Buffer Overflow: Off-by-One

O programa grava além dos limites da memória alocada, o que pode corromper dados, fazer com que o programa trave ou provocar a execução de código mal-intencionado.

O buffer overflow é provavelmente a forma mais conhecida de vulnerabilidade de segurança de software. A maioria dos desenvolvedores de software sabe o que é uma vulnerabilidade de buffer overflow, mas ataques de buffer overflow contra aplicativos legados e recém-desenvolvidos ainda são bastante comuns. Uma parte do problema deve-se à grande variedade de maneiras de como estouros de buffer podem ocorrer, enquanto outra parte deve-se às técnicas propensas a erros frequentemente utilizadas para impedir esses estouros.

Em uma exploração de buffer overflow clássica, o invasor envia dados a um programa, que ele armazena em um buffer de pilha de tamanho menor do que o normal. O resultado é que as informações na pilha de chamadas são substituídas, incluindo o apontador de retorno da função. Os dados definem o valor do apontador de retorno de forma que, quando a função é retornada, ela transfere o controle para o código mal-intencionado contido nos dados do invasor.

Embora esse tipo de erro "off-by-one" ainda seja comum em algumas plataformas e comunidades de desenvolvimento, há vários outros tipos de buffer overflow, incluindo estouros de buffer de heap e de pilha, entre outros. Existem diversos livros excelentes que fornecem informações detalhadas sobre como ataques de buffer overflow funcionam, entre eles Building Secure Software [1], Writing Secure Code [2] e The Shellcoder's Handbook [3].

Em nível de código, vulnerabilidades de buffer overflow geralmente envolvem a violação das premissas do programador. Muitas funções de manipulação de memória em C e C++ não realizam verificações de limites e podem facilmente exceder os limites alocados dos buffers sob os quais elas operam. Até mesmo funções limitadas, como strncpy(), podem causar vulnerabilidades quando usadas incorretamente. A combinação entre manipulação de memória e suposições equivocadas sobre o tamanho ou a composição de um determinado dado é a causa raiz da maioria dos estouros de buffer.

Exemplo: O código a seguir contém um estouro de buffer "off-by-one", que ocorre quando recv retorna os bytes máximos permitidos de sizeof(buf) que foram lidos. Nesse caso, a desreferência subsequente de buf[nbytes] gravará o byte null fora dos limites da memória alocada.

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