防御缓冲区溢出攻击的数据随机化方法

代码注入式攻击方法已经成为针对内存攻击的典型代表,缓冲区溢出攻击是其中最常用的一种代码注入攻击方法。它依靠修改程序的控制流指向,使程序转向预先注入的恶意代码区,以取得系统权限。提出了一种基于数据保护的随机化方法,即通过保护程序内的指针和数组来有效地防御缓冲区溢出攻击的方法。     

基于结构体随机化的内核Rootkit防御技术

内核Rootkit对于操作系统来说是个严重的威胁.入侵者通过植入内核Rootkit,修改一些关键的内核结构体,实现恶意进程隐藏、日志文件删除、私密信息窃取等恶意行为.由于Rootkit主要通过篡改内核结构体对象来实现控制流截取,因此我们试图通过结构体随机化来防御这些入侵.在文中,作者提出了一种基于编译器的自动结构体随机化技术,解决了包括结构体的可随机化识别,随机化语义不变保护以及自动随机化等多个技术难题,最终利用随机环境下攻击者无法预知结构体域排列的特点,实现对内核Rootkit的防御.在实验环节,我们在被随机化的Linux系统中测试了已知的5种不同原理的8个真实的Rootkit,结果展示了我们的方法以几乎零负荷的代价防御了全部的Rootkit加载.     

基于函数指针数组的代码迷惑技术

移动代理在网络计算中经常遇到有目的的篡改攻击，只要通过代码迷惑技术使得对移动代理的程序分析复杂度增加或精确性降低，就能有效地增加这种攻击的难度，从而在一定程度上阻止这种攻击．函数指针分析及控制流分析是程序分析中的难点，也是引起分析的精确度降低的原因．文章首先给出一种增添函数指针数组的程序变换方法，使得函数之间的调用关系函数变得难以分析；同时提出一种控制流变换方法来增加程序分析中的数据流及控制流分析的复杂度，从而使得程序分析的精确度大大降低，最终使篡改攻击难以达到目的。     

基于函数级控制流监控的软件防篡改

软件防篡改是软件保护的重要手段。针对由缓冲区溢出等攻击导致的控制流篡改,提出一种基于函数级控制流监控的软件防篡改方法。以函数级控制流描述软件正常行为,利用二进制重写技术在软件函数入口处植入哨兵,由监控模块实时获取哨兵发送的软件运行状态,通过对比运行状态和预期值判断程序是否被篡改。实现了原型系统并对其进行了性能分析,实验结果表明,基于函数级控制流监控的软件防篡改方法能有效检测对控制流的篡改攻击,无误报且开销较低,其实现不依赖程序源码,无需修改底层硬件和操作系统,监控机制与被保护软件隔离,提高了安全性。     

KMBox:基于Linux内核改造的进程异构冗余执行系统

随机化技术防御进程控制流劫持攻击,是建立在攻击者无法了解当前内存地址空间布局的基础之上,但是,攻击者可以利用内存信息泄露绕过随机化防御获得gadget地址,向程序注入由gadget地址构造的payload,继续实施控制流劫持攻击,窃取敏感数据并夺取或破坏执行软件的系统。目前,异构冗余执行系统是解决该问题的方法之一,基本思想是同一程序运行多个多样化进程,同时处理等效的程序输入。随机化技术使冗余的进程对恶意输入做出不同的输出,同时正常功能不受影响。近年来,一些符合上述描述的系统已经被提出,分析进程异构冗余执行系统的表决设计可以发现,基于ptrace的实现方法会引入大量的上下文切换,影响系统的执行效率。率先直接修改内核设计出一种进程异构冗余执行系统,表决过程完全在内核中完成,冗余的进程独立地采用内存地址空间随机化技术,构建相互异构的内存地址空间布局,在与内存信息泄露相关的系统调用处进行表决,发现泄露信息不一致,阻断进程控制流劫持攻击。即使攻击者跳过内存信息泄露进行漏洞利用,异构内存空间布局也使得注入由gadget地址构造的payload无法同时在冗余的进程中有效,阻断进程控制流劫持攻击。实现...     

进程控制流完整性保护技术综述

控制流劫持攻击利用程序内存漏洞获取程序的控制权,进而控制程序执行恶意代码,对系统安全造成极大的威胁.为了应对控制流劫持攻击,研究人员提出了一系列的防御手段.控制流完整性是一种运行时防御方法,通过阻止进程控制流的非法转移,来确保控制流始终处于程序要求的范围之内.近年来,越来越多的研究致力于解决控制流完整性的相关问题,例如提出新的控制流完整性方案、新的控制流完整性方案评估方法等.首先阐述了控制流完整性的基本原理,然后对现有控制流完整性方案进行了分类,并分别进行了分析,同时介绍了现有针对控制流完整性方案的评估方法与评价指标.最后,对控制流完整性的未来工作进行了展望,以期对未来的控制流完整性研究提供参考.     

