内存随机化作为应用程序安全增强？

Question

我最近发表了一篇微软文章，吹捧Windows 7的新“防御性增强”。具体来说：

• 地址空间布局随机化（ASLR）
• 堆随机化
• 堆栈随机化

文章继续说“......其中一些防御在核心操作系统中，而Microsoft Visual C ++编译器提供其他防御”，但没有解释这些策略如何实际提高安全性。

任何人都知道为什么内存随机化会增加安全性，如果有的话？其他平台和编译器是否采用类似的策略？

Answer 1

它通过难以预测内存中的某些内容来提高安全性。相当多的缓冲区溢出漏洞通过将（例如）已知例程的地址放在堆栈上然后返回到它来工作。如果不知道相关例程的地址就很难做到这一点。

据我所知，OpenBSD是第一个这样做的，至少在众所周知的PC操作系统中是这样做的。

Answer 2

它使return to libc之类的攻击（或者在后两种情况下返回用户提供的数据缓冲区）变得更加困难。是的，它可以在Linux，BSD和Mac OS中使用。正如您所料，详细信息因操作系统而异。请参阅维基百科an introduction。

Answer 3

通过随机化堆栈，您可以使Aleph One's Smashing the Stack for Fun Profit之类的香草缓冲区溢出攻击成为不可能。原因是因为攻击依赖于将少量可执行代码calld shellcode放入内存中的可预测位置。函数堆栈框架已损坏，其返回地址将被攻击者选择的值覆盖。当损坏的函数返回时，执行流程转移到攻击者的shellcode。传统上，这个内存地址是可预测的，它在运行相同版本软件的所有机器上都是相同的。

尽管在Windows 7上实现了高级内存保护，但仍然可以执行远程代码执行。最近在CanSecWest，一台运行Windows 7和IE 8的机器在几秒钟内被黑了。这是现代内存损坏攻击的technical description，利用悬空指针和堆溢出。