Buffer Overflow: Off-by-One

El programa escribe justo fuera de los límites de la memoria asignada, que podría dañar los datos, bloquear el programa o provocar la ejecución de código malintencionado.

El buffer overflow es probablemente la forma más conocida de vulnerabilidad de seguridad de software. La mayoría de los desarrolladores de software saben lo que es una vulnerabilidad de buffer overflow, pero a menudo este tipo de ataques contra las aplicaciones existentes y desarrolladas recientemente son aún bastante habituales. Parte del problema se debe a la amplia variedad de formas en las que puede producirse un buffer overflow y otra parte se debe a las técnicas proclives a errores que a menudo se utilizan para evitarlas.

En un ataque de buffer overflow clásico, el usuario malintencionado envía datos a un programa, que los almacena en un búfer de pila demasiado pequeño. El resultado es que se sobrescribe la información de la pila de llamadas, incluido el puntero de devolución de la función. Los datos establecen el valor del puntero de devolución para que, cuando se devuelva la función, esta transfiera el control al código malicioso incluido en los datos del usuario malintencionado.

Aunque este tipo de error por uno ("off-by-one") sigue siendo normal en algunas plataformas y comunidades de desarrollo, hay más tipos de buffer overflow, entre los que se incluyen los desbordamientos de búfer de pila y de montón. Hay una serie de libros excelentes que ofrecen información detallada sobre cómo funcionan los ataques de buffer overflow, incluidos "Bilding Secure Software" [1], "Writing Secure Code" [2] y "The Shellcoder's Handbook" [3].

En el nivel de código, las vulnerabilidades de buffer overflow normalmente conllevan la infracción de las presuposiciones de un programador. Muchas funciones de manipulación de la memoria de C y C++ no realizan la comprobación de límites y pueden traspasar fácilmente los límites asignados de los búferes en los que operan. Incluso las funciones limitadas como, por ejemplo, strncpy(), pueden provocar vulnerabilidades cuando se utilizan incorrectamente. La combinación de manipulación de memoria y presuposiciones erróneas acerca del tamaño y la formación de una unidad de datos es el motivo principal de la mayoría de desbordamientos del búfer.

Ejemplo: El código siguiente contiene un desbordamiento del búfer por una unidad, que se produce cuando recv devuelve el máximo de bytes leídos: sizeof(buf). En este caso, la siguiente desreferencia de buf[nbytes] escribirá el byte null fuera de los límites de memoria asignada.

void receive(int socket) {
   char buf[MAX];
   int nbytes = recv(socket, buf, sizeof(buf), 0);
   buf[nbytes] = '\0';
   ...
}