C语言中浮点数输入出现异常的研究

在TC2.0的编译环境下,发现利用“scanf()”函数给浮点型二维数组和结构体数组赋值时,没有语法错误,但程序不能正常运行。通过实例分析了产生这种问题的原因并提出了解决方法。     

基于污点分析的源代码脆弱性检测技术

基于源代码的静态分析技术是检测软件脆弱性的一种重要手段.针对不可信数据输入导致软件脆弱性的问题,提出一种基于污点分析的脆弱性检测方法.通过跟踪程序参数、环境变量等各种外部输入,标记输入的类型,在构造控制流图基础上,利用数据流分析中的相关信息,污点传播至各类脆弱性函数,从而解决缓冲区溢出、格式化字符串等问题.利用控制流、数据流分析的相关信息,提高了准确率,降低了漏报率.实验表明,该技术是一种有效的脆弱性分析方法.     

C语言中浮点数输入出现异常的研究

在TC2、0的编译环境下，发现利用“scanf0”函数给浮点型二维数组和结构体数组赋值时，没有语法错误，但程序不能正常运行。通过实例分析了产生这种问题的原因并提出了解决方法。     

基于IPT硬件的内核模块ROP透明保护机制

Return-Oriented Programming（ROP）是一种流行的利用缓冲区溢出漏洞进行软件攻击的方法,它通过覆写程序栈上的返回地址,使程序在之后执行返回指令时,跳转到攻击者指定位置的代码,因而违反了程序原本期望的控制流.控制流完整性（Control-flow Integrity,简称CFI）检查是目前最流行的ROP防御机制,它将每条控制流跳转指令的合法目标限制在一个合法目标地址集合内,从而阻止攻击者恶意改变程序的控制流.现有的CFI机制大多用于保护用户态程序,然而当前已经有诸多针对内核态的攻击被曝出,其中Return-oriented rootkits^[1] （ROR）就是在有漏洞的内核模块中进行ROP攻击,达到执行内核任意代码的目的.相较于传统的基于用户空间的ROP攻击,ROR攻击更加危险.根据Linux CVE的数据统计,在2014-2016年中,操作系统内核内部的漏洞有76%出现在内核模块中,其中基本上所有被公布出来的攻击都发生在内核模块.由此可见,内核模块作为针对内核攻击的高发区,非常危险.另一方面,当前鲜有针对操作系统内核的CFI保护方案,而已有的相关系统都依赖于对内核的重新编译,这在很大程度上影响了它们的应用场景.针对这些问题,本文首次提出利用Intel Processor Trace （IPT）硬件机制,并结合虚拟化技术,对内核模块进行透明且有效的保护,从而防御针对其的ROP攻击.实验表明该系统具有极强的保护精确性、兼容性和高效性.     

An image steganographic algorithm based on spatial desynchronization

Calibration based attack is one of the most important steganalytic attacks in recent past specifically for JPEG domain steganography. In calibration attack, the attacker generally predicts the cover image statistics from the stego image. Preventing attackers from such prediction is used to resist these attacks. Domain separation (or randomization) is such a technique which is used for hiding the embedding domain from the attacker. It is observed that existing domain randomization techniques cannot provide enough randomization such that they are easily be detected by recent steganalysis techniques. In this paper, we have extended our previous work based on spatial desynchronization using statistical analysis. It is also experimentally shown that proposed algorithm is less detectable against the calibration based blind as well as targeted steganalytic attacks than the existing JPEG domain steganographic schemes.     

Security benchmarks of OSGi platforms: toward Hardened OSGi

OSGi platforms are extensible component platforms, i.e. they support the dynamic and transparent installation of components that are provided by third party providers at runtime. This feature makes systems built using OSGi extensible and adaptable, but opens a dangerous attack vector that has not been considered as such until recently. Performing a security benchmark of the OSGi platform is therefore necessary to gather knowledge related to the weaknesses it introduces as well as to propose enhancements. A suitable Vulnerability Pattern is defined. The attacks that can be performed through malicious OSGi components are identified. Quantitative analysis is then performed so as to characterize the origin of the vulnerabilities and the target and consequences of the attacks. The assessment of the security status of the various implementations of the OSGi platform and of existing security mechanisms is done through a metric we introduce, the Protection rate (PR). Based on these benchmarks, OSGi‐specific security enhancements are identified and evaluated. First recommendations are given. Then evaluation is performed through the PR metric and performance analysis. Lastly, further requirements for building secure OSGi platforms are identified. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Linux内核提权攻击研究

提权攻击是针对Linux系统的一种重要攻击手段。根据提权攻击所利用的漏洞类型,一般可将其分为应用层提权攻击和内核提权攻击。现有的防御技术已经能够防御基本的应用层提权攻击,但是并不能完全防御内核提权攻击,内核提权攻击仍是Linux系统面临的一个重要威胁。内核提权攻击一般通过利用内核提权漏洞进行攻击。针对内核提权攻击,分析研究了基本的内核提权漏洞利用原理以及权限提升方法,并对典型的内核提权攻击防御技术进行了分析。最后通过实验对SELinux针对内核提权攻击的防御效果进行了分析验证,并针对发现的问题指出了下一步具有可行性的研究方向。     

