Was ist ein Pufferüberlauf? Prävention und Arten von Pufferangriffen

Stellen Sie sich vor, Sie füllen einen Eimer mit Wasser und versuchen, mehr hineinzufüllen, als er fassen kann. Natürlich läuft er über, nicht wahr? Das Konzept des Pufferüberlaufs ist ähnlich. Es handelt sich um einen Cyberangriff, der irreversiblen Schaden verursachen kann. Deshalb ist es wichtig, Schutzmaßnahmen und Cybersicherheitspraktiken zu implementieren. Tools zum Schutz vor Distributed Denial of Service (DDoS) helfen, Anwendungen zu sichern und DDoS-Angriffe zu verhindern. Lassen Sie uns das Konzept des Pufferüberlaufs erkunden und warum es wichtig ist, DDoS-Schutzsoftware zu haben. Was ist ein Pufferüberlauf? Ein Pufferüberlauf ist eine häufige Art von Cyberangriff, der schwerwiegende Folgen für Einzelpersonen und Organisationen haben kann. Er tritt auf, wenn ein Computerprogramm versucht, mehr Daten in einen Puffer (einen temporären Speicherbereich) zu schreiben, als er fassen kann, was dazu führt, dass Daten in benachbarte Speicherorte geschrieben werden. Pufferüberläufe sind oft das Ergebnis eines Mangels an Eingabevalidierung, bei dem das Programm die Länge oder das Format der in den Puffer geschriebenen Daten nicht überprüft. Ein Pufferüberlauf kann es Angreifern ermöglichen, ihre Daten in den Puffer einzuschleusen und kritische Daten zu überschreiben oder bösartigen Code auszuführen. Dies kann dazu führen, dass das System abstürzt oder vom Angreifer übernommen wird, was eine Bedrohung für die Anwendungssicherheit und die Softwareentwicklung darstellt. Der Angreifer kann einen neuen Wert an dem Ort setzen, an dem die ausgenutzte Funktion positioniert ist, und so den Ausführungspfad des Prozesses ändern. Dies kann dazu führen, dass das Programm, das den Puffer verwendet, abstürzt oder beliebigen Code ausführt. Angreifer können Zugriff auf den Computer, das Netzwerk oder die Speicherzuweisung erlangen, um Abstürze oder Sicherheitslücken zu erzwingen, die es ihnen ermöglichen, die Kontrolle über das betroffene System zu übernehmen. Wie funktioniert ein Pufferüberlaufangriff? Der Angreifer verwendet typischerweise eine Kombination aus speziell gestalteten Eingabedaten und bösartigem Code, um Schwachstellen in der Software des Zielsystems auszunutzen. Der bösartige Code manipuliert den Puffer, wodurch er überläuft und es dem Angreifer ermöglicht, diesen Code auszuführen. Um einen Pufferüberlaufangriff durchzuführen, identifiziert der Angreifer zunächst ein anfälliges System oder eine Softwareanwendung und erstellt eine Nutzlast von Daten, die darauf ausgelegt ist, die Schwachstelle auszunutzen. Ein Netzwerk- oder webbasierter Angriffsvektor, wie z. B. bösartige Websites oder E-Mails, liefert die Nutzlast. Das Zielsystem empfängt die Nutzlast und verarbeitet die Softwareanwendung, die versucht, die eingehenden Daten im Puffer zu speichern. Wenn der Puffer nicht groß genug ist, um die Daten aufzunehmen, wird er überlaufen und der Code kann wie beabsichtigt ausgeführt werden. Der Angreifer kann dann die Kontrolle über das System erlangen und möglicherweise sensible Daten stehlen, den Betrieb stören oder Zugriff auf zusätzliche Systeme im Netzwerk erhalten. Es ist wichtig, Softwareanwendungen regelmäßig zu aktualisieren und Sicherheitsmaßnahmen wie Firewalls und Intrusion-Detection-Systeme zu implementieren, um Pufferüberlaufangriffe zu verhindern. Pufferüberlaufangriffe in der Vergangenheit: Bevor wir uns mit den Arten von Pufferüberlaufangriffen befassen, werfen wir einen Blick auf einige bekannte Vorfälle von Pufferangriffen aus der Geschichte. - Einer der ersten Computerwürmer, der eine beträchtliche Menge an Aufmerksamkeit in den Mainstream-Medien erhielt, war der Morris-Wurm vom 2. November 1988, heute bekannt als Internetwurm. Der Morris-Wurm-Angriff nutzte mehrere Schwachstellen aus, darunter UNIX sendmail (über eine Hintertür), finger (durch einen Pufferüberlauf) und rsh/rexec. Außerdem konnte er schwache Passwörter erraten. - Im November 2014 erlitt das Unternehmen Sony Pictures Entertainment einen schweren Einbruch in seine Computersysteme, der durch einen Pufferüberlaufangriff verursacht wurde. Die Angreifer stahlen sensible Informationen, darunter unveröffentlichte Filme und persönliche Daten von Mitarbeitern und