从 CNVD-2017-17486 谈数据库缓冲区溢出漏洞的原理及防护

日前由安华金和攻防实验室发现并提交的国产数据库漏洞，获国家信息安全漏洞平台 CNVD 确认，编号 CNVD-2017-17486。

CNVD-2017-17486

漏洞类型：缓冲区溢出漏洞

威胁程度：中危

漏洞描述：允许攻击者利用漏洞，通过程序创建表空间文件时，指定路径名过长导致数据库崩溃。

漏洞危害：一旦被利用，将可能导致数据库宕机，或被攻击者取得数据库操作系统的用户权限，从而对系统所在的网络发起攻击。

CNVD-2017-17486 是一个标准的堆栈溢出漏洞，属于缓冲区溢出漏洞的重要分支，此类漏洞比较常见，影响范围和危害也会比较广泛，如果出现在数据库等基础应用中，导致数据库服务中断，将引发整个业务的瘫痪。

由于此类漏洞的出现范围较广，我们除了及时发现漏洞，更应该通过分析漏洞形成原理、作用机制及可能引发的风险，找到可行的防范手段。

缓冲区溢出有多大危害？

缓冲区溢出漏洞是一种古老、危害范围大、常见于 C 代码中的软件漏洞，在各种操作系统、应用软件中广泛存在，数据库系统中同样常见。利用缓冲区溢出攻击，可以导致程序运行失败、系统宕机、重新启动等后果。更为严重的是，攻击者可以利用它执行非授权指令，甚至取得系统特权，进而实行攻击行为。

缓冲区溢出漏洞最早在 20 世纪 80 年代初被发现，第一次重大事件是 1988 年爆发的 Morris 蠕虫。该蠕虫病毒利用 fingerd 的缓冲区溢出漏洞进行攻击，最终导致 6000 多台机器被感染，造成直接经济损失 100 万美金。随后，衍生而出的 Ramen 蠕虫、sircam 蠕虫、SQL slammer 蠕虫等品种逐渐出现，每一类蠕虫都对整个互联网造成了严重的安全影响，造成高额的经济损失。

堆栈溢出是如何形成的？

简单来说，堆栈溢出就是把大缓冲区中的数据向小缓冲区中复制，由于没有关注小缓冲区的边界，“撑爆”了较小的缓冲区，从而冲掉了小缓冲区和邻内区域的其他数据而引起的内存问题。在具体描述堆栈溢出之前我们先来了解一下 Linux 程序在内存中的结构：

其中共享区也称为 data 区，用来存储可执行代码；.text 和 .bss 均用来存储程序的全局变量和初始化变量；堆则不随函数消亡而消亡，而是直到程序消亡或手动释放才会消亡；堆栈是随着函数分配并消亡的，堆栈溢出就是出现在堆栈区中的缓冲区安全问题。 

堆栈是一个后进先出（LIFO）数据结构，往低地址增长，它保存本地变量、函数调用等信息。随着函数调用层数的增加，栈帧会向低地址方向延伸；随着进程中函数调用层数的减少，即各函数的返回，栈帧会一块一块地被遗弃而向内存的高地址方向回缩。各函数的栈帧大小随着函数的性质不同而不等。 

堆栈这种数据结构，常见操作有压栈（PUSH）、弹栈（POP）；用于标识栈的属性有：栈顶（TOP）、栈底（BASE）。 

其中：

下面以 main 函数叠加 A 和 B 函数为例说明整个压栈和弹栈过程：

Main 函数调用 A 函数，把 A 函数中的变量添加到堆栈区内，开辟大小和变量指定大小相关。同样 B 函数在被调用后也会把变量添加到堆栈区内，开辟指定大小空间给 B 区域变量使用。

• 如果其中任意一个变量存入的值超过设计的界定，就会导致值覆盖其他变量的区域最终污染到函数返回地址区域。一旦函数的返回地址被污染，在进行弹栈的过程中会最终把跳转的地址指向黑客所指定的区域，或根本不存在的区域。

• 如果覆盖函数返回地址的是一组随机值，则程序会跳转到未知位置，这种情况往往最终会导致整个程序崩溃。

• 如果黑客构造足够精细的 shellcode，把跳转地址指向黑客自己注入的代码，则很可能会利用该漏洞获得当前用户的控制权限。

几个可行的防护建议

堆栈溢出漏洞是 C 代码的一种常见安全漏洞。防护的方法可以从多个角度来加强。

1、使用自动化工具进行扫描检测，排查是否存在缓冲区溢出漏洞；但需要注意的是需要使用面向不同系统的扫描工具，没有一个检查工具可以支持所有基础应用的扫描。

2、加强相关程序员的代码能力，做好相应的长度限制工作，从代码级别进行防范。

3、避免使用原 C 库中那些可能存在缓冲区溢出隐患的函数，使用增强后的函数，这样此漏洞出现的几率会相对低一些。