Arabellek taşması, bir uygulamanın bir bellek bloğuna veya ara belleğe tutabileceğinden daha fazla veri yazmaya çalıştığı bir durumdur. Bu taşma, ilgili verilerin bozulmasına, uygulamanın öngörülemeyen şekilde davranmasına ve hatta çökmesine neden olabilir. Daha ciddisi, arabellek taşmalarından yararlanılarak rastgele kod çalıştırılabilir ve bu da sistem güvenliğinin ihlal edilmesine yol açabilir.
Arabellek Taşmasının Kökeni ve İlk Örnekleri
Arabellek taşması kavramının kökeni programlamanın ilk günlerine, özellikle de belleğin doğrudan manipülasyonuna izin veren C ve C++ gibi dillerin ortaya çıkışına kadar uzanabilir. Arabellek taşması güvenlik açığının duyurulan ilk büyük örneği 1988'deki Internet Solucanıydı. Bu solucan, Unix 'parmak' arka plan programındaki arabellek taşmasından yararlanarak ağlara yayılarak binlerce bilgisayara bulaştı. Bu olay, arabellek taşması güvenlik açıkları konusunda kamuoyunun farkındalığını artırdı ve o günden bu yana siber güvenlik alanında önemli bir odak noktası haline geldi.
Arabellek Taşmasını İncelemek
Arabellek taşması genellikle C ve C++ gibi yerleşik sınır denetimi olmayan programlama dillerinde meydana gelir. Bu diller, geliştiricilerin değişkenler için belirli miktarda bellek ayırmasına olanak tanır, ancak bu değişkenlerin kendilerine ayrılan boyutları aşmasını otomatik olarak engellemezler. Bir program bir ara belleğe işleyebileceğinden daha fazla veri yazdığında bu durum sorunlu hale gelir ve bu da taşmaya neden olur.
Bir arabellek taşması meydana geldiğinde, fazla veri bitişik bellek alanlarının üzerine yazabilir, içeriklerini bozabilir veya değiştirebilir. Bu, yazılımda beklenmeyen davranışlara yol açarak çökmelere veya hatalı sonuçlara neden olabilir. En kötü senaryoda, arabellek taşmasından yararlanılarak rastgele kod çalıştırılabilir ve böylece saldırganın sistem üzerinde etkili bir şekilde kontrol sahibi olması sağlanır.
Arabellek Taşmasının İç Mekaniği
Bir arabellek aslında verileri tutmak için ayrılmış bitişik bir bellek bloğudur. Arabellek taşması, bu bellek bloğuna başlangıçta tahsis edilenden daha fazla veri yazıldığında meydana gelir. Verilerin taşması, bitişik bellek konumlarının üzerine yazabilir ve uygulamanın normal akışını bozabilir.
Tipik bir arabellek taşması saldırısında, kötü niyetli bir kullanıcı kasıtlı olarak belirli kalıplarla fazla veri gönderir. Bu veriler taştığında, bir fonksiyonun dönüş adresinin üzerine yazılabilir. Taşma doğru şekilde oluşturulmuşsa, üzerine yazılan dönüş adresi, taşan verinin içinde bulunabilecek kötü amaçlı koda işaret edebilir. Bu yeniden yönlendirilmiş yürütme akışı, saldırganın sistem üzerinde kontrol sahibi olmasını sağlar.
Arabellek Taşmasının Temel Özellikleri
Arabellek taşması birkaç temel özellik ile karakterize edilir:
- Veri bozulması: Verilerin taşması, bitişik bellek alanlarını bozarak öngörülemeyen uygulama davranışına yol açabilir.
- Uygulamaların Çökmesi: Arabellek taşmaları, kritik veri yapılarını bozduğu veya uygulamanın kontrol verilerinin üzerine yazdığı için çoğu zaman uygulamaların çökmesine neden olur.
- Güvenlik İstismarları: Arabellek taşmalarından yararlanılarak rastgele kod çalıştırılabilir ve saldırganın sistemin kontrolünü ele geçirmesine olanak sağlanır.
