형식 문자열 공격은 컴퓨터 프로그래밍에서 발생하는 일종의 보안 취약점입니다. 이를 통해 공격자는 프로그램이 형식화된 입력/출력 기능을 처리하는 방식을 악용할 수 있습니다. 공격자는 이 취약점을 이용하여 민감한 데이터를 읽거나, 메모리 내용을 수정하거나, 대상 시스템에서 임의 코드를 실행할 수도 있습니다. 형식 문자열 공격은 시스템 무결성과 기밀성을 손상시킬 가능성이 있기 때문에 소프트웨어 개발자와 시스템 관리자에게 중요한 관심사였습니다.
Format String Attack의 유래와 최초 언급의 역사
형식 문자열 취약점의 개념은 1990년대 후반에 처음으로 밝혀졌습니다. 이는 Kostya Kortchinsky가 2000년에 발표한 "형식 문자열 취약점 공격"이라는 제목의 논문을 통해 대중화되었습니다. 이 문서에서는 이 취약점의 악용에 대해 자세히 논의하고 시스템에 미치는 잠재적인 영향을 보여주었습니다. 그 이후로 형식 문자열 공격이 광범위하게 연구되어 소프트웨어 개발에 대한 이해가 향상되고 보안 관행이 개선되었습니다.
형식 문자열 공격에 대한 자세한 정보
형식 문자열 공격은 공격자가 형식화된 입력/출력 함수에서 형식 문자열 매개 변수를 제어할 수 있을 때 발생합니다. 이러한 기능은 다음과 같습니다. printf() 그리고 sprintf()는 데이터 형식을 지정하고 인쇄하는 데 널리 사용됩니다. C 및 C++와 같은 언어에서는 개발자가 자리 표시자를 지정할 수 있습니다(예: %s 문자열의 경우, %d 정수의 경우) 및 해당 값이 표시됩니다. 이 취약점은 프로그램이 적절한 유효성 검사 없이 사용자 제어 데이터를 형식 문자열로 전달하여 의도하지 않은 결과를 초래할 때 발생합니다.
Format String Attack의 내부 구조와 작동 방식
형식 문자열 공격이 어떻게 작동하는지 이해하려면 형식화된 입력/출력 기능의 내부 작동 방식을 파악하는 것이 중요합니다. C와 같은 언어에서 형식화된 인쇄 함수는 스택을 사용하여 전달된 인수에 액세스합니다. 개발자가 형식 문자열을 제공하면 함수는 이를 반복하여 형식 지정자를 찾습니다(예: %s, %d). 발견된 각 지정자에 대해 함수는 스택에 해당 인수가 있을 것으로 예상합니다.
취약한 프로그램에서 공격자가 형식 문자열을 제어할 수 있으면 다음을 악용하여 프로그램의 메모리를 조작할 수 있습니다.
- 독서 기억: 다음과 같은 형식 지정자를 사용하여
%x또는%s, 공격자는 민감한 정보가 포함될 수 있는 스택이나 기타 메모리 영역의 내용을 유출할 수 있습니다. - 쓰기 메모리: 다음과 같은 형식 지정자
%n공격자가 해당 인수가 가리키는 메모리 주소에 데이터를 쓸 수 있도록 허용합니다. 이는 변수, 함수 포인터 또는 프로그램 코드를 수정하는 데 악용될 수 있습니다. - 임의의 코드 실행: 공격자가 형식 문자열을 제어하고 올바른 인수를 제공할 수 있는 경우 다음을 사용하여 임의의 코드를 실행할 수 있습니다.
%n함수 포인터에 쓴 다음 실행을 트리거합니다.
Format String Attack의 주요 특징 분석
형식 문자열 공격의 주요 특징은 다음과 같습니다.
- 형식 문자열 제어: 공격자는 출력 형식을 결정하고 메모리 액세스를 조작할 수 있는 형식 문자열을 제어할 수 있습니다.
- 스택 기반 공격: 형식화된 입력/출력 함수가 인수에 액세스하는 데 스택을 사용하므로 형식 문자열 공격은 일반적으로 스택을 대상으로 합니다.
- 기억 조작: 공격자는 형식 지정자를 통해 메모리 주소를 읽거나 쓸 수 있으며, 이는 잠재적으로 정보 공개 또는 코드 실행으로 이어질 수 있습니다.
형식 문자열 공격의 유형
형식 문자열 공격은 두 가지 주요 유형으로 분류될 수 있습니다.
- 공격 읽기: 이러한 공격은 형식 지정자를 악용하여 프로그램 메모리에서 스택 주소나 암호 데이터와 같은 중요한 정보를 읽는 데 중점을 둡니다.
- 쓰기 공격: 이러한 공격의 목적은 형식 지정자를 사용하여 특정 메모리 주소에 데이터를 기록함으로써 메모리를 조작함으로써 공격자가 변수나 함수 포인터를 수정할 수 있도록 하는 것입니다.
다음은 형식 문자열 공격 유형을 요약한 표입니다.
| 공격 유형 | 설명 |
|---|---|
| 공격 읽기 | 형식 지정자를 활용하여 메모리 읽기 |
| 쓰기 공격 | 형식 지정자를 활용하여 메모리 쓰기 |
Format String Attack의 활용방법과 문제점 및 해결방법
형식 문자열 공격을 사용하는 방법
공격자는 다음을 포함한 다양한 시나리오에서 형식 문자열 취약점을 악용할 수 있습니다.
