Checkpoint pakkus välja Safe-Linking kaitsetehnika, mis muudab haavatavuste kasutamise keerulisemaks.

Checkpoint ettevõte esitles Safe-Linking kaitsemehhanism, mis muudab eksploitide loomise keerukamaks, mõjutades mälu eraldamist malloc'i kutsumisel. Safe-Linking ei takista täielikult haavatavuste kasutamist, kuid minimaalse lisakulu korral muudab see märkimisväärselt keerulisemaks teatud tüüpi eksploitide loomise, kuna lisaks ekspluateeritud mälu ületäitumisele tuleb leida veel üks haavatavus, mis paljastab kuhja (heap) asukoha andmed mälus.

Safe-Linking'i rakendamiseks ettevalmistatud plaastrid on saadaval Glibc (ptmalloc), uClibc-NG (dlmalloc), gperftools (tcmalloc) ja Google TCMalloc jaoks, samuti pakutakse neid Chrome'i kaitseuuendamiseks.
Chromiumis on alates 2012. aastast juba olemas lahendus sarnase probleemi jaoks MaskPtr kaitsetehnika, kuid Checkpointi lahendus näitab paremat jõudlust.
Pakutud plaastrid on juba kinnitatud ja need avaldatakse augustikuu väljaandes Glibc 3.32 ning Safe-Linking'i rakendamine on vaikimisi sisse lülitatud. uClibc-NG-s on Safe-Linking tuli kaasa arvatud versioonis 1.0.33 ja sisaldub vaikesätetes. gperftools (vana tcmalloc) muudatused on võetud, kuid need pakutakse ühe järgmise väljaande valikuna.

Arendajad TCMalloc (uus tcmalloc) on keeldunud nende vastuvõtmisest, muudatus, viidates oluliselt halvenenud jõudlusele ja vajadusele lisada ulatuslikud testid, et regulaarselt kontrollida, kas kõik töötab korralikult. Checkpointi inseneride testid näitasid, et Safe-Linking meetod ei põhjusta täiendavat mälu kulu, ja mälu operatsioonide jõudlus väheneb keskmiselt vaid 0.02%, kõige halvematel juhtudel 1.5% (võrdluseks, Chrome'is kasutatava meetodi kulu hinnatakse «alla 2%»). Safe-Linking'i sisselülitamine
tähendab 2-3 täiendava assembleri käsu täitmist iga free() kutsumise korral ja 3-4 käsu täitmist malloc() kutsumise korral. Algusfaaside käivitamine ja juhuslike väärtuste genereerimine ei ole vajalik.

Safe-Linking ei ole mõeldud ainult erinevate heap'i realizatsioonide turvalisuse parandamiseks, vaid ka andmestruktuuride terviklikkuse kontrollimiseks, kus kasutatakse ühel linksed viiteid, mis asuvad vahetult ise buffer'ite kõrval. Meetod on rakendamisel väga lihtne ja nõuab vaid ühe makro lisamist ja selle rakendamist järgmise ploki viidete koodis (näiteks Glibci jaoks muudetakse aitab vaid mõnda rida koodis). Meetod koosneb järgmistest muudatustest:

+#define PROTECT_PTR(pos, ptr) \
+ ((__typeof (ptr)) ((((size_t) pos) >> 12) ^ ((size_t) ptr)))

+#define REVEAL_PTR(ptr) PROTECT_PTR (&ptr, ptr)

— nextp = p->fd;
+ nextp = REVEAL_PTR (p->fd);
…

Meetodi põhisisu on ASLR (mmap_base) randomiseerimise mehhanismi juhuslike andmete rakendamine ühel linksede loendite, nagu Fast-Bins ja TCache, kaitsmiseks. Enne, kui rakendatakse viit järgmisel loendi elemendil, tehakse maskeerimise konversioon ja kontrollitakse mälulehe piiri järgi. Viide asendatakse operatsiooni tulemusega „(L >> PAGE_SHIFT) XOR (P)”, kus P on viite väärtus ja L on mälu asukoht, kus seda viidet hoitakse.

Süsteemi kasutamisel ASLR (Address Space Layout Randomization) mõned L bitid heap'i põhiaadressiga sisaldavad juhuslikke väärtusi, mida kasutatakse P kodeerimise võtmena (eraldatakse 12-bitise nihke abil 4096-baidiste lehtede jaoks). Selline manipuleerimine vähendab viidete haaramise riski exploite, kuna viidet ei hoita algses vormis ja selle asendamiseks on vajalik teada heap'i asetust. Lisaks sisaldab patši koodis ka täiendavat blooki joondamise kontrolli, mis ei võimalda ründajal viidet asendada joondamata väärtusega ja nõuab teadmisi selle joondamise kohta, mille tõttu 64-bitistes süsteemides saab blokeerida 15 16-st rünnakust, mis ei arvestanud joondamist.

Meetod on efektiivne rünnakute kaitsmiseks, kus kasutatakse viidete osalist ümberkirjutamist (madalamate baitide muutmine), täielikku viidete ümberkirjutamist (suunamine ründaja koodi) ja loendi asukoha muutmist joondamata aadressil. Näiteks on näidatud, et Safe-Linking rakendamine malloc'is oleks võimaldanud hiljutise ekspluateeringu blokeerida. mis tuvastati sama uurijate haavatavused CVE-2020-6007 Philips Hue Bridge'i nutika valgustuse puhul, mille põhjustas puhverdusülekanne ja mis võimaldab seadme üle kontrolli saada.

Allikas: opennet.ru