يعد رش الكومة أسلوبًا يستخدمه المتسللون لتسهيل تنفيذ التعليمات البرمجية التعسفية، وعادةً ما يكون ذلك جزءًا من استغلال ثغرة أمنية في البرنامج. إنه يعمل من خلال تخصيص العديد من هياكل البيانات "الكومة" التي تحتوي على حمولة ضارة، مما يزيد من احتمال أن تؤدي ثغرة تجاوز سعة المخزن المؤقت، على سبيل المثال، إلى تنفيذ تعليمات برمجية للمهاجم.
نشأة رذاذ الكومة وأول ذكر لها
تعود جذور رش الكومة كأسلوب استغلال إلى أواخر التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، عندما كانت الإنترنت تكتسب شعبية واسعة النطاق ولم يكن الأمن السيبراني قويًا كما هو الحال اليوم. وكان أول ذكر رئيسي لها في عمل الهاكر الأخلاقي وخبير الأمن السيبراني SkyLined، الذي قدم وصفًا شاملاً وأمثلة لهذه التقنية. ساعدت رؤى SkyLined في توضيح خطورة رش الكومة كناقل للتهديد، مما أدى إلى زيادة الجهود نحو التخفيف من آثاره.
رذاذ الكومة: فحص متعمق
يتضمن رش الكومة ملء الكومة - وهي منطقة من ذاكرة الكمبيوتر تستخدم لتخصيص الذاكرة الديناميكية - بأجزاء من البيانات تحتوي على تسلسل بايت محدد، يشار إليه غالبًا باسم "مزلقة NOP" أو "شريحة NOP". يتم وضع الحمولة الفعلية للاستغلال، والتي عادةً ما تكون كود القشرة، في نهاية هذا التسلسل. يقوم هذا الترتيب بشكل أساسي "بتوجيه" تدفق التنفيذ إلى الحمولة إذا كانت هناك ثغرة أمنية تسمح بالتحكم في مؤشر التعليمات.
يتم استخدام رش الكومة بشكل أساسي في الهجمات ضد البرامج التي تحتوي على خطأ في الذاكرة، وعادةً ما يكون ذلك بسبب تجاوز سعة المخزن المؤقت أو ثغرة أمنية بعد الاستخدام. يمكن أن تسمح هذه الأخطاء للمهاجم بالكتابة فوق عنوان الذاكرة، والذي، إذا تم معالجته بدقة، يمكن استخدامه لتوجيه التنفيذ إلى الكومة. يساعد رش الكومة على "تحضير" الكومة لذلك، مما يزيد من احتمال وصول التنفيذ المعاد توجيهه إلى حمولة المهاجم.
كيف يعمل رذاذ الكومة: تشريح التقنية
يعمل رش الكومة عن طريق إغراق مساحة الكومة بنسخ من تسلسل البايت المطلوب. فيما يلي تسلسل مبسط للإجراء:
- يتم تشغيل رذاذ الكومة، غالبًا من خلال JavaScript في بيئة الويب.
- يقوم رذاذ الكومة بملء الكومة بكتل متعددة من الذاكرة تحتوي على بيانات المهاجم.
- يتم تنظيم البيانات التي تم رشها باستخدام مزلقة NOP المؤدية إلى حمولة الاستغلال.
- في حالة وجود خطأ قابل للاستغلال، يمكن إعادة توجيه التنفيذ إلى عنوان ذاكرة عشوائي.
- نظرًا للوجود الواسع النطاق للبيانات التي تم رشها، هناك احتمال كبير أن تؤدي عملية إعادة التوجيه هذه إلى حمولة المهاجم.
- يتم بعد ذلك تنفيذ الحمولة، مما يوفر للمهاجم النتيجة المرجوة، وغالبًا ما يكون التحكم عن بعد في النظام.
الميزات الرئيسية لرذاذ الكومة
يتميز رذاذ الكومة بعدة ميزات رئيسية:
- زيادة معدل نجاح الهجوم: يزيد رش الكومة من فرصة الاستغلال الناجح لثغرة تلف الذاكرة.
- التلاعب بالذاكرة: فهو يعالج حالة ذاكرة العملية لتسهيل تنفيذ التعليمات البرمجية التعسفية.
- قابلة للاستغلال في بيئات مختلفة: يمكن نشر نظام رش الكومة في العديد من البيئات، مثل متصفحات الويب أو تطبيقات الخادم.