Prominenten. - Im Juni 2011 erlitt die Citigroup-Bank einen Pufferüberlaufangriff, der Hackern Zugang zu den persönlichen Informationen von über 200.000 Kunden verschaffte, darunter deren Namen, Adressen und Kontonummern. Die Angreifer nutzten diese Informationen, um über 2,7 Millionen Dollar von der Bank zu stehlen. - Die Entwickler von Libgcrypt gaben im Januar 2021 ein Sicherheitsupdate heraus, nachdem sie eine schwerwiegende Schwachstelle in der Software entdeckt hatten, die auf einem Heap-basierten Pufferüberlauf beruhte. Der Fehler würde es Angreifern ermöglichen, beliebigen Code zu schreiben und Maschinen anzugreifen. Dieser Pufferüberlauf wurde von einem Forscher von Google Project Zero entdeckt. Arten von Pufferüberlaufangriffen: Abhängig von der Programmiersprache und dem Betriebssystem (OS) gibt es verschiedene Techniken, um Pufferüberlaufschwachstellen auszunutzen. Die Angriffe werden basierend auf dem Speicherort des Puffers im Prozessspeicher kategorisiert. Einige Arten von Pufferüberlaufangriffen sind: - Stack-basierter Pufferüberlauf: Ein Stack speichert Daten in einer Last-in-First-out (LIFO)-Weise. Ein Stack-Pufferüberlauf ist ein kontinuierlicher Speicherbereich, der zur Datenorganisation im Zusammenhang mit Funktionsaufrufen, Parametern, lokalen Variablen und Verwaltungsinformationen verwendet wird. Er ist leer, bis das Zielprogramm Benutzereingaben benötigt, wie z. B. ein Passwort oder einen Benutzernamen. Das Programm schreibt dann eine Rücksprungadresse in den Stack. Die Benutzereingabe wird oben auf den Stack gelegt. Nach der Verarbeitung des Stacks wird die Benutzereingabe an die vom Programm angegebene Rücksprungadresse gesendet. - Heap-basierter Pufferüberlaufangriff: Ein Heap ist eine Speicherstruktur, die zur Verwaltung von dynamischem Speicher verwendet wird. Entwickler verwenden einen Heap, um Speicher zuzuweisen, dessen Größe zur Kompilierungszeit unbekannt ist, und die Menge an Speicher ist zu groß, um auf den Stack zu passen. Ein Heap-Überlaufangriff überflutet den für ein Programm reservierten Speicherplatz und ist schwer auszunutzen. Sie sind seltener als Stack-Angriffe. - Integer-Überlaufangriff: Programmiersprachen definieren im Allgemeinen eine maximale Größe für Ganzzahlen. Das Überschreiten dieser Größe kann einen Fehler verursachen oder ein falsches Ergebnis innerhalb der Ganzzahllängenbegrenzung zurückgeben. Wenn eine Ganzzahl in einer arithmetischen Operation verwendet wird und der Ergebniswert die maximale Größe der Ganzzahl überschreitet, führt dies zu einem Integer-Überlaufangriff. Nehmen wir an, dass 8 Bits Speicher benötigt werden, um den Wert 192 zu speichern. Während des Prozesses, wenn 64 zum Basiswert hinzugefügt wird, ergibt sich 256. Dieser Wert passt nicht in den zugewiesenen Speicherplatz, da er 9 Bits Speicher erfordern würde. - Format-Strings-Überlaufangriff: Bei einem Format-String-Angriff ändert der Angreifer den Ablauf einer Anwendung. Sie tun dies, indem sie die String-Formatierungsbibliotheksfunktionen, wie printf oder sprintf, missbrauchen, um Speicherbereiche zu manipulieren. - Unicode-Überlaufangriff: Ein Unicode-Überlaufangriff nutzt den Speicher aus, der erforderlich ist, um einen String im Unicode-Format zu speichern, anstatt in ASCII-Zeichen. Angreifer verwenden diese Art von Pufferüberlaufangriff, wenn das Programm alle Eingaben in ASCII-Zeichen erwartet. Welche Programmiersprachen sind anfällig für Pufferüberläufe? Die meisten Programmiersprachen, Webanwendungen, Umgebungen und Server sind Sicherheitsanfälligkeiten ausgesetzt und anfällig für Pufferüberlaufangriffe. Eine Umgebung, die in interpretierten Sprachen wie Python oder Java geschrieben ist, ist gegen diese Angriffe immun, mit Ausnahme ihres Interpreters. Programmiersprachen wie C/C++ sind besonders anfällig, da sie keinen eingebauten Schutz haben. Wie man Pufferüberlaufangriffe verhindert: Um Pufferüberläufe zu verhindern, müssen Programmierer die Eingaben ordnungsgemäß validieren und sicherstellen, dass die Puffer groß genug sind, um die erwarteten Daten aufzunehmen. Darüber hinaus können Sicherheitsmaßnahmen wie Data Execution Prevention (DEP) und Address Space Layout Randomization (ASLR) helfen, Pufferüberlaufangriffe zu verhindern. Lassen Sie uns einige Maßnahmen zur Verhinderung