Stack&Heep

スタック・ヒープオーバーラン勉強会の資料です

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1. スタックとヒープ Kotokaze
2. 1. メモリとは データの⼀時置き場 ( ⼤きな配列のようなもの) のこと プロセス実⾏時には、プログラムがメモリ上に展開される → 32bit コンピュータであれば、232 分だけ確保* される +----------------------------------------------------- ---------------+ | 0x00000000 | 0x00000001 | 0x00000002 | 0x00000003 | ≈≈≈≈≈ | 0xFFFFFFFF | +----------------------------------------------------- ---------------+ * ほとんどの場合では、必要とする分だけ OS が⽤意してくれる 2
3. environ argv share bss data text 0 番地 232 番地 heep stack 2. プロセスとメモリ 名称 主な配置データ 備考 text 機械語 Read Only data グローバル変数 初期値有り bss グローバル変数 初期値無し heep 動的なデータ malloc など stack ⾃動変数/ アドレス ⾃動的に拡張 3
4. data data 3. スタック 積み⽊ように、積み上げてデータ保存 アクセスできるのは最上位のみ スタック領域では、ローカル変数・ リターンアドレスなどを保存 命令語 内容 PUSH スタックの先頭に追加 POP スタック先頭の値を取り出す 4
5. 使⽤中 data1 data0 使⽤中 使⽤中 使⽤中 4. ヒープ 使う分だけ確保して使う 未整列 ( 空域に⾃動配置) → 場所指定でアクセス可 ⾃由度は⾼いが、 脆弱になりやすい int* data0 = new int[sizeof(buff)]; int* data1 = malloc(sizeof(buff)); 5
6. 5. バッファ・オーバーラン (CWE-119) 実⾏中プロセスのメモリ内における、 意図したバッファ外の値を読み書きすること C / C++ で発⽣しやすい 名称 対象 スタック破壊攻撃 ローカル( ⾃動) 変数・リターンアドレス ヒープ破壊攻撃 配置したデータ 6
7. 6. プログラム解析 サンプルコードの解析をしてみよう！ サンプルコード: Kotokaze/stack-study 7
8. 6. プログラム解析 (2) Key1: Stack のコンストラクタで、 data0 / data1 を初期化 → ヒープ領域に連続して* 配置されていると考えられる +-----------------------------------------------------------------------+ | data0 | data1 | ≈≈≈≈≈ | +-----------------------------------------------------------------------+ * 複数の初期化を同時に⾏うと、連続して配置される場合が多い 8
9. 6. プログラム解析 (3) Key2: コンストラクタに注⽬ for (int i = 0; i <= this->tail; i++) this->data1[i] = 3; 名称 \ 位置 0 1 2 3 4 5 6 7 data0 - - - - - - - - data1 3 3 3 3 3 3 3 3 9
10. 6. プログラム解析 (4) Key3: 値の変化に注⽬ → main のループで順に代⼊していくと... for (int i = 0; i < num; i++) stk.push(i + 1); 名称 \ 位置 0 1 2 3 4 5 6 7 data0 1 2 3 - - - - - data1 3 3 3 3 3 3 3 3 10
11. 7. 動かしてみる data0 に 12 回の値を⼊れ続けるとどうなる？？？ → README を参考に動かしてみよう ※ 脆弱性を含んでいる事に注意しましょう 11
12. 参考情報 https://jvndb.jvn.jp/ja/cwe/CWE-119.html https://www.ipa.go.jp/security/awareness/vendor/programmingv2/ contents/c901.html 12