【缺陷周话】第5期 :越界访问

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代码审计是使用静态分析发现源代码中安全缺陷的方法,能够辅助开发或测试人员在软件上线前较为全面地了解其安全问题,防患于未然,因此一直以来都是学术界和产业界研究的热点,并且已经成为安全开发生命周期 SDL 和 DevSecOps 等保障体系的重要技术手段。

360代码卫士团队基于自主研发的国内首款源代码安全检测商用工具,以及十余年漏洞技术研究的积累,推出“缺陷周话”系列栏目。每周针对 CWE、OWASP 等标准中的一类缺陷,结合实例和工具使用进行详细介绍,旨在为广大开发和安全人员提供代码审计的基础性标准化教程。

1 、越界访问

越界访问简单的说就是预先申请了一块内存,但在使用这块内存的时候超出了申请的范围从而引发越界。例如当程序访问一个数组中的元素时,如果索引值超出数组的长度,就会访问数组之外的内存。C/C++ 没有对数组做边界检查,不检查下标是否越界可以提升程序运行的效率,但同时也把检查是否越界的任务交给了开发人员,因此开发人员在编写程序时,需要额外注意避免越界访问。

 

2、 越界访问的危害

越界访问是 C/C++ 语言中常见的缺陷,它并不一定会造成编译错误,导致的后果也不确定。当出现越界时,由于无法得知被访问空间存储的内容,所以会产生不确定的行为,可能是程序崩溃、运算结果非预期,也有可能没有影响。2018年1月至9月,CVE中越界访问 9个相关漏洞中,有8个来自于开源项目 FFmpeg,部分漏洞信息如下:

CVE-2018-1999015 FFmpeg commit 5aba5b89d0b1d73164d3b81764828bb8b20ff32a 之前版本中的 ASF_F 格式分离器存在数组越界读取漏洞,导致栈内存读取。
CVE-2018-1999014 FFmpeg commit bab0716c7f4793ec42e05a5aa7e80d82a0dd4e75 之前版本中的 MXF 格式分离器存在数组越界访问漏洞。攻击者可利用该漏洞造成拒绝服务。
CVE-2018-1999010 FFmpeg commit cced03dd667a5df6df8fd40d8de0bff477ee02e8 之前版本中的 mms 协议存在多个数组越界访问漏洞。攻击者可利用该漏洞造成拒绝服务。

 

3、示例代码

本节示例代码源于 Samate Juliet Test Suite for C/C++ v1.3(https://samate.nist.gov/SARD/testsuite.php),源文件名:CWE121_Stack_Based_Buffer_Overflow__CWE129_fgets_01.c。

3.1缺陷代码

上述示例代码在第48行对 data 的长度进行了判断,但只判断了长度是否为负数,并没有对上限进行限制(边界检查不完整),当 data 的值大于 9 时,在第50行处 buffer[data] 的数组下标越界。

使用360代码卫士对上述示例代码进行检测,可以检出“越界访问”缺陷,显示等级为高。如图1所示:

图1 越界访问检测示例

3.2 修复代码

在上述修复代码中,在第48行中对 data 的边界进行了完整的检查,因此避免传入第50行  buffer[data] 时越界。

使用360代码卫士对修复后的代码进行检测,可以看到已不存在“越界访问”缺陷。如图2:

图2:修复后检测结果

 

4、如何避免越界访问

要避免越界访问,需要注意以下几点:

(1)进行有效的边界检查,确保操作在合法的范围之内。尤其当使用外部输入数据作为数据源进行内存相关操作时,应格外注意进行边界检查,污染数据是造成越界访问的重要原因之一。

(2)显式的指定数组边界,不仅可以使程序的可读性提高,同时,大多数的编译器在数组长度小于初始化值列表的长度时会给出警告,这些警告信息可以帮助开发人员尽早发现越界问题。

(3)在使用循环遍历数组元素时,注意防范 off-by-one(一个字节越界)的错误。

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