von Pufferüberläufen betrachten: - Die Verwendung eines OS-Laufzeitschutzes erschwert es Angreifern, einen Pufferüberlaufangriff erfolgreich durchzuführen. - Address Space Layout Randomization, oder ASLR, hilft, die Positionen kritischer Bereiche eines Prozesses anzuordnen. Dazu gehören die Position des Heaps, des Stacks und der Bibliotheken. - DEP stellt sicher, dass Bereiche entweder als ausführbar oder nicht ausführbar markiert sind und verhindert, dass ein Angreifer Anweisungen ausführt, die über einen Pufferüberlauf in einen Bereich geschrieben wurden. - Eine strukturierte Ausnahmebehandlung überschreibt den Schutz und blockiert jeden Angriff, der den stack-basierten Pufferüberlauf verwendet. - Das Patchen von Geräten stellt sicher, dass Pufferüberlaufschwachstellen entdeckt werden. Es ist jedoch wichtig, Sicherheitsmaßnahmen zwischen der Erstellung und Bereitstellung des Sicherheitspatches zu ergreifen. - Die Einhaltung der Prinzipien des geringsten Privilegs (POLP) verringert die Chancen eines Pufferüberlaufangriffs, da Benutzer und Anwendungen die erforderlichen Berechtigungen haben, um ihre Aufgaben zu erfüllen oder wesentliche Aufgaben auszuführen. - Verwenden Sie eine Sprache, die keine Pufferüberläufe zulässt, wie Java oder Python. - Verwenden Sie Eingabevalidierung und -sanitisierung, um sicherzustellen, dass vom Benutzer bereitgestellte Daten den zugewiesenen Speicherplatz für einen Puffer nicht überschreiten. - Verwenden Sie sichere Codierungspraktiken, wie das Überprüfen der Grenzen von Arrays, um Überläufe zu verhindern. - Verwenden Sie Sicherheitstools wie Firewalls und Intrusion-Detection-Systeme, um Pufferüberlaufangriffe zu überwachen und zu verhindern. - Halten Sie Systeme und Software mit den neuesten Sicherheitspatches und Updates auf dem neuesten Stand, um die Ausnutzung bekannter Schwachstellen zu verhindern. - Schulen Sie Mitarbeiter und Benutzer über die Risiken von Pufferüberlaufangriffen und die Bedeutung der Einhaltung von Sicherheitsbest Practices. Folgen von Pufferüberläufen: Pufferüberlaufangriffe können erheblichen Schaden für die Organisation verursachen und das Risiko von Sicherheitsanfälligkeiten erhöhen. Hier sind einige Folgen eines Pufferüberlaufangriffs: 1. Systeminstabilität 2. Verlust der Zugriffskontrolle 3. Daten- oder finanzieller Verlust 4. Ausführung von beliebigem Code 5. Kompromittiertes Sicherheitssystem 6. Reputationsschaden DDoS-Schutzsoftware: Distributed Denial of Service oder DDoS-Angriffe sind eine Art von Cyberangriff, bei dem zahlreiche Computer, die oft durch Malware kompromittiert sind, verwendet werden, um ein großes Volumen an Datenverkehr an eine Zielwebsite oder ein Netzwerk zu senden, um den regulären Datenverkehr zu überwältigen und zu stören. DDoS-Schutzsoftware ist Sicherheitssoftware, die zum Schutz vor DDoS-Angriffen entwickelt wurde. DDoS-Schutzsoftware identifiziert und filtert bösartigen Datenverkehr von legitimen Datenverkehr, sodass das Zielsystem normal funktionieren kann. Es gibt verschiedene Arten von DDoS-Schutzsoftware, darunter cloudbasierte, vor Ort installierte und hybride Lösungen, die beide kombinieren. Einige DDoS-Schutzsoftware umfasst Funktionen wie Website-Firewall-Schutz und Eindringungsschutz. Unternehmen sollten in Cybersicherheitsmaßnahmen wie DDoS-Schutz investieren, um Cyberangriffe zu verhindern. Jedes Unternehmen hat unterschiedliche Bedürfnisse, und die Wahl der richtigen Software für Ihr Unternehmen hilft, besser vorbereitet zu sein. Hier ist ein Software-Raster, um aus den besten auf dem Markt zu wählen. Schützen Sie Ihre digitalen Vermögenswerte: Trotz dieser Vorsichtsmaßnahmen können Pufferüberläufe immer noch auftreten. Daher benötigen Organisationen robuste Cybersicherheitsmaßnahmen, um diese Angriffe rechtzeitig zu erkennen und darauf zu reagieren. Solche Maßnahmen können regelmäßige Sicherheitsbewertungen, Netzwerkverkehrsüberwachung und Vorfallreaktionspläne umfassen, um Angriffe schnell einzudämmen und zu beheben. Insgesamt sind Pufferüberläufe eine ernsthafte Bedrohung für die digitale Sicherheit. Organisationen können sich und ihre sensiblen Daten schützen, indem sie ordnungsgemäße Eingabevalidierung und Sicherheitsmaßnahmen implementieren, um die Folgen eines Pufferüberlaufangriffs zu vermeiden.