Format string attack: differenze tra le versioni

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{{S|sicurezza informatica}}

Le '''format string attack''' (''vulnerabilità di formato della stringa'') sono una classe di vulnerabilità scoperte nel 1999.

== Introduzione ==

Il tipo di attacco Format String è una classe di vulnerabilità scoperte nel 1999, presenti prevalentemente in linguaggi di programmazione imperativi come il [[C (linguaggio di programmazione)|C]]. Un Format String Attack è formato da tre componenti fondamentali:

* Format Function: in ANSI C è una funzione che converte una variabile di tipo primitivo del linguaggio di programmazione, in una stringa user-friendly cioè leggibile dall’uomo.

Un attacco di tipo Format String è formato dai seguenti componenti:

Format Function: in ANSI C è una funzione che converte una variabile di tipo primitivo del linguaggio di programmazione in una stringa leggibile dall’uomo.

printf: stampaper stampare su stdout

fprintf: stampaper stampare la format string su un file

sprintf: stampaper lastampare una stringa dentro un’altraun buffer

snprintf: stampaper stampare esattamente 'n' caratteri della stringa in ingresso nella seconda stringa (già più sicura delle altre!!)

* Format String: è l’argomento della Formatformat Functionfunction ed è una stringa ASCII che contiene sia testo che parametri di formato, ad esempio: .

printf(“The magic number is %d\n”, 3);

Format String Parameter: definisco il tipo di conversione da effettuare in relazione alla variabile presente nella format string. Ad esempio:

* Format String Parameter: definiscodefiniscono il tipo di conversione da effettuare in relazione alla variabile presente nella format string. Ad esempio:

“%s”: per stampare una stringa

“%d”: per stampare degli interi

“%c”: per stampare dei caratteri

“%x”: per stampare caratteri esadecimali

== Funzionamento dello stack ==

Lo stack è un'area di memoria in cui vengono salvate le variabili locali e i parametri passati alla funzione. La sua gestione è di tipo LIFO e cresce verso indirizzi bassi. Eseguendo questo semplice codice, ad esempio:

<syntaxhighlight lang="c">

#include <stdio.h>

void main(int argc , char* argv){

int A=3, B=5;

printf("Valore var. A: %d - Indirizzo var. A: %x\n", A, &A);

printf("Valore var. B: %d - Indirizzo var. B: %x\n", B, &B);

}

</syntaxhighlight>

il programma stamperà:

<syntaxhighlight lang="c">

Valore var. A: 3 - Indirizzo var. A: 7fdc

Valore var. B: 5 - Indirizzo var. B: 7fd8

</syntaxhighlight>

se invece la printf() riceve come parametro una stringa "maligna" (senza controllarne le caratteristiche) il risultato sarebbe proprio un attacco di tipo format string.

== Attacchi possibili ==

'''Crash del programma'''

Un modo molto semplice per mandare in crash un programma è passare alla funzione printf() una stringa formattata in questo modo: <syntaxhighlight lang="c">printf("%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s%s");</syntaxhighlight>

Ogni "%s" cerca di visualizzare il contenuto di un buffer di caratteri (una stringa) dall'indirizzo iniziale presente sullo stack fino al carattere terminatore ("0"). Inserendo quindi molti “%s", la funzione sposterà il puntatore in avanti fino ad aree di memoria non mappate nel frame dell'applicazione, così facendo cercherà di leggere da "indirizzi illegali", causando l'errore “''segmentation fault”'' che manda in crash il programma.

'''Leggere lo stack'''

Utilizzando sempre la printf(), è possibile leggere parte del contenuto dello stack, usando una format string di questo tipo:

<syntaxhighlight lang="c">printf("%08x-%08x-%08x-%08x-%08x\n");</syntaxhighlight>

l'output potrebbe essere il seguente:

<syntaxhighlight lang="c">4306ea40-43074920-0062de90-70706970-02000002</syntaxhighlight>

Questo perché essendo il numero degli argomenti della printf() variabili, questa utilizza la format string per sapere quanti gliene sono stati passati. In questo caso quindi crede (erroneamente) che siano cinque parametri, e andrà quindi a stampare i prossimi cinque indirizzi sullo stack, pensando siano i parametri richiesti.

UnIl attaccoparametro di tipoformato Format String"%08x" è formatocostituito dai seguenti componenti:

* x (converti i caratteri in esadecimale),

* 8 (mostra otto caratteri),

* 0 (riempi di zeri i caratteri nulli, se presenti).

'''Leggere memoria in ogni locazione di memoria'''

È possibile anche leggere aree di memoria diverse dallo stack. Dobbiamo però creare una format function che visualizza il contenuto della memoria all’indirizzo che gli forniamo. Ci servirà quindi l’indirizzo da cui andare a leggere ed il giusto parametro di formato per leggerlo.

La nostra format function mantiene all’interno dello stack il puntatore alla locazione di memoria del parametro di formato. Se fossimo in grado di far puntare quel puntatore all’area di memoria che ci interessa, potremmo dare quell’indirizzo al formato parametro "%s" così che, invocando la printf(), questa leggerà la memoria da quell’indirizzo fino a che non trova un carattere terminatore ‘0’.

Utilizzando ad esempio la seguenti stringa di formato:[[File:StackMemory.png|miