隨著軟件系統(tǒng)越來越復雜，軟件漏洞變得無法避免。業(yè)界逐漸推出了讓漏洞無法利用或利用難度提高的方法，簡稱漏洞緩解技術。我們簡單介紹下Android和iOS中廣泛使用的一些漏洞緩解及可能的繞過技術。當然這里也包含一些相關聯(lián)的安全限制，而非真正意義的緩解技術。

緩解及繞過技術點

User Permissions

每個app有自己uid，selinux_context，只有申請并且用戶允許才有權限做它想做的事。要突破這些限制，可以考慮通過每個app合理的權限相互結合后產(chǎn)生的不合理性來入手。或者App之間交互的漏洞，如Android的FileProvider，先拿下此app等。

SELinux、MAC、Sandbox

SELinux是Security Enhanced Linux縮寫，可解釋為“安全加固型Linux內(nèi)核”，MAC是Mandatory Access Control的縮寫，意為強制訪問控制。Sandbox即沙盒。它們含了一套很復雜的權限管理策略。基本采用白名單模式，默認禁止任意進程的絕大部分的行為，限制文件訪問，限制系統(tǒng)調(diào)用及調(diào)用參數(shù)。即限制了每個app的行為，也減少了被攻擊面。要突破這些限制，比較可行的方法是攻擊如內(nèi)核關閉等。

PIE、ASLR、KALSR

PIE是Position Independent Executable的縮寫，與PIC，Position Independent Code一樣。ALSR是Address Layout Space Randomization增強內(nèi)存地址空間分配的隨機度。可執(zhí)行文件和動態(tài)加載的庫之間的間隔，前后順序均不同，更沒有規(guī)律。準確地址未知的情況下攻擊者幾乎不可能完成攻擊，相當于戰(zhàn)場上目標都沒有找到。KALSR中的K是kernel的縮寫，保證每次設備啟動內(nèi)核的虛擬地址是不同的。要突破這些限制，可采用堆噴射等噴射加各種類型的滑板，提高利用成功幾率。信息泄漏漏洞，如泄漏內(nèi)存，泄漏文件，獲取內(nèi)存地址。

DEP、PXN

DEP是Data Execution Protection的縮寫數(shù)據(jù)不可執(zhí)行，意味著攻擊者不能直接執(zhí)行自己的代碼，使攻擊難度變高。PXN是Privileged Execute Never的縮寫，內(nèi)核態(tài)無法運行用戶態(tài)可執(zhí)行數(shù)據(jù)。要突破這些限制，可利用ROP（Return Orient Program），JOP（Jump Orient Program），stack?pivot技術，用程序自己的代碼做攻擊者想做的事。原理是利用現(xiàn)在ABI（Application Binary Interface）的特點，改寫程序的棧，控制多個函數(shù)返回地址從而形成鏈，將原有程序自己的代碼片段連起來做攻擊者想做的事。類似生物上的病毒。瀏覽器的話可以改寫JIT（Just In Time）編譯器所用的內(nèi)存。Android用戶態(tài)mprotect，mmap系統(tǒng)調(diào)用，把內(nèi)存改成可執(zhí)行。

Trust Zone

可信空間，完成指紋、支付、解鎖、DRM和其他認證最保險的一步。即使是操作系統(tǒng)內(nèi)核也無法訪問其內(nèi)存。它完成簽名，加密等工作。要突破這些限制，先考慮拿下有權限訪問的service進程drmservie，gatekeeper。通過Fuzz接口找漏洞。如果拿到代碼執(zhí)行的權限的話，就可以跳過指紋驗證悄悄的扣款了。

平滑升級

App自動更新，系統(tǒng)自動下載并提醒開關機時候升級，保證及時修復bug，我們也將此列入到漏洞緩解中。要突破這些限制，可以考慮使用Google的app之間彼此信任，先拿下Google的一個app。讓這個app向Google?Play發(fā)送安裝請求。