- غالبًا ما يتم إقرانها ببرمجيات إكسبلويت أخرى: عادةً ما يُستخدم رش الكومة جنبًا إلى جنب مع عمليات استغلال الثغرات الأمنية الأخرى لتحقيق النهاية المرجوة.
أنواع رذاذ كومة
يمكن تصنيف تقنيات رش الكومة بناءً على بيئة الاستغلال وطبيعة تسليم الحمولة.
| يكتب | وصف |
|---|---|
| جافا سكريبت كومة الرذاذ | يتم استخدام JavaScript، المستخدم في الهجمات المستندة إلى الويب، لملء الكومة بحمولات ضارة. |
| رذاذ كومة فلاش | يستخدم Adobe Flash لإجراء الرش، عادةً في بيئات الويب. |
| جافا كومة رذاذ | يستخدم تطبيقات Java للرش، وهي طريقة أخرى للهجمات المستندة إلى الويب. |
| رذاذ كومة الدقة | يستهدف كائنات محددة في الكومة، وهو مفيد في عمليات استغلال الاستخدام بعد الاستخدام المجاني. |
التطبيقات والتحديات والحلول لرذاذ الكومة
يستخدم المهاجمون في العالم السيبراني تقنية رش الكومة في الغالب لاستغلال الثغرات الأمنية في البرامج. وقد تم استخدامه على نطاق واسع في إنشاء برامج ضارة متطورة وتنفيذ التهديدات المستمرة المتقدمة (APTs).
التحدي الأساسي الذي يواجه رش الكومة من منظور أمني هو اكتشافه ومنعه. تكافح الحلول الأمنية التقليدية القائمة على التوقيع في التعرف على هجمات الرش المكدس نظرًا لطبيعتها الديناميكية. على هذا النحو، تعتمد الحلول الحديثة على الكشف القائم على السلوك واستخدام تقنيات تخفيف الاستغلال مثل التوزيع العشوائي لتخطيط مساحة العنوان (ASLR) ومنع تنفيذ البيانات (DEP).
مقارنات وخصائص
بمقارنة الرش الكامي مع تقنيات أخرى مماثلة مثل التمحور المكدس والبرمجة الموجهة نحو العودة (ROP)، يتميز الرش الكامي ببساطته ومعدل نجاحه العالي. في حين أن كل من هذه التقنيات لها خصائص فريدة وحالات استخدام، إلا أنها كلها تقنيات لاستغلال ثغرات تلف الذاكرة لتنفيذ تعليمات برمجية عشوائية.
| تقنية | صفات |
|---|---|
| رذاذ كومة | بسيط، يُستخدم لزيادة معدل نجاح عمليات استغلال تلف الذاكرة. |
| التمحور المكدس | معقدة، تعيد توجيه مؤشرات المكدس إلى موقع آخر، وغالبًا ما تستخدم في هجمات تجاوز سعة المخزن المؤقت. |
| شرطة عمان السلطانية | معقدة، تعمل على الاستفادة من مقتطفات التعليمات البرمجية الموجودة ("الأدوات") في الذاكرة، وتجاوز بعض عمليات تخفيف الاستغلال. |
وجهات النظر المستقبلية والتقنيات
انخفضت فعالية رش الكومة بمرور الوقت مع تطبيق التوزيع العشوائي للذاكرة وتقنيات منع التنفيذ. ومع ذلك، يواصل المهاجمون تطوير أساليبهم، وصياغة تقنيات رش أكثر تعقيدًا ودقة لتجاوز وسائل الحماية هذه. على سبيل المثال، كان الرش في الوقت المناسب (JIT) عبارة عن تقنية تم تطويرها لتجاوز ميزة DEP عن طريق معالجة التعليمات البرمجية المترجمة من JIT في الذاكرة.
الخوادم الوكيلة ورذاذ الكومة
يمكن الاستفادة من الخوادم الوكيلة في سياق هجوم الرش الكامي لإخفاء أصل الهجوم، مما يجعل من الصعب على المحققين تعقب مصدر الهجوم. من ناحية أخرى، يمكن للخوادم الوكيلة الآمنة أيضًا أن تعمل كطبقة دفاع، حيث تمنع حركة المرور الضارة المعروفة أو تعزل أنظمة العميل عن التعرض المباشر للمحتوى الذي يحتمل أن يكون ضارًا.
