C / C++ Buffer Overflow - Explicação...

[#M0rph]

O que é o buffer overflow?
Buffer overflow é o facto de se passarem os limites do buffer, o buffer é a região de memória onde são lidos e escritos dados como strings por exemplo. Como vocês sabem as strings não são mais do que vectores de elementos de 1byte, os chamados chars ou caracteres. O que o buffer overflow faz ou é, melhor dizendo, é passar os limites desse buffer atingindo assim outras zonas da memória. Agora a pergunta que fica no ar é, o que é que isso tem de perigoso e que zonas é que são "atingidas"? Vamos ver isso a seguir.

O que é o/a stack?
O ou A, stack é o local da memória onde são guardados dados temporários como as variáveis locais, é também o que o computador utiliza para entradas e saída de dados rápidas. É na/no stack que são guardadas as strings. O que têm de saber da/do stack é que nele/nela, quando é chamada uma função no vosso programa, é criado um stack frame (imaginem o stack frame como uma divisão do/da stack, quando temos várias funções são criados vários stack frame(s)). Ora bem, nesse stack frame vai ser onde vão ser armazenadas todas as variáveis da função e também um endereço, um endereço muito especial, o chamado, endereço de retorno.

O que é o endereço de retorno?
Quando chamamos uma função então é criado um stack frame, agora imaginem na vossa mente o stack frame, agora imaginem como é que no final da função o programa sabia por um prosseguir? Então para isso existe o endereço de retorno, ele contêm o endereço da próxima instrução de onde foi chamada a função. Para perceberem melhor, vou pôr aqui um código:

#include <stdio.h>

int main(void){
char string[8];
gets(string); //Ainda vamos falar muito desta função.
printf("%s\n", string);
return (0);
}

Vamos perceber o programa, declaramos uma string de 8bytes, e depois chamamos a função gets, ora bem, no stack frame é da função gets é criado as suas variáveis locais e também um endereço de retorno que contêm o endereço da próxima instrução do programa que neste caso é a função printf. Tentem imaginar isto como quando vamos fazer uma caminhada, pomos as pedras no caminho para não nos perdermos, digamos que a pedras são o endereço de retorno para o caminho principal.

Então como ocorre o buffer overflow?
Ora bem, quando nós passamos os limites do buffer a verdade é que tudo o que está "ao lado" dele vai entrar em contacto com os dados que passaram fora da string (no caso). Na verdade o buffer overflow é só isso, o "transboradamento", como o nome diz de dados pelo buffer fora. No entanto, ao lado do buffer muitas vezes está o endereço de retorno, e é aí que se tenta explorar, imaginem que se meta lixo até preencher o buffer e depois de se preencher, estando já em contacto com o endereço de retorno se coloque lá outro endereço, por exemplo um endereço para uma função maliciosa. Na verdade eu não estou aqui para vos explicar como explorar mas o que as pessoas mal intencionadas fazem não é meter um endereço mas sim uma coisa chamada de shellcode (procurem sobre isso no google). Para provar que é sobreescrito tudo que estiver ao lado do buffer (se forem passados os limites) compilem e executem este código:

#include <stdio.h>

int main(void){
char s_1[8], s_2[8], s_3[8];
gets(s_1);
gets(s_2);
gets(s_3);
printf("%s\n%s\n%s\n", s_1, s_2, s_3);
return 0;
}

E agora passem os limites da segunda string ou da primeira, neste caso não vamos estar em contacto com o endereço de retorno mas sim com a string que está a seguir dependendo da que quiserem, vejam então o output e tentem perceber o que aconteceu. Nota: Se estiverem em Linux vai dar um segmentation fault, não podendo assim verem o output, que é o meu caso :bored:.

Como se proteger?
Finalmente chegamos à parte da protecção, como nos podemos proteger disto tudo? É simples, usamos funções que verifiquem se a string do input é maior do que aquela que a vai receber. Vou introduzir uma lista a seguir então de funções vulneráveis e das que não são vulneráveis, relativamente a essas.

Funções - Lista (ex: Função_vulnerável - Função segura)
- gets - fgets;
- strcpy - strncpy
- strcat - strncat
- scanf(strings) - fgets

Lista - O porquê de serem vulneráveis
- gets - A função gets, recebe um input e presupõe que o input nunca seja maior que o buffer que a vai receber.
- strcpy - A função strcpy presupõe que a string destino tenha capacidade para comportar a string origem.
- strcat - A função strcat presupõe que a string que a vai receber tem ainda capacidade para comportar a string que vai ser copiada
- scanf - A função scanf tem as mesmas caracteristicas que a gets no caso de estarmos a ler strings. Não confundam com inteiros e outro tipos de dados.


By #M0rph...
//obs: Esse tutorial não é meu, achei no google... =]