Защита от хакеров корпоративных сетей

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, 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 */

/* 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

#include

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 */

/* 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

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 */

/* 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

#include

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 */

/* 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

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.

Причина других типичных ошибок программирования кроется в недостаточной проверке входных данных программы. В результате уязвимость программы может проявиться при передаче ей различных типов данных, как, например, это происходит с программами Web CGI.

Ошибки проверки входных данных программы могут привести к уязвимостям форматирующей строки. Уязвимость форматирующей строки проявляется при использовании в программе таких спецификаций преобразования, как, например, %i%i%i%i или %n%n%n%, что может привести к неожиданному результату. Подробно форматирующие строки рассмотрены в главе 9.

/* fmtstr.c */

/* Hal Flynn */

/* December 31, 2001 */

/* fmtstr.c demonstrates a format */

/* string vulnerability. By supplying */

/* format specifiers as arguments, */

/* attackers may read or write to */

/* memory. */

#include

int main(int argc, char *argv[])

{

printf(*++argv);

return (0);

В результате запуска программы и передачи ей на вход форматирующей строки со спецификацией преобразования %n пользователь сможет распечатать содержимое произвольных областей памяти. При распечатке соответствующей области памяти можно запустить программу с привилегиями привилегированного пользователя root.

Проверка программами Web-интерфейса, например CGI-программами, входных данных программы часто приводит к неожиданным результатам. Нередко недостаточно квалифицированно написанные CGI-программы (особенно это касается программ, написанных на языке Perl) позволяют выполнять команды, заключенные в специальные символы, что дает возможность выполнять произвольные команды системы с привилегиями Web-пользователя. В некоторых случаях это может привести к серьезным последствиям. Например, к удалению файла index.html, если HTTP-процесс является владельцем этого файла и имеет право писать в него данные. Или к предоставлению пользователю локального доступа к системе с разрешениями HTTP-процесса, если пользователь свяжет оболочку shell c произвольным портом системы.

К сходным проблемам может привести предоставленная пользователю возможность выполнять произвольные SQL-команды. Обычно CGI-программы используются для облегчения взаимодействия между внешним Web-интерфейсом и серверной частью системы управления базами данных, поддерживающих SQL, например Oracle, MySQL или Microsoft SQL Server. Пользователь, который может выполнять произвольные SQL-команды, сможет просматривать произвольные таблицы, обрабатывать данные таблиц и даже удалять их.

#!/usr/bin/perl open(“ls $ARGV[0] |”);

Эта функция не проверяет входные данные, переданные программе в $argv [0]. Добавив к входным данным символы точек (..), становится возможным сменить директорию и просмотреть родительский каталог, в котором может храниться важная информация. Более подробное обсуждение ошибок проверки входных данных приведено в главе 7. Соперничество программ за ресурсы

При соперничестве программ за ресурсы часто встречается программная ошибка, получившая название «состояние гонок» (Race Conditions). Проявляется состояние гонок различным образом, например в виде блокирования одним процессом разделяемой области памяти, не позволяя тем самым другому процессу изменить в ней данные, или в виде ошибок одновременной работы нескольких процессов с одним и тем же файлом.

/* mtmprace.c */

/* Hal Flynn */

/* mtmprace.c creates a file in the */

/* temporary directory that can be */

/* easily guessed, and exploited */

/* through a symbolic link attack. */

#include

#include

int main()

{

char *example;

char *outfile;

char ex[] = “/tmp/exampleXXXXXX”;

example = ex;

mktemp(example);

outfile = fopen(example, “w”);

return (0);

В некоторых операционных системах эта программа создает файл во временной директории с предопределенным именем, состоящим из строки символов, в которую входят слово example, пять символов идентификатора процесса и одна буква латинского алфавита. Первый недостаток рассматриваемой программы заключается в том, что между проверкой существования файла и его созданием может возникнуть ошибка «состояние гонок» (Race Conditions), обусловленная соперничеством программ за ресурсы. Второй – в том, что имя файла можно сравнительно легко предсказать, поскольку идентификатор процесса можно определить, а последний символ – это одна из 26 букв английского алфавита. В результате возможна успешная для злоумышленника атака символических связей. Для того чтобы определить, позволяет ли операционная система воспользоваться указанными уязвимостями, достаточно исследовать файлы, созданные программой в директории /tmp. При помощи такой утилиты, как grep, можно исследовать большие программные файлы на наличие в них известных ошибок. Означает ли это, что будут выявлены все уязвимости? К сожалению, нет, но это позволит найти и устранить большинство часто встречающихся ошибок. Единственно надежный способ обеспечения безопасности программного обеспечения – построчный аудит многочисленными независимыми экспертами. И даже после этого уровень безопасности программного обеспечения может быть оценен только как достаточно высокий, без гарантий полной безопасности.