Коллектив авторов - Защита от хакеров корпоративных сетей

Если результат работы функции, использующей форматирующую строку, общедоступен, то злоумышленник может воспользоваться уязвимостью форматирующей строки для чтения памяти программы. Это является серьезной проблемой и может привести к раскрытию важной информации. Например, если программа получает от клиентов данные аутентификации и сразу же после получения не уничтожает их, то для ознакомления с ними можно воспользоваться уязвимостью форматирующей строки. Для злоумышленника наиболее простой способ прочесть содержимое памяти, воспользовавшись уязвимостью форматирующей строки, заключается в использовании переменных памяти. Переменные памяти – это переменные, которым присвоены адреса интересующих злоумышленника областей памяти и которые соответствуют заданным им спецификациям формата. Функция семейства printf, обрабатывая переданную ей форматирующую строку и обнаружив в ней очередную спецификацию преобразования, читает из стека значение следующей переменной. Например, для каждой спецификации вывода шестнадцатеричного целого числа без знака %x можно извлечь из памяти одно четырехбайтовое слово. Недостатком данного способа является то, что могут быть извлечены только данные из стека.

Но, используя спецификацию вывода строки %s, злоумышленник сможет прочитать данные из произвольной области памяти. Как уже говорилось ранее, спецификации формата %s соответствует строка, оканчивающаяся нулевым байтом. Эта строка передается функции по ссылке. Злоумышленник может прочитать содержимое любых участков памяти, добавляя в форматирующую строку спецификации вывода строки %s и указывая соответствующие им указатели на интересующие его участки памяти. Адрес начала интересующей злоумышленника области данных должен быть помещен в стек в том же формате, что и адрес памяти, соответствующей спецификации преобразования %n. При наличии в форматирующей строке спецификации вывода строки %s будет выведено содержимое области памяти, адрес начала которой указан злоумышленником, а адрес конца определяется по первому нулевому байту, встретившемуся при выводе.

Для злоумышленника возможность читать содержимое памяти очень полезна и может использоваться в сочетании с другими способами атак. В конце главы об этом как рассказано, так и показано на примере программы атаки с использованием ошибок форматирующей строки.

Запись в память

В предыдущих разделах уже затрагивалась спецификация формата %n. Эта некогда малопонятная спецификация позволяет определить текущий размер формируемой строки. Значением переменной, соответствующей спецификации преобразования %n, является адрес памяти. Если во время выполнения функции printf() в форматирующей строке встречается спецификация преобразования %n, то в память по адресу, указанному этой переменной, записывается количество символов сформированной строки в формате целого числа.

Существование подобной спецификации преобразования имеет большое значение с точки зрения безопасности, поскольку с ее помощью можно осуществлять запись в память. А это, в свою очередь, является ключом к использованию уязвимости форматирующей строки для достижения таких целей, как, например, выполнение управляющего программного кода.

Способ однократной записи.Обсуждаемый способ позволяет увеличить права доступа, используя форматирующую строку с единственной спецификацией преобразования %n.

В некоторых программах такие критические значения, как идентификатор пользователя или идентификатор группы, хранятся в памяти программы для реализации механизма понижения прав. Злоумышленник может воспользоваться уязвимостью форматирующей строки для перезаписи этих значений.

Утилита Screen является примером программы, которая может быть атакована таким образом. Эта популярная утилита в системе UNIX позволяет многочисленным процессам использовать один и тот же псевдотерминал. При установленных правах суперпользователя утилита сохраняет права доступа вызвавшего ее пользователя в памяти. При создании окна родительский процесс утилиты Screen понижает права доступа процессов потомков до значения прав, сохраненных в памяти, например до уровня прав оболочки пользовательского интерфейса и т. д.

В версиях утилиты Screen до 3.9.5 включительно содержится уязвимость форматирующей строки, которая проявляется при выводе строки визуализации звукового сигнала (visual bell). Эта строка определяется данными файла конфигурации пользователя с расширением . screenrc. Строка визуализации звукового сигнала выводится на терминал пользователя и интерпретирует символ звукового сигнала в кодировке ASCII. При выводе на терминал определяемые пользователем данные из конфигурационного файла передаются функции printf() как часть форматирующей строки – первого параметра функции.