Arabellek Taşması Türleri
Her biri kendine özgü özelliklere ve yararlanma tekniklerine sahip olan çeşitli arabellek taşması türleri vardır. En yaygın olanlardan bazıları şunlardır:
| Tip | Tanım |
|---|---|
| Yığın Taşması | Yığında bulunan bir arabellek taştığında oluşur. Bu, en yaygın arabellek taşması türüdür. |
| Yığın Taşması | Heap üzerinde bulunan bir arabelleğin (dinamik olarak ayrılmış bellek) taşması durumunda oluşur. |
| Tamsayı taşması | Bir aritmetik işlem, ilişkili tamsayı türünde depolanamayacak kadar büyük bir tamsayı değeriyle sonuçlandığında gerçekleşir. |
| Biçim Dize Taşması | Bir program, çıktı biçimi dizelerinde kullanılan girişi düzgün şekilde doğrulamadığında, saldırganın belleğin üzerine yazmasına izin verdiğinde ortaya çıkar. |
Kullanımlar, Sorunlar ve Çözümler
Arabellek taşmaları genellikle saldırganlar tarafından kötü amaçlı kod eklemek veya normal uygulama işlevselliğini bozmak için kullanılır. Ancak bunlar, programlama dillerinin amaçlanan veya meşru kullanımı değildir ve bunların ortaya çıkmasını önlemek için çok çaba sarf edilmiştir.
Tampon taşması sorunlarına yönelik çözümler büyük ölçüde savunma amaçlı programlama uygulamaları ve teknolojilerinde yatmaktadır. Örneğin, sınır kontrolü, ara belleğe yazılan verilerin boyutunu aşmamasını sağlayarak arabellek taşmalarını önleyebilir. Benzer şekilde, yürütülemeyen bellek korumaları, bir saldırganın taşan bir arabellekte kod yürütmesini engelleyebilir.
Benzer Kavramlarla Karşılaştırma
İşte bazı benzer terimler ve bunların arabellek taşmasından farkları:
| Terim | Tanım | Fark |
|---|---|---|
| Arabellek taşması | Bir program arabellekte mevcut olandan daha fazla veri okumaya çalıştığında oluşur. | Arabellek taşmasının aksine, yetersiz akış genellikle güvenlik açıklarına yol açmaz. |
| Bellek sızıntısı | Bir program bellek ayırmalarını doğru şekilde yönetemediğinde, zaman içinde kullanılabilir belleğin azalmasına neden olduğunda meydana gelir. | Bellek sızıntıları sistem performansını düşürebilir ancak genellikle arabellek taşması gibi bir saldırı vektörü sağlamazlar. |
| Yığın taşması (arabellek değil) | Bir programın çağrı yığını sınırını aştığında gerçekleşir. | Bu terimin arabellek taşması ile ilgisi yoktur ve aşırı özyinelemenin veya büyük yığın değişkenlerinin bir sonucudur. |
Gelecek Perspektifleri ve Teknolojiler
Arabellek taşmalarının farkındalığı ve etkisi, programlama ve sistem tasarımında çeşitli yeniliklere yol açmıştır. Java ve Python gibi diller, tasarım gereği arabellek taşmasını önlemek için yerleşik sınır denetimi içerir. Benzer şekilde, modern işletim sistemleri, arabellek taşması istismarlarını azaltmak için Adres Alanı Düzeni Rastgeleleştirme (ASLR) ve Veri Yürütme Engelleme (DEP) gibi özellikler içerir.
Bu gelişmelere rağmen arabellek taşması, eski kodlara veya düşük seviyeli dillere dayanan sistemlerde sorun olmaya devam ediyor. Bu nedenle, devam eden araştırma ve geliştirmeler tespit ve önleme tekniklerini geliştirmeye devam ediyor.
Proxy Sunucuları ve Arabellek Taşması
OneProxy tarafından sağlananlar gibi proxy sunucuları, arabellek taşması ile iki ana yolla ilişkilendirilebilir. İlk olarak, bir proxy sunucusunun kendisi, uygun şekilde kodlanmadığı takdirde arabellek taşması güvenlik açıklarına sahip olabilir ve bu durum, bir saldırganın sunucunun güvenliğini aşmasına olanak sağlayabilir. İkincisi, bir proxy sunucusu, girdileri doğrulayarak ve temizleyerek veya bir saldırının göstergesi olan anormal trafik modellerini tespit ederek arabellek taşması saldırısının istemci sistemi üzerindeki etkisini potansiyel olarak azaltabilir.
