Buffer Overflow: Signed Comparison

プログラムは符号付き比較を使用して、後で符号なしとして扱われる値をチェックします。これにより、プログラムにより割り当てられたメモリの境界外にデータが書き込まれる場合があり、データが破損したりプログラムがクラッシュしたりする可能性があり、悪意あるコードの実行が引き起こされることもあります。

Buffer Overflow は、ソフトウェアセキュリティの脆弱性の中で最も有名な形態でしょう。Buffer Overflow の脆弱性については大半のソフトウェア開発者に知られているにも関わらず、依然として Buffer Overflow は新旧を問わずアプリケーションに対して最も多く見られる攻撃です。これは、Buffer Overflow には多種多様の発生形態があることや、この攻撃を阻止するために使用される手法が誤りやすいものであることによるものです。

古典的な Buffer Overflow の悪用では、攻撃者がプログラムに送信したデータが、それよりも小さいサイズのスタックバッファに格納されます。その結果、コールスタックにある情報、特に関数の戻りポインタが上書きされます。このデータがセットした戻りポインタの値に関数が戻ると、攻撃者のデータに含まれる悪意あるコードに制御が移ります。

このタイプのスタック Buffer Overflow は一部のプラットフォームや開発コミュニティでは今でも一般的ですが、ほかにもヒープ Buffer Overflow や「一つ違い」エラーなどのさまざまな Buffer Overflow があります。Buffer Overflow 攻撃の仕組みを解説した書籍には、Building Secure Software [1]、Writing Secure Code [2]、The Shellcoder's Handbook [3] など優れた本が数多くあります。

コードのレベルでは、Buffer Overflow 脆弱性には通常、プログラマの想定外のことが含まれます。C および C++ のメモリ操作関数の多くは境界チェックを行わないため、動作しているバッファに対して割り当てられた境界を簡単に超過する場合があります。strncpy() など境界が定められた関数の場合も、不正に使用されると脆弱性の原因になります。メモリの操作と、データのサイズや構成に関する誤った想定が同時に発生することが、大部分の Buffer Overflow の根本的な原因です。

例: 次のコードは、「一つ違い」による Buffer Overflow の発生を防止するために、getInputLength() から読み取られた信頼できない値が、コピー先バッファである output のサイズより小さいかどうかをチェックしています。しかし、len と MAX の比較は符号付きであるため、len の値が負であった場合にその値が memcpy() の符号なし引数に変換されると、非常に大きな正の数値となります。

void TypeConvert() {
   char input[MAX];
   char output[MAX];

   fillBuffer(input);
   int len = getInputLength();

   if (len <= MAX) {
      memcpy(output, input, len);
   }
   ...
}