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BIOP:自动构造增强型ROP攻击
  • ISSN号:0254-4164
  • 期刊名称:《计算机学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP309[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]南京大学软件新技术国家重点实验室,南京210093, [2]南京大学计算机科学与技术系,南京210093
  • 相关基金:本课题得到国家自然科学基金(61073027,60773171,90818022,61272078,61321491)和国家“八六三”高技术研究发展计划项目基金(2007AA012448,2011AAIA202)资助.
中文摘要:

针对传统的代码注入和代码复用等攻击技术的缺陷,返回导向编程(Return-Oriented Programming,ROP)提出了复用以ret指令结尾的短指令序列,实现图灵完备编程的思想.ROP攻击可以绕开现有的针对代码注入的防御,且相比于传统代码复用技术,构造功能更为强大.但ROP攻击使用的ret指令结尾的指令序列具有明显的特征,这些特征导致ROP攻击容易被检测到.现有的ROP改进技术使用jmp指令结尾的短指令序列构造攻击,虽然消除了以ret指令结尾的特征,但同时引入了新的特征,且并不具有实用性.文中提出了一种分支指令导向(Branch Instruction-Oriented Programming,BIOP)攻击技术,使用jmp指令或call 指令结尾的短指令序列构造攻击.相比于以前的工作,BIOP不引入新的特征,能有效避免现有的防御技术.同时我们分析并解决了构造攻击时寄存器的副作用,提出控制指令序列概念解决构造时内存冲突,实现自动化构造BIOP攻击.作者设计了一个自动化构造BIOP工具,构造了大量实际的BIOPshellcode,实验结果表明BIOP攻击可以绕过现有的ROP防御技术.

英文摘要:

Return-Oriented Programming (ROP)is a technique which leverages the instructionsnippets in existing libraries/executables to construct Turing Complete programs.Such techniquecan generate the shellcode which evades most code injection defenses.However,ROP attack isusually composed with gadgets which are ending in ret instruction without the corresponding callinstruction.Based on this fact,several defense mechanisms have been proposed to detect theROP malicious code.In this paper,we present Branch Instruction-Oriented Programming(BIOP)attack which uses the gadgets ending in jmp instruction or call instruction.This newtechnique,which uses jmp instruction or call instruction to replace the ret instruction,breaks thehypothesis of existing defense tools.Meanwhile we propose a tool to automatically construct thereal-world BIOP attack,which as demonstrated in our experiment can bypass most of the exiting ROP defenses.

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期刊信息
  • 《计算机学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国计算机学会 中国科学院计算技术研究所
  • 主编:孙凝晖
  • 地址:北京中关村科学院南路6号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:cjc@ict.ac.cn
  • 电话:010-62620695
  • 国际标准刊号:ISSN:0254-4164
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1826/TP
  • 邮发代号:2-833
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:48433