Взлом с использованием данных
Отключение режима поддержки выполнения стека
Некоторые радетели чистоты нередко прибегают даже к отключению режима поддержки выполнения стека (stack execution), чтобы обеспечить защиту каждой программы от взлома с помощью переполнения буфера. Хотя такое решение может привести к некоторым побочным эффектам, в большинстве систем оно все же обеспечивает защиту от скрытого использования уязвимых мест. Для Linux имеется модуль обновления, позволяющий отключить режим поддержки выполнения стека, который можно применять в системах с ядром версий 2.0.x и 2.2.x Первым разработал такой модуль хакер Solar Desinger (http://www.false.com). Этот модуль обновления, ценный в основном для программистов, можно найти по адресу http://www.openwall.com/linux/.
Для системы Solaris версии 2.6 и 7 мы настоятельно рекомендуем включить поддержку режима, запрещающего выполнение стека (no-stack execution). Это позволит обезопасить систему Solaris от применения множества методов взлома, приводящих к переполнению буфера. Хотя прикладной двоичный интерфейс (ABI – Application Binary Interface) компаний Intel и SPARC позволяет выполнять код, находящийся в сегменте стека, большинство программ будет работать вполне корректно даже при отключенном стеке. По умолчанию в системах Solaris 2.6 и 7 режим выполнения стека включен. Для того чтобы отключить поддержку этого режима, добавьте следующую строку в файл /etc/system file.
set noexec_user_stack=l set noexec_user_stack_log=l
Помните, что запрещение выполнения стека – не панацея. Отключив этот режим, обычно можно зарегистрировать любую программу, которая попытается выполнить код. помещенный в стек, и таким образом можно остановить взломщиков с низкой квалификацией. Однако опытные взломщики чрезвычайно изобретательны и вполне могут написать код (и воспользоваться им), который приведет к переполнению буфера с последующим взломом системы, несмотря на то, что в ней запрещено выполнение стека.
В то время как многие администраторы изо всех сил пытаются предотвратить переполнение стека, отключив режим выполнения помещенного в него кода, их подстерегают другие опасности, причиной которых является несовершенный код. В наши планы не входит подробное рассмотрение этого вопроса. Достаточно лишь сказать, что переполнение в свободной памяти (которая называется также кучей (heap) или динамической памятью) также может оказаться достаточно опасным. В этом случае переполняется память, динамически распределенная приложением. Такой тип переполнения отличается от переполнения стека, зависящего от длины фиксированного буфера. К сожалению, разработчики программного обеспечения, как правило, не предусматривают аналогичного параметра, позволяющего запретить выполнение стека. Таким образом, просто запретит) выполнение кода, помешенного в стек, нельзя обеспечить достаточно высокий уровень зашиты. Дополнительную информацию о переполнении динамической памяти можно найти в результатах исследований группы w00w00 по адресу http://www.w00w30.org/files/heaptut/heaptut.txt.
Взлом при отсутствии проверки ввода
В 1996 году Дженифер Майерс (Jennifer Myers) идентифицировал ставший впоследствии широко известным изъян PHF. Хотя атаки с использованием этого изъяна уже отошли в прошлое, на его примере очень хорошо видно, как может осуществляться взлом при отсутствии проверки ввода (input validation attack). Если вы разберетесь в основном механизме этого метода, то сможете применить полученные знания и к другим подобным подходам. В данной главе мы не будем посвящать много времени этой теме, поскольку она подробно рассматривается в главе 15. Наша цель – лишь показать, что из себя представляет взлом при отсутствии проверки ввода и как с его помощью злоумышленник может получить доступ к системе UNIX.
Для осуществления такой атаки необходимо, чтобы выполнялись следующие условия.
- Программа не в состоянии распознать синтаксически некорректные данные.
- Модуль воспринимает посторонние данные.
- Модуль не в состоянии обработать ситуацию отсутствия определенных полей.
- Возникает ошибка корреляции значений полей.
PHF – это сценарий CGI (Common Gateway Interface– интерфейс общего шлюза), ставший стандартом в ранних версиях Web-сервера Apache и сервера HTTPD центра NCSA (National Center for Supercomputing Applications – Национальный центр суперкомпьютерных приложений). К сожалению, эта программа не в состоянии ни правильно провести синтаксический анализ входных данных ни проверить их пригодность. Исходная версия сценария PHF принимала символ новой строки (%0а) и выполняла следующие за ним команды с привилегиями пользователя, запустившего Web-сервер. Поэтому сразу же был изобретен метод взлома PHF, показанный ниже.
/cgi-bin/phf?Qalias=x%0a/bin/cat%20/etc/passwd
На момент написания этой книги данный код не мог выполнить ничего, кроме вывода файлов паролей с помощью команды cat. Конечно, эта информация может использоваться для определения идентификаторов пользователей, а также зашифрованных паролей (при условии, что пароли не содержатся в файле с повышенной защитой shadow). В большинстве случаев этого достаточно, чтобы даже неопытный злоумышленник смог взломать файл паролей и зарегистрироваться в системе. Опытный же взломщик сможет не только проникнуть в систему, но и получить прямой доступ к командной оболочке, как будет показано ниже в этой главе. Помните, что этот изъян позволяет взломщику выполнить любую команду с привилегиями пользователя, от имени которого запущен Web-сервер. В большинстве случаев, конечно, таким пользователем является nobody, однако, к сожалению, нередко встречаются узлы, на которых Web-сервер работает на уровне привилегий суперпользователя root, – ни больше, ни меньше!
В 1996-1997 годах взломы PHF были очень популярны. От этих простых, но очень эффективных приемов пострадали очень многие Web-узлы. Поскольку данный подход пригоден и для проведения других взломов при отсутствии проверки ввода, необходимо хорошо понимать, как именно данный изъян используется злоумышленниками. В системе UNIX имеются метасимволы, зарезервированные для специальных целей. К таким метасимволам относятся следующие (данный перечень не является исчерпывающим).
\ /<#####>!$% ^ & * | {}[]`"` ~;
Если программа (или сценарий CGI) принимает какие-то данные, вводимые пользователем, и не проверяет их корректность, то такая программа может подвергнуться взлому с помощью специально подобранного кода. Этот метод обычно называется "выбросом" (escaping out) в командную оболочку и позволяет передать в качестве параметра один из метасимволов UNIX. Данный подход очень распространен и не ограничивается одними лишь сценариями PHF. Имеются многочисленные примеры незащищенных программ CGI, входящих в базовый комплект поставки Web-серверов. Что еще хуже, многие уязвимые программы создаются "профессиональными" разработчиками Web-узлов, имеющими весьма смутное представление о безопасности. К сожалению, с развитием электронной коммерческой деятельности и появлением множества соответствующих приложений с дополнительным набором функций (увеличивающих, соответственно, их сложность), количество таких взломов только возрастает.
Контрмеры
Как уже упоминалось раньше, одним из лучшим способов превентивной защиты является разработка программ с учетом требований обеспечения безопасности. Это же правило можно в полной мере применить и к защите от описанного выше взлома. Абсолютно необходимо, чтобы программы и сценарии воспринимали только те данные, которые они должны воспринимать. В разделе часто задаваемых вопросов WWW Security, расположенном по адресу http://www.w3.org/Security/Faq/www-security-faq.html, содержится важная информация о том, как сделать защищенными программы CGI. Поскольку очень трудно выполнять проверку каждой порции входных данных, лучше, чтобы эти процедуры по умолчанию отбрасывали все критические данные. Кроме того, после компиляции тщательно контролируйте и тестируйте весь программный код.