Le Heap Spraying est une technique largement reconnue et utilisée dans le monde de l’exploitation informatique. Cela implique principalement d'inonder une région de la mémoire tas d'un processus avec du shellcode pour augmenter la probabilité d'exécuter du code arbitraire lorsque des vulnérabilités, comme un débordement de tampon, sont exploitées.
L'histoire de la pulvérisation en tas et sa première mention
La pulvérisation en tas a été portée à l'attention du public pour la première fois dans un article sur la sécurité rédigé par Matt Conover et Oded Horovitz, intitulé « Heap Spraying : A Technique to Counter Common Security Measures », publié au début des années 2000. Sa création a été motivée par la mise en œuvre croissante de mécanismes de sécurité conçus pour randomiser l'espace d'adressage d'un processus en cours d'exécution, rendant ainsi plus difficile pour les attaquants de prédire où leur shellcode serait situé en mémoire.
Élargir le sujet : pulvérisation en tas
La pulvérisation de tas est principalement utilisée pour exploiter les vulnérabilités de corruption de mémoire. Son objectif est de manipuler le tas d'un processus de telle manière que le shellcode d'un attaquant soit réparti sur une grande partie de celui-ci. Cela se fait en créant plusieurs objets ou instances dans le tas, chacun portant une copie du shellcode souhaité.
Cette technique est souvent utilisée conjointement avec d’autres exploits permettant l’exécution de code arbitraire. Cependant, le problème de ces exploits est qu’ils nécessitent souvent de connaître l’emplacement mémoire exact du code à exécuter, ce qui, en raison de diverses mesures de sécurité, peut être difficile à déterminer. La pulvérisation de tas résout ce problème en remplissant une partie importante du tas avec le shellcode requis, augmentant ainsi statistiquement les chances que l'exploit déclenche l'exécution du code.
La structure interne de la pulvérisation en tas
La pulvérisation en tas fonctionne selon un processus en deux étapes :
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Vaporisateur: La mémoire tas est remplie de plusieurs instances du shellcode souhaité. Cela se fait en créant des objets ou des instances portant le shellcode, qui sont ensuite alloués à différentes adresses mémoire du tas.
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Déclenchement: Une vulnérabilité est exploitée pour exécuter du code arbitraire. Étant donné que la mémoire est remplie d'instances du shellcode, la probabilité que le code exécuté soit le shellcode de l'attaquant est considérablement augmentée.
Principales caractéristiques de la pulvérisation en tas
Les principales caractéristiques de la pulvérisation en tas comprennent :
- Il est largement indépendant de la charge utile, ce qui signifie qu’il peut être utilisé pour exécuter pratiquement n’importe quel type de shellcode.
- Cela augmente considérablement la probabilité d’exécution réussie du code lors de l’exploitation des vulnérabilités.
- Il contourne certaines mesures de sécurité telles que la randomisation de la configuration de l'espace d'adressage (ASLR) en ne nécessitant pas la connaissance des adresses mémoire exactes.
Types de pulvérisation en tas
Il existe plusieurs variantes de pulvérisation en tas, chacune différant en fonction des méthodes utilisées pour pulvériser le tas. Voici quelques types :
| Type de pulvérisation en tas | Description |
|---|---|
| Pulvérisation en tas classique | Implique l'allocation répétée de blocs de mémoire, chacun contenant le shellcode. |
| Pulvérisation séquentielle en tas | Alloue un gros bloc de mémoire et le remplit avec le shellcode. |
| Pulvérisation en tas avec traîneau NOP | Utilise un traîneau NOP (une séquence d'instructions de non-opération) avant le shellcode pour augmenter le taux de réussite. |
Façons d’utiliser la pulvérisation en tas, problèmes et leurs solutions
Le Heap Spraying est principalement utilisé dans le contexte de l’exploitation de la sécurité, en particulier pour exploiter les vulnérabilités de corruption de mémoire. Il s'agit d'une technique puissante, en particulier lorsqu'elle est associée à des vulnérabilités qui permettent l'exécution de code arbitraire.
