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Linux内存布局与保护技术解析
内存布局是现代操作系统的重要组成部分,它决定了程序内存的使用方式和保护机制。这一知识点对于逆向工程和漏洞挖掘具有重要意义。本文将从基础到高级技术,深入解析Linux内存布局和相关保护机制的绕过方法。
一、内存布局基础
Linux系统的内存布局主要由以下几个部分组成:
.text 汇编代码
存储程序的汇编指令,主要用于文 Constant Memory..data 有初始化的数据
存储全局变量和其他初始化的数据段..bss 无初始化的数据
存储未初始化的全局变量和静态数据.heap 堆
在程序运行时动态分配的内存区域.shared object 共享对象区域
包括动态链接库文件(如libc.so等)和其他共享对象.stack 栈
用于存储程序运行时的局部变量和返回地址.kernel-area 内核区域
用于存储内核代码和内核数据.随着years's发展,内存布局中的细节不断丰富,但核心 remained是通过mmap()和sbrk()等接口管理内存段.
二、绕过保护技术
1. NX(DEP)保护
NX(Non-Executable Memory Protection,内存不可执行保护)是一种通过内存保护单元(MMU)在页粒度上设置不可执行属性的技术。该保护 mechanism通过将数据页设置为不可执行,因此在频送攻击成功后转移至数据页面时,会导致访问不可执行段,从而触发异常。
NX防护:
- 默认开启:默认情况下,Linux内核会启用NX保护.
- 关闭方式:可通过
executive stack protection
选项关闭部分段.
NX攻击:
2. ASLR(Address Space Layout Randomization)
ASLR通过随机化地址段,使得程序各加载地址不固定。这样的保护机制可以有效防止已知地址 SPACE R randomized.
ASLR绕过:
GOT Leak
通过泄露Global Offset Table(GOT)中的地址,计算libc加载地址。RET2PLT
利用程序看起来的函数栈上的GOT段中的函数地址.GOT Overwrite
在运行中重写GOT表中的某些地址,最终实现对系统程序的控制.ASLR实战示例:
通过获取__libc_start_main地址,计算libc的基地址,再确定system()->的地址.
3. PIE(Position Independent Everywhere)
PIE是通过在编译阶段随机化代码段,data段和bss段的地址space的技术。这样每次加载都有不同的地址空间布局.
PIE绕过:
4. Stack Canary
Stack canary(栈守护者)是一种保护技术,通过在栈中存储一个随机值并验证其完整性,防止栈溢出攻击.
Stack Canary绕过:
5. RELRO(Relocation Read Only)
RELRO通过设置重定位表段为只读,阻止GOT中的地址被恶意修改.
RELRO绕过:
三、总结
通过以上技术的深入理解与应用,可以有效地绕过Linux系统的内存保护机制。从基础的内存布局到高级的绕过技术,每一步都要求攻防队员对系统运行机制有深刻的掌握。
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