Code Sign

對代碼進行簽名，保證代碼從商店到用戶手機上不會有變化，防止被惡意植入代碼，也防止執(zhí)行未被蘋果公司審核的代碼。繞過方法這里就不闡述了。

Secure Boot、Verifying Boot

Secure Boot是iOS中的、Verifying Boot是Android中的，它們保證系統(tǒng)代碼不被修改，保證完美越獄、完美root無法實現(xiàn)。還有一些手機廠商自定義的緩釋措施，如Android的system分區(qū)強制只能只讀掛載，需要修改部分驅動中的數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)對system分區(qū)的修改

示例初探

在之前發(fā)布的《PXN防護技術的研究與繞過》這篇文章，里面詳細解釋了如何繞過DEP、PXN這兩種緩釋措施，用的基本方法就是JOP和ROP技術。我們將在此基礎上解釋root工具中繞過其他幾種防護的方法。

文章提到將thread_info中的addr_limit改為0xffffffffffffffff：

addr_limit是用于限制一個線程虛擬地址訪問范圍，為0至addr_limit，改成0xffffffffffffffff表示全部64位地址全部可訪問。Google至今沒有在Android上啟用KALSR，arm64內(nèi)核一般都固定在0xffffffc000000000開始的虛擬地址上，并沒有隨機化也就是說可以隨意讀寫內(nèi)核了。雖然Android沒有KALSR但內(nèi)核堆的地址依舊是不可預知的相當于一種隨機化，想要利用CVE-2015-3636（pingpong）這類UAF類型漏洞必須要用到噴射或者ret2dir這類內(nèi)存掩蓋技術。

一般是將uid、gid修改為0，0是root的uid，即此線程擁有了root權限，capabilities修改為0xffffffffffffffff掩蓋所有比特位，表示擁有所有capability。至此user permissions緩釋就被繞過了，也可以把自己偽造成其他任意用戶。

將“selinux_enforcing”這個內(nèi)核中的全局變量設為0后，selinux相當于被關閉了。此舉可以繞過SElinux的緩釋。

MAC、Sandbox是iOS中的緩釋措施，作用相當于Android中的SELinux。蘋果公司的Code Sign要求除了開發(fā)所用程序，所有可執(zhí)行代碼必須要蘋果公司簽名才能在iPhone運行。Android雖然要對APK簽名但APK依舊可以任意加載可執(zhí)行程序。

在此次阿里聚安全攻防挑戰(zhàn)賽中便可以體驗一把如何突破ASLR、DEP等漏洞緩解技術。該題是由螞蟻金服巴斯光年實驗室(AFLSLab) 曲和、超六、此彼三位同學完成設計，將模擬應用場景準備一些包含bug的程序，并側重于PWN形式，服務端PWN需要選手具備二進制程序漏洞挖掘和利用能力，通過逆向服務端程序，找出服務端程序的各類問題，然后編寫利用代碼，在同服務端程序的交互中取得服務端程序的shell權限，進而拿到服務器上的敏感信息。另外在Android應用PWN能力方面，需要選手具有遠程獲得任意代碼執(zhí)行和arm64平臺反匯編理解邏輯的能力，尋找能夠突破DEP、ASLR等防護，進而控制目標APP執(zhí)行自己的代碼。

這次參與出題的螞蟻金服巴斯光年實驗室(AFLSLab)是螞蟻金服安全中心（俗稱螞蟻神盾局）旗下近期剛成立不久的移動安全實驗室，除護航支付寶錢包及螞蟻金服相關產(chǎn)品的安全外，也同時為守護外部廠商、商戶、生態(tài)伙伴終端基礎安全。雖然成立時間很短，但已經(jīng)為google、三星、華為等公司上報多個安全漏洞。實驗室技術負責人曲和表示，期望通過此次比賽吸引更多應用及系統(tǒng)漏洞挖掘和漏洞利用的選手進行交流學習，共同為互聯(lián)網(wǎng)安全新生態(tài)而努力。

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總結

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