Cependant, l’utilisation de la pulvérisation en tas n’est pas sans défis. Un problème est qu’à mesure que la taille du tas augmente, la technique devient plus détectable. Un autre défi est la mise en œuvre croissante de techniques d’atténuation des exploits telles que ASLR et DEP (Data Execution Prevention), qui rendent plus difficile l’exécution du shellcode à partir du tas.
Pour surmonter ces défis, les attaquants peuvent recourir à des méthodes plus sophistiquées de pulvérisation de tas, telles que la pulvérisation JIT, qui exploite des compilateurs juste à temps pour rendre le tas exécutable. Les professionnels de la sécurité, quant à eux, doivent constamment s’améliorer et développer de nouvelles techniques d’atténuation.
Principales caractéristiques et comparaisons avec des termes similaires
La pulvérisation en tas est souvent comparée et contrastée avec des techniques d'exploitation similaires telles que le stack smashing et la programmation orientée retour (ROP).
| Technique | Description | Similitudes/différences avec la pulvérisation en tas |
|---|---|---|
| Écrasement de pile | Implique la corruption de la pile pour modifier l’exécution du programme. | Contrairement à la pulvérisation de tas, le stack smashing nécessite une connaissance de la disposition précise de la mémoire. |
| Programmation orientée retour (ROP) | Implique l’utilisation d’extraits de code existants (gadgets) pour effectuer des actions malveillantes. | ROP, comme la pulvérisation en tas, peut contourner DEP mais ne nécessite pas de remplir la mémoire avec du shellcode. |
Perspectives et technologies du futur liées à la pulvérisation en tas
Même si la pulvérisation en masse reste une menace, l’avenir laisse entrevoir des stratégies d’atténuation plus efficaces. Des techniques telles que Control Flow Integrity (CFI) et ASLR amélioré peuvent rendre l’exploitation des vulnérabilités plus difficile. De plus, l’apprentissage automatique et les algorithmes d’IA pourraient être utilisés pour mieux détecter les comportements anormaux dans le tas.
D'un autre côté, à mesure que la technologie progresse, les attaquants peuvent recourir à des techniques plus sophistiquées telles que la pulvérisation JIT et les vulnérabilités d'utilisation après libération, qui présentent leurs propres défis.
Serveurs proxy et pulvérisation de tas
Les serveurs proxy eux-mêmes ne sont pas directement associés à la pulvérisation de tas. Cependant, ils peuvent jouer un rôle à la fois dans la perpétration et dans l’atténuation des attaques utilisant la pulvérisation en tas.
Du point de vue d'un attaquant, les serveurs proxy peuvent être utilisés pour masquer leur emplacement et rendre l'attaque plus difficile à retracer. Du côté défensif, les serveurs proxy peuvent faire partie d'une infrastructure de sécurité plus vaste, enregistrant les données de trafic à des fins d'analyse, ce qui peut aider à détecter les comportements anormaux ou les exploits potentiels à un stade précoce.
Liens connexes
Pour plus d’informations sur la pulvérisation en tas et sur des sujets connexes, vous pouvez vous référer aux ressources suivantes :
- Conover, M. et Horovitz, O. (2004). Heap Spraying : une technique pour contrer les mesures de sécurité courantes. Papier de sécurité.
- « Heap Spraying » sur OWASP (Open Web Application Security Project) : https://www.owasp.org/index.php/Heap_spraying
- « Sécurité de la mémoire » sur Mozilla Developer Network (MDN) : https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Memory_safety
- « Améliorations de la prévention des exploits dans Windows 8 » sur Microsoft Security Response Center (MSRC) : https://msrc.microsoft.com/update-guide/en-us/
Veuillez noter que la compréhension approfondie du Heap Spraying et des techniques similaires nécessite une solide connaissance de la gestion de la mémoire informatique et des langages de programmation. Assurez-vous toujours de rester à jour avec les dernières mesures de sécurité et stratégies d’atténuation.
