Bewertung der Wirksamkeit von MiraclePtr zur Verhinderung von Schwachstellen in Chrome

Google hat die Effektivität der Verwendung des Typs MiraclePtr (raw_ptr<T>) in C++-Code anstelle von herkömmlichen Zeigern zur Abwehr von Schwachstellen, die durch den Zugriff auf bereits freigegebene Speicherbereiche (use-after-free) verursacht werden, analysiert. MiraclePtr bietet eine Wrapper-Implementierung für Zeiger, die zusätzliche Überprüfungen durchführt und die Ausführung beendet, wenn der Zugriff auf freigegebene Speicherbereiche festgestellt wird. Die Unterstützung für MiraclePtr wurde im Mai 2022 (in Chrome 102) standardmäßig auf Windows- und Android-Plattformen aktiviert, und im Juni 2023 auf ChromeOS, Linux und macOS. Die auf MiraclePtr basierende Absicherung in Chrome wird für alle Prozesse außer dem für das Rendering verantwortlichen Prozess angewendet.

Nach der Analyse der Dynamik der Berichterstattung über Sicherheitsanfälligkeiten und unerwartete Programmabstürze sowie der Untersuchung sicherheitsrelevanter Vorfälle und der Ergebnisse von Fuzzing-Tests wurde festgestellt, dass die Implementierung von MiraclePtr Schutz vor 57 % der Use-after-free-Sicherheitsanfälligkeiten bietet, dank der Umstellung der Klassenfelder und der Parameter von Callback-Aufrufen auf MiraclePtr. Zudem wird erwähnt, dass 5 der 6 im vergangenen Jahr identifizierten kritischen Sicherheitsanfälligkeiten in der stabilen Version von Chrome durch die Analyse der Berichte über unerwartete Programmabstürze, die im Zusammenhang mit MiraclePtr standen, identifiziert wurden.

Die Verwendung von MiraclePtr erhöht den Speicherverbrauch, da für Zeiger zusätzliche 4 Bytes mit einem Referenzzähler gespeichert werden müssen. Der Speicherverbrauch des Hauptprozesses des Browsers steigt bei der Verwendung von MiraclePtr um 5,5-8 % in Desktop-Builds und um 2 % in der Android-Version. Der durchschnittliche Anstieg des Verbrauchs für alle Prozesse wird auf 1-3 % geschätzt. Darüber hinaus wurden bei der Verwendung von MiraclePtr einzelne Regressionen festgestellt, die zu einer verringerten Leistung führen, aber nicht mit den Schlüsselmetriken wie Ladezeit und Seitenzeichnung zusammenhängen. Zu den identifizierten Regressionen zählen eine Verzögerung von 1,5 % bei der ersten Eingabe in Chrome OS, eine Verlangsamung um 1,5 % beim Öffnen von Tabs auf der Android-Plattform sowie eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von Eingabeverzögerungen aufgrund von Konkurrenz im Hauptthread (Anstieg der Wahrscheinlichkeit um 10 % im 99. Perzentil).

Quelle: opennet.ru