Le dépassement de tampon est une condition dans laquelle une application tente d'écrire plus de données dans un bloc de mémoire, ou dans un tampon, qu'elle ne peut en contenir. Ce débordement peut entraîner une corruption des données pertinentes, provoquant un comportement imprévisible d'une application, voire un crash. Plus grave encore, les débordements de tampon peuvent être exploités pour exécuter du code arbitraire, ce qui peut conduire à des failles dans la sécurité du système.
L'origine et les premiers cas de débordement de tampon
Le concept de débordement de mémoire tampon remonte aux premiers jours de la programmation, notamment avec l'avènement de langages comme C et C++ qui permettent une manipulation directe de la mémoire. Le premier cas majeur de vulnérabilité de débordement de tampon a été le ver Internet en 1988. Ce ver a exploité un débordement de tampon dans le démon « finger » d'Unix pour se propager sur les réseaux, infectant des milliers d'ordinateurs. Cet incident a sensibilisé le public aux vulnérabilités liées aux débordements de mémoire tampon et constitue depuis lors une préoccupation majeure en matière de cybersécurité.
Plonger dans le débordement de tampon
Le débordement de tampon se produit généralement dans les langages de programmation qui ne disposent pas de vérification de limites intégrée, tels que C et C++. Ces langages permettent aux développeurs d'allouer une certaine quantité de mémoire aux variables, mais ils n'empêchent pas automatiquement ces variables de dépasser la taille allouée. Cela devient problématique lorsqu'un programme écrit plus de données dans un tampon qu'il ne peut en gérer, ce qui entraîne un débordement.
Lorsqu'un débordement de mémoire tampon se produit, les données excédentaires peuvent écraser les espaces mémoire adjacents, corrompant ou modifiant leur contenu. Cela peut provoquer un comportement inattendu du logiciel, entraînant des plantages ou des résultats incorrects. Dans le pire des cas, un débordement de tampon peut être exploité pour exécuter du code arbitraire, offrant ainsi à un attaquant le contrôle du système.
La mécanique interne du débordement de tampon
Un tampon est essentiellement un bloc de mémoire contigu alloué pour contenir des données. Le débordement de tampon se produit lorsque plus de données que celles initialement allouées sont écrites dans ce bloc de mémoire. Le débordement de données peut écraser les emplacements mémoire adjacents et perturber le flux normal de l'application.
Dans un cas typique d'attaque par débordement de mémoire tampon, un utilisateur malveillant envoie intentionnellement des données excédentaires avec des modèles spécifiques. Lorsque ces données débordent, elles peuvent écraser l'adresse de retour d'une fonction. Si le débordement est construit correctement, l'adresse de retour écrasée peut pointer vers le code malveillant, qui peut être inclus dans les données débordantes. Ce flux d'exécution redirigé donne à l'attaquant le contrôle du système.
Caractéristiques clés du débordement de tampon
Le débordement de tampon se caractérise par quelques caractéristiques clés :
- Corruption de données: Le débordement de données peut corrompre les espaces mémoire adjacents, entraînant un comportement imprévisible des applications.
- Applications en panne: Les dépassements de tampon provoquent souvent le crash des applications, car ils corrompent les structures de données critiques ou écrasent les données de contrôle de l'application.
- Exploits de sécurité: Les débordements de tampon peuvent être exploités pour réaliser l'exécution de code arbitraire, permettant à un attaquant de prendre le contrôle d'un système.
Types de débordement de tampon
Il existe différents types de dépassements de tampon, chacun avec ses caractéristiques spécifiques et ses techniques d'exploitation. Certains des plus courants sont :
| Taper | Description |
|---|---|
| Débordement de pile | Se produit lorsqu'un tampon situé sur la pile est dépassé. Il s’agit du type de dépassement de tampon le plus courant. |
| Débordement de tas | Se produit lorsqu'un tampon situé sur le tas (mémoire allouée dynamiquement) est dépassé. |
| Débordement d'entier | Se produit lorsqu'une opération arithmétique aboutit à une valeur entière trop grande pour être stockée dans le type entier associé. |
| Débordement de chaîne de format | Se produit lorsqu'un programme ne valide pas correctement l'entrée utilisée dans les chaînes de format de sortie, permettant à un attaquant d'écraser la mémoire. |
Utilisations, problèmes et solutions
Les dépassements de tampon sont souvent exploités par les attaquants pour injecter du code malveillant ou perturber le fonctionnement normal des applications. Cependant, ils ne constituent pas une utilisation intentionnelle ou légitime des langages de programmation, et de nombreux efforts ont été déployés pour empêcher leur apparition.
Les solutions aux problèmes de débordement de tampon résident en grande partie dans les pratiques et technologies de programmation défensive. Par exemple, la vérification des limites peut empêcher les débordements de tampon en garantissant que les données écrites dans un tampon ne dépassent pas sa taille. De même, les protections de mémoire non exécutable peuvent empêcher un attaquant d'exécuter du code dans un tampon saturé.
Comparaison avec des concepts similaires
Voici quelques termes similaires et en quoi ils diffèrent du débordement de tampon :
| Terme | Description | Différence |
|---|---|---|
| Sous-dépassement de la mémoire tampon | Se produit lorsqu'un programme tente de lire plus de données que celles actuellement disponibles dans la mémoire tampon. | Contrairement au dépassement de tampon, le dépassement insuffisant n'entraîne généralement pas de failles de sécurité. |
| Fuite de mémoire | Se produit lorsqu'un programme ne gère pas correctement les allocations de mémoire, ce qui entraîne une réduction de la mémoire disponible au fil du temps. | Même si les fuites de mémoire peuvent dégrader les performances du système, elles ne constituent généralement pas un vecteur d'attaque tel qu'un débordement de mémoire tampon. |
| Débordement de pile (pas de tampon) | Se produit lorsque la pile d'appels d'un programme dépasse sa limite. | Ce terme n'a aucun rapport avec un débordement de tampon et résulte d'une récursivité excessive ou de variables de pile volumineuses. |
Perspectives et technologies futures
La prise de conscience et l'impact des débordements de tampon ont conduit à diverses innovations dans la programmation et la conception du système. Des langages comme Java et Python incluent une vérification des limites intégrée pour empêcher le débordement de tampon dès la conception. De même, les systèmes d'exploitation modernes incluent des fonctionnalités telles que la randomisation de la disposition de l'espace d'adressage (ASLR) et la prévention de l'exécution des données (DEP) pour atténuer les exploits de dépassement de tampon.
Malgré ces progrès, le débordement de tampon reste un problème dans les systèmes qui s'appuient sur du code existant ou sur des langages de bas niveau. Ainsi, les recherches et développements en cours continuent d’améliorer les techniques de détection et de prévention.
Serveurs proxy et débordement de tampon
Les serveurs proxy, tels que ceux fournis par OneProxy, peuvent être liés au débordement de tampon de deux manières principales. Premièrement, un serveur proxy lui-même pourrait présenter des vulnérabilités de débordement de mémoire tampon s'il n'est pas correctement codé, permettant potentiellement à un attaquant de compromettre le serveur. Deuxièmement, un serveur proxy peut potentiellement atténuer l'impact d'une attaque par débordement de mémoire tampon sur un système client en validant et en nettoyant les entrées ou en détectant des modèles de trafic anormaux indiquant une attaque.
