L'attaque par débordement de tampon fait référence à une menace de cybersécurité dans laquelle un attaquant tente de surcharger le tampon en envoyant plus de données que ce qu'il était initialement prévu de contenir. Ce débordement de données peut entraîner l'exécution de code malveillant, un crash du système ou l'altération de données cruciales.
Le contexte historique et l’émergence des attaques par débordement de tampon
L’attaque par débordement de mémoire tampon a été mentionnée pour la première fois dans les années 1960 et au début des années 1970, à l’époque des premiers ordinateurs centraux. Pourtant, ce n’est que dans les années 1980 que ces vulnérabilités ont commencé à être mieux comprises et exploitées par des acteurs malveillants. Le premier cas significatif d'attaque par débordement de tampon a été le ver Morris en 1988. Ce ver a exploité une vulnérabilité de débordement de tampon dans le service réseau UNIX « fingerd », provoquant une perturbation significative de grandes parties des premiers Internet.
Aperçu approfondi : attaques par débordement de tampon
Une attaque par débordement de tampon peut se produire chaque fois qu'un programme écrit des données dans un tampon et ne vérifie pas le volume de données, ce qui peut dépasser la capacité du tampon. Si le tampon est saturé, il écrasera la mémoire adjacente, ce qui pourrait corrompre ou modifier les données contenues dans cet espace. Si les données écrasées contiennent du code exécutable, celui-ci pourrait alors être manipulé pour effectuer les actions souhaitées par l'attaquant.
Par exemple, un attaquant pourrait profiter de cette vulnérabilité pour injecter et exécuter du code malveillant, modifier le chemin d'exécution d'un programme ou provoquer le crash du programme, rendant un service indisponible. Bien que cette vulnérabilité puisse survenir dans de nombreux langages de codage différents, elle est particulièrement répandue en C et C++, qui ne disposent pas de protections intégrées contre les débordements.
La mécanique des attaques par débordement de tampon
Une attaque par débordement de tampon peut être mieux comprise en plongeant dans le fonctionnement interne d’un système informatique. Lorsqu'un programme est exécuté, un espace mémoire de pile lui est alloué. Cette pile est divisée en différentes sections, à savoir les variables locales (tampons), les données de contrôle et les registres CPU. Les données de contrôle incluent le pointeur de base (BP), qui pointe vers la base de la pile, et le pointeur de retour (RP), qui indique le point d'exécution une fois la fonction actuelle terminée.
Lorsqu'un attaquant déborde du tampon, les données excédentaires se propagent dans la zone de données de contrôle. Si l'attaquant conçoit soigneusement l'entrée, il peut écraser le pointeur de retour par une nouvelle valeur. Cette nouvelle valeur peut pointer vers un code malveillant (également fourni par l'attaquant dans le cadre de l'entrée) et ainsi amener l'application à exécuter ce code.
Principales caractéristiques des attaques par débordement de tampon
Voici quelques caractéristiques importantes des attaques par débordement de tampon :
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Exploitation des faiblesses de la programmation : Les attaques par débordement de tampon profitent principalement du fait que certains langages de programmation, comme C et C++, n’effectuent aucune vérification des limites des tableaux.
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Exécution du code arbitraire : L'un des principaux objectifs de ce type d'attaque est d'exécuter du code arbitraire dans le contexte de sécurité du programme vulnérable.
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Élévation de privilèges : Ces attaques sont souvent utilisées pour élever le niveau de privilèges de l'attaquant dans le système, lui accordant potentiellement un contrôle administratif.
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Potentiel de dommages étendu : Les attaques par débordement de mémoire tampon peuvent être très destructrices, provoquant potentiellement des pannes du système ou conduisant à d'importantes violations de données.
Types d'attaques par débordement de mémoire tampon
Les attaques par débordement de tampon peuvent être classées en fonction de la zone mémoire qu'elles ciblent :
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Attaques par débordement de tampon basées sur la pile : Il s'agit du type le plus courant, où le débordement se produit dans la mémoire de la pile, affectant les variables locales et les adresses de retour des fonctions.
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Attaques par débordement de mémoire tampon basées sur le tas : Ici, le débordement se produit dans la mémoire tas, qui est allouée dynamiquement au moment de l'exécution et peut corrompre les données.
| Type d'attaque par débordement de tampon | Description |
|---|---|
| Basé sur la pile | Un débordement se produit dans la mémoire de la pile |
| Basé sur le tas | Un débordement se produit dans la mémoire tas |
Implémentations et contre-mesures
Les attaques par débordement de tampon peuvent être mises en œuvre à l'aide de diverses techniques, telles que les tests fuzz ou l'ingénierie inverse. Cependant, de nombreuses mesures peuvent être prises pour les éviter :
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Vérification des limites : Appliquez la vérification des limites sur toutes les références de tableau et de pointeur dans le code.
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Révision du code et analyse statique : Examinez régulièrement le code et effectuez une analyse statique pour détecter les faiblesses potentielles.
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Randomisation de la disposition de l'espace d'adressage (ASLR) : Randomisez l'emplacement où les exécutables du système sont chargés en mémoire pour rendre plus difficile la prédiction des adresses cibles par un attaquant.
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Pile non exécutable : Marquez les régions de mémoire telles que la pile et le tas comme non exécutables. Cela empêche un attaquant d'exécuter son code à partir de ces régions.
Comparaisons et caractéristiques
| Débordement de tampon | Injection SQL | Scripts intersites (XSS) | |
|---|---|---|---|
| Cible | Mémoire d'application | Base de données | Navigateur de l'utilisateur |
| Vulnérabilité linguistique | Commun en C/C++ | SQL | HTML/JavaScript |
| Techniques de prévention | Vérification des limites, ASLR, pile non exécutable | Déclarations préparées, évasion de la saisie utilisateur, moindre privilège | Validation d'entrée, codage de sortie, cookies HttpOnly |
Perspectives d'avenir
Avec les progrès de l’intelligence artificielle et de l’apprentissage automatique, la détection et la prévention des attaques par débordement de mémoire tampon devraient s’améliorer. Les systèmes de détection des menaces basés sur l’IA seront capables d’identifier les modèles d’attaques complexes avec plus de précision et de rapidité que les méthodes actuelles.
L’utilisation de langages offrant une meilleure gestion de la mémoire (comme Rust) pourrait également augmenter. Ces langages pourraient empêcher les attaques par débordement de mémoire tampon dès leur conception, ce qui en ferait une option intéressante pour développer des applications sécurisées.
Serveurs proxy et attaques par débordement de tampon
Les serveurs proxy peuvent jouer un rôle central dans la prévention des attaques par débordement de mémoire tampon. En agissant comme intermédiaire entre les utilisateurs et les serveurs, un serveur proxy peut analyser et filtrer le trafic, aidant ainsi à détecter les comportements suspects susceptibles de signaler une attaque par débordement de tampon.
De plus, les serveurs proxy peuvent être configurés pour autoriser uniquement les commandes sûres connues, empêchant ainsi l'exécution de code arbitraire sur le système cible. Ce faisant, même si un attaquant tente d'exploiter une vulnérabilité de débordement de tampon, les actions nuisibles qu'il souhaite effectuer seront bloquées par le serveur proxy.
