际中的应用。在动静态检测系统设计中,我们详细的介绍了其结构和软件的具体实现方法。并编写了一个带有缓冲区漏洞的实验程序,来检验我们构造出的系统性能。实验证明我们构造出来的动静态分析相结合的系统成功的检测出了程序中的漏洞,具有一定的实用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文研究内容
• 1.4 论文结构
• 第2章 缓冲区溢出漏洞分析的基本方法
• 2.1 缓冲区溢出原理
• 2.2 缓冲区溢出漏洞分析方法
• 2.2.1 静态分析
• 2.2.2 动态分析
• 2.3 其它缓冲区溢出漏洞检测方法
• 2.4 本章小节
• 第3章 缓冲区溢出漏洞的静态分析方法
• 3.1 几种缓冲区溢出漏洞静态分析及工具
• 3.2 C/C++中缓冲区溢出漏洞分类方法
• 3.2.1 Write/Read（读/写）
• 3.2.2 Uper/Lower bound（上/下限）
• 3.2.3 Data type（数据类型）
• 3.2.4 Memory Location（内存位置）
• 3.2.5 Scope（作用域）
• 3.2.6 Container（存储器）
• 3.2.7 Pointer（指针）
• 3.2.8 Index Complexity（指数复杂程度）
• 3.2.9 Address Complexity（地址复杂程度）
• 3.2.10 Alias of Buffer Address（缓冲地址别名）
• 3.2.11 Alias of Buffer Index（缓冲指数别名）
• 3.2.12 Local Control Flow（本地控制流）
• 3.2.13 Secondary Control Flow（次级控制流）
• 3.2.14 Loop Structure（循环结构）
• 3.2.15 Loop Complexity（循环复杂度）
• 3.2.16 Asynchrony（异步）
• 3.2.17 Taint（外部输入）
• 3.2.18 Runtime environment dependence（对运行环境的依赖性）
• 3.2.19 Magnitude（溢出范围）
• 3.2.20 Continuous/Discrete（连续/离散）
• 3.2.21 Singed/unsigned mismatch（有符号与无符号混淆）
• 3.3 几种静态分析工具性能分析
• 3.4 结论分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 静态分析和动态分析相结合的检测方法
• 4.1 相关知识
• 4.1.1 IDA Pro反汇编软件介绍
• 4.1.2 环境错误注入分析
• 4.2 系统结构
• 4.2.1 系统框架
• 4.2.2 系统实现
• 4.2.3 软件实现
• 4.3 系统测试
• 4.3.1 手工分析
• 4.3.2 使用IDA Pro进行反汇编
• 4.3.3 使用动静态结合检测系统对程序进行检测
• 4.3.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录