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Windows下缓冲区溢出漏洞利用技术Heap spray研究

作　者: 刘磊
导　师: 薛质
学　校: 上海交通大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 缓冲区溢出堆喷射漏洞利用入侵检测
分类号: TP393.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 69次
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内容摘要

自上世纪八十年代起，计算机病毒开始出现并被利用到针对计算机系统的漏洞攻击中，越来越多的黑客技术爱好者投身其中。在这些漏洞中，以缓冲区溢出漏洞最为代表性，并且也是攻击中应用最广泛的漏洞类型之一。基于此的漏洞利用技术也不断被提出，其中之一就是Heap spray堆喷射技术。它是针对网页挂马、文档攻击中最有效的漏洞利用技术之一。在以往研究的基础上，将可用于Heap spray攻击的缓冲区溢出漏洞攻击分为两类:基于栈的缓冲区溢出和基于堆的缓冲区溢出。重点分析阐述了栈与堆的数据结构与管理机制，并在此基础上详解了基于两者的溢出攻击，同时通过实例进一步揭示了溢出利用原理。重点研究了Heap spray攻击原理与技术实现。在此基础上，总结和提出了该技术的改进要点。通过基于PDF的攻击实例全面展示了攻击者如何利用Heap spray进行堆内存的分配，如何更改EIP的跳转地址并最终执行到shellcode等一系列操作。之后在分析总结已有的一些Heap spray检测技术的基础上，对其进行了分类。并在最后，提出了一种基于内存预分配与字符串检测的Heap spray检测方法。重点阐述了内存预分配、特殊字符检测的原理以及利用方法。基于此进行了检测系统的原型设计，通过多样本的测试检验实际效果，并且结果显示该检测系统能够有效地发现并阻止Heap spray的攻击。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-14
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 论文的研究内容  12
  1.3 论文内容安排  12-14
第二章基于栈和堆的缓冲区溢出攻击  14-23
  2.1 缓冲区溢出相关概念  14
  2.2 基于栈的缓冲区溢出  14-17
    2.2.1 栈的组织结构与操作机制  14-15
    2.2.2 基于栈溢出的缓冲区攻击原理  15-17
  2.3 基于堆的缓冲区溢出  17-22
    2.3.1 堆的组织结构与操作机制  18-19
    2.3.2 基于堆溢出的缓冲区攻击原理  19-22
  2.4 本章小结  22-23
第三章 Heap spray 攻击技术原理与实现  23-43
  3.1 Heap spray 攻击原理与技术分析  23-29
    3.1.1 Heap spray 原理  23-25
    3.1.2 Heap spray 攻击演示  25-27
    3.1.3 Heap spray 技术的改进  27-29
  3.2 Heap spray 相关技术  29-32
    3.2.1 ASLR  29-30
    3.2.2 Flash JIT spray  30-32
  3.3 攻击 PDF 的 Heap spray 案例  32-42
    3.3.1 Adobe Reader PDF  32-36
    3.3.2 Windows 异常处理机制 SEH  36-38
    3.3.3 CVE-2009-0927 漏洞攻击分析  38-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 Heap spray 检测技术  43-49
  4.1 基于 Nop-sled 的检测技术  43-45
    4.1.1 Nop-sled 检测  43-44
    4.1.2 Nozzle  44-45
  4.2 基于内存保护的检测技术  45-47
    4.2.1 DEP  45-46
    4.2.2 Bubble  46-47
  4.3 基于系统调用的检测  47
    4.3.1 系统调用监测  47
    4.3.2 HSP  47
  4.4 Heap spray 检测技术分析  47-48
  4.5 本章小结  48-49
第五章基于内存预分配与字符串检测的检测技术  49-62
  5.1 内存预分配  49-51
    5.1.1 内存预分配的概念  49
    5.1.2 内存预分配的实现  49-51
  5.2 特殊字符检测  51-52
  5.3 检测方法实现  52-58
    5.3.1 原型架构  52-54
    5.3.2 模式选择  54-56
    5.3.3 DLL 注入  56-58
    5.3.4 注册表设计  58
  5.4 检测测试结果  58-62
第六章总结与展望  62-64
  6.1 论文工作总结  62-63
  6.2 工作展望  63-64
参考文献  64-66
致谢  66-67
攻读硕士学位期间发表或录用的论文  67

Windows下缓冲区溢出漏洞利用技术Heap spray研究

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