软件二进制代码重用技术综述

在当前的计算机系统架构和软件生态环境下,ROP（Return-Oriented Programming）等基于二进制代码重用的攻击技术被广泛用于内存漏洞利用.近年来,网络空间安全形势愈加严峻,学术界、工业界分别从攻击和防护的角度对二进制代码重用技术开展了大量研究.文章首先介绍了二进制代码重用技术的基础,然后分析了二进制代码重用攻击技术的演变和典型攻击向量;同时,对基于控制流完整性和随机化的防护方法进行了讨论,对工业界最新的二进制代码重用防护机制CET（Control-flow Enforcement Technology）和CFG（Control Flow Guard）进行了剖析.文章最后讨论了二进制代码重用技术今后的发展方向,包括潜在的攻击面和防御机制增强的思路.     

基于SDN和NFV技术的网络安全架构

基于软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的新型网络取代传统网络势在必行,因此研究基于新网络环境的网络安全体系结构迫在眉睫.介绍了一种开放且通用的软件定义的SDS安全架构,它可以为安全服务、安全设备和安全管理提供一个开放的接口,并且支持不同的网络安全供应商部署其安全产品和安全解决方案.此外,可以实现虚拟安全功...     

分布式端口反弹攻击及检测

分析了现有的DDoS攻击在通信时存在的一些缺点，并对当前流行的端口反弹技术进行了深入的研究，发现如果将两者结合起来形成一类新的攻击形式，其危害性相当严重。故提出了两者结合的模型——分布式端口反弹攻击模型，而且针对这类新的攻击方式的一些特点提出了基于连接(会话)记录的误用检测方法和基于用户行为的异常检测方法。     

深度学习中的后门攻击综述

随着深度学习研究与应用的迅速发展,人工智能安全问题日益突出。近年来,深度学习模型的脆弱性和不鲁棒性被不断的揭示,针对深度学习模型的攻击方法层出不穷,而后门攻击就是其中一类新的攻击范式。与对抗样本和数据投毒不同,后门攻击者在模型的训练数据中添加触发器并改变对应的标签为目标类别。深度学习模型在中毒数据集上训练后就被植入了可由触发器激活的后门,使得模型对于正常输入仍可保持高精度的工作,而当输入具有触发器时,模型将按照攻击者所指定的目标类别输出。在这种新的攻击场景和设置下,深度学习模型表现出了极大的脆弱性,这对人工智能领域产生了极大的安全威胁,后门攻击也成为了一个热门研究方向。因此,为了更好的提高深度学习模型对于后门攻击的安全性,本文针对深度学习中的后门攻击方法进行了全面的分析。首先分析了后门攻击和其他攻击范式的区别,定义了基本的攻击方法和流程,然后对后门攻击的敌手模型、评估指标、攻击设置等方面进行了总结。接着,将现有的攻击方法从可见性、触发器类型、标签类型以及攻击场景等多个维度进行分类,包含了计算机视觉和自然语言处理在内的多个领域。此外,还总结了后门攻击研究中常用的任务、数据集与深度学习模型,并介绍了后门攻击在数据隐私、模型保护以及模型水印等方面的有益应用,最后对未来的关键研究方向进行了展望。     

Enhanced Security with Improved Defensive Routing Mechanism in Wireless Sensor Networks

In recent scenario of Wireless Sensor Networks (WSNs), there are many application developed for handling sensitive and private data such as military information, surveillance data, tracking, etc. Hence, the sensor nodes of WSNs are distributed in an intimidating region, which is non-rigid to attacks. The recent research domains of WSN deal with models to handle the WSN communications against malicious attacks and threats. In traditional models, the solution has been made for defending the networks, only to specific attacks. However, in real-time applications, the kind of attack that is launched by the adversary is not known. Additionally, on developing a security mechanism for WSN, the resource constraints of sensor nodes are also to be considered. With that note, this paper presents an Enhanced Security Model with Improved Defensive Routing Mechanism (IDRM) for defending the sensor network from various attacks. Moreover, for efficient model design, the work includes the part of feature evaluation of some general attacks of WSNs. The IDRM also includes determination of optimal secure paths and Node security for secure routing operations. The performance of the proposed model is evaluated with respect to several factors; it is found that the model has achieved better security levels and is efficient than other existing models in WSN communications. It is proven that the proposed IDRM produces 74% of PDR in average and a minimized packet drop of 38% when comparing with the existing works.     

信任模型中安全问题的研究

首先分析现有的信任研究和信任模型中存在的问题和缺陷,然后详细讨论对信任模型几种攻击方式和相应的防范攻击的策略,最后讨论了信任模型研究中的难点和未来的研究方向,以增强信任模型的安全性和适用性.