В состав OpenBSD-Current добавлен механизм защиты RETGUARD
Как сообщает opennet.ru в состав компилятора Clang, используемого для сборки базовой системы OpenBSD, интегрирован механизм защиты RETGUARD, нацеленный на усложнение выполнения эксплоитов, построенных с использованием заимствования кусков кода и приемов возвратно-ориентированного программирования (ROP, Return-Oriented Programming). Механизм включен только при сборке для архитектуры AMD64.
Суть метода защиты RETGUARD заключается в искажении адреса возврата обработчиков функций. Перед началом обработчика функции добавляется вызов XOR, комбинирующий адрес возврата с генерируемым для каждой функции случайным значением Cookie, которое затем сохраняется в стек. Перед командой возврата управления из функции (ret) значение Cookie извлекается из стека и при помощи операции XOR повторно применяется к адресу возврата, что восстанавливает его исходное значение и позволяет убедиться в том, что адрес перехода не изменился. Для усложнения атак код проверки дополнительно снабжается добавочным заполнением в виде инструкций int03 перед каждой инструкцией ret.
При штатном ходе выполнения изначальный адрес перехода остается неизменен, но при выполнении эксплоита осуществляется переход на составляющий эксплоит блок заимствованных машинных инструкций (гаджет), точка входа в который как правило не совпадает с началом функции. Так как управление передано не на начало, а в определенную часть тела функции, первый "xor" будет пропущен и "xor" перед выходом исказит переданный эксплоитом адрес возврата. При защите функций ядра RETGUARD оценивается как эффективный для блокирования 50% из всех ROP-гаджетов и 15% уникальных гаджетов, по сравнению с ядром OpenBSD 6.3.
Метод реализован в виде патча к компилятору clang, который на этапе компиляции производит автоматическую подстановку кода проверки адреса возврата во все функции. Для функций системной библиотеки и ядра, написанных на языке ассемблер, требуется применение отдельных патчей. Для активации нового метода защиты в приложениях не требуется отдельных действий, достаточно пересобрать их предлагаемым в базовой системе OpenBSD-Current компилятором Clang, в который уже включены все необходимые патчи. Для отключения сборки с RETGUARD в Clang добавлена опция "-fno-ret-protector".
Напомним, что техника заимствования кусков кода используется для эксплуатации переполнений буфера в условиях, когда в страницах памяти стека и буфера установлен запрет на исполнение кода. Для организации выполнения кода атакующего в таких условиях логика выполнения shell-кода формируется с использованием методов возвратно-ориентированного программирования (ROP) - атакующий не пытается разместить свой код в памяти, а оперирует уже имеющимися в загруженных библиотеках кусками машинных инструкций, завершающихся инструкцией возврата управления (как правило, это окончания библиотечных функций). Работа эксплоита сводится к построению цепочки вызовов подобных блоков ("гаджетов") для получения нужной функциональности. Для автоматизации выявления гаджетов применяются специальные инструменты. Используя готовые блоки машинных инструкций (гаджеты) можно организовать достаточно сложные операции, в том числе организовать работу условных операторов и циклов.