- 웹 애플리케이션: 웹 응용 프로그램이 적절한 유효성 검사 없이 사용자 제공 데이터를 형식 문자열로 사용하는 경우 공격자는 이를 악용하여 응용 프로그램이나 기본 서버를 손상시킬 수 있습니다.
- 명령줄 인터페이스: 명령줄 인수를 사용하여 형식 문자열을 구성하는 프로그램은 사용자 입력의 유효성을 검사하지 않으면 공격을 받기 쉽습니다.
- 로깅 메커니즘: 로깅 메커니즘의 형식 문자열 취약점은 공격자에게 시스템에 대한 귀중한 정보를 제공하고 추가 공격을 용이하게 할 수 있습니다.
문제 및 해결 방법
- 불충분한 입력 검증: 형식 문자열 취약점의 주요 원인은 부적절한 입력 유효성 검사입니다. 개발자는 사용자 제어 입력을 형식 문자열로 사용하기 전에 유효성을 검사해야 합니다.
- 형식 문자열의 제한된 사용: 개발자는 가능하면 사용자가 제어하는 데이터에 형식 문자열을 사용하지 않아야 합니다. 대신 엄격한 입력 검사를 통해 문자열 연결이나 형식 지정 라이브러리와 같은 보다 안전한 대안을 사용하는 것을 고려해보세요.
- 컴파일러 보안 기능: 최신 컴파일러는 다음과 같은 보안 메커니즘을 제공합니다.
-fstack-protector형식 문자열 취약점을 탐지하고 방지하기 위한 GCC의 옵션입니다. 이러한 기능을 사용하면 위험을 완화할 수 있습니다.
주요 특징 및 유사 용어와의 비교
| 용어 | 설명 |
|---|---|
| 형식 문자열 공격 | 형식 지정자를 활용하여 메모리 조작 |
| 버퍼 오버 플로우 | 버퍼 경계를 넘어서 데이터 쓰기 |
| SQL 주입 | 악의적인 입력으로 SQL 쿼리 악용 |
| 교차 사이트 스크립팅 | 웹 애플리케이션에 악성 스크립트 삽입 |
형식 문자열 공격과 기타 취약점 사이에는 몇 가지 유사점이 있지만 악용 방법, 대상 및 결과는 크게 다릅니다.
소프트웨어 개발 관행이 개선됨에 따라 개발자는 형식 문자열 공격과 같은 보안 취약성에 대해 더 많이 인식하고 있습니다. 보안 코딩 표준, 자동화된 코드 분석 도구 및 정기 보안 감사의 도입으로 이러한 취약점의 수는 시간이 지남에 따라 감소할 것으로 예상됩니다.
또한 Rust와 같은 메모리 안전 기능이 내장된 프로그래밍 언어를 개발하면 형식 문자열 공격에 대한 추가 보호 계층을 제공할 수 있습니다.
프록시 서버를 사용하거나 형식 문자열 공격과 연결하는 방법
OneProxy에서 제공하는 것과 같은 프록시 서버는 형식 문자열 공격을 완화하는 역할을 할 수 있습니다. 프록시 서버는 클라이언트와 대상 서버 간의 중개자 역할을 하여 들어오는 요청을 검사하고 필터링할 수 있도록 합니다. 프록시 서버 수준에서 보안 조치를 구현하면 잠재적인 형식 문자열 공격을 대상 서버에 도달하기 전에 차단하고 차단할 수 있습니다.
프록시 서버는 다음과 같이 구성할 수 있습니다.
- 사용자 입력 필터링: 프록시 서버는 사용자 입력을 대상 서버로 전달하기 전에 유효성을 검사하여 악성 형식 문자열이 취약한 애플리케이션에 도달하는 것을 방지할 수 있습니다.
- 웹 애플리케이션 방화벽: 고급 프록시 서버는 형식 문자열 취약점에 대한 보호를 포함하는 WAF(웹 응용 프로그램 방화벽) 기능을 통합할 수 있습니다.
- 로깅 및 모니터링: 프록시 서버는 들어오는 요청을 기록하고 모니터링하여 잠재적인 형식 문자열 공격 시도를 감지하고 분석할 수 있습니다.
관련된 링크들
형식 문자열 공격에 대한 자세한 내용을 보려면 다음 리소스를 살펴보세요.
- 형식 문자열 취약점 악용 – OWASP AppSec DC 2006에서 Mitja Kolsek 및 Kostya Kortchinsky의 프레젠테이션.
- 형식 문자열 버그 – 첫 번째 살펴보기 – 형식 문자열 취약점을 심층적으로 탐구하는 Aleph One의 논문입니다.
- OWASP 상위 10위 – 형식 문자열 취약점을 포함하는 OWASP의 웹 애플리케이션 보안 위험 상위 10개 목록입니다.
결론적으로 형식 문자열 공격은 소프트웨어 시스템에 심각한 위험을 초래하지만 보안 코딩 방식을 채택하고 프록시 서버의 기능을 활용함으로써 개발자는 이러한 위협을 방어하고 애플리케이션과 데이터의 무결성과 보안을 보장할 수 있습니다.
