利用gcc自带的功能-fstack-protector检测栈溢出及其实现

  最近又遇到了一个崩溃,栈回溯非常怪异。

/lib/i386-linux-gnu/libc.so.(gsignal+0x4f) [0xb2b751df]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.(abort+0x175) [0xb2b78825]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.(+0x6b39a) [0xb2bb239a]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.(__fortify_fail+0x45) [0xb2c4b0e5]
/lib/i386-linux-gnu/libc.so.(+0x102eba) [0xb2c49eba]
/ramdisk/xxxxxx() [0x8467639]
/ramdisk/xxxxxx() [0x849a802]
/ramdisk/xxxxxx() [0x84b75da]
/ramdisk/xxxxxx(xxxxxxxxxxxx+0x444) [0x84b9224]

  其中的xxxxx是公司的模块和函数,故隐藏,对接下去的分析没有影响。

  一开始,因为没有接触过__fortify_fail这个函数,另外加上因为有一部分栈回溯没有对应的符号,我以为是数组溢出把栈信息破坏了。但实际上想想不对,如果是栈信息被破坏了,不出意外的话,应该是回溯不到某些很有序的函数的,这些函数我没上。

  后来同事无意的一句话,说__fortify_fail是内存检测,我才百度了一下这个__fortify_fail函数,那么这个函数是什么情况下会被调用的呢?

一。gcc编译选项-fstack-protector和-fstack-protector-all

  正是我在前面猜测的错误原因,牛人Stack Guard 就想出了保护栈信息的方式,在ebp和ip等信息的地址下面放一个保护数,如果栈溢出,那么这个8位数会被修改,就会导致函数进入栈溢出错误处理函数,也就是导致了上面的栈。

二。比较加选项前后的反汇编代码

  源码:

#include <stdio.h>
int main()
{
char a;
int i;
memcpy(&a,"ss",);
printf("1\n");
memcpy(&i,"sssss",);
printf("2\n");
     return 0;
}

  使用gdb调试该程序,首先查看a和i的地址,

(gdb) p &a
$ = 0xbffff69b "\b\364\037\374\267\220\204\004\b"
(gdb) p &i
$ = (int *) 0xbffff694

  显然变量a的地址要高,更接近栈顶。可以证明i的溢出并不一定能被检测到,而a的检测一定会被检测到。

  看下汇编代码的对比。利用gcc自带的功能-fstack-protector检测栈溢出及其实现

  movw $0x7373那句话就是往a里面拷贝ss,所以整个程序前后的差异在于插入两段代码,这两段的代码就是用来检测局部变量。

  运行溢出时的栈

#  0xb7fdd424 in __kernel_vsyscall ()
# 0xb7e4f1ef in raise () from /lib/i386-linux-gnu/libc.so.
# 0xb7e52835 in abort () from /lib/i386-linux-gnu/libc.so.
# 0xb7e8a2fa in ?? () from /lib/i386-linux-gnu/libc.so.
# 0xb7f20dd5 in __fortify_fail () from /lib/i386-linux-gnu/libc.so.
# 0xb7f20d8a in __stack_chk_fail () from /lib/i386-linux-gnu/libc.so.
# 0x08048485 in main ()

  与本文最前面的错误是一致的

三。走读代码修改错误。

四。总结

  当然这个举措并不能够完全的抑制栈溢出,如果跳过了保护数,那么还是检测不到栈溢出的,并且对其他的局部变量溢出没有保护。当然每个变量都保护会大大增加程序复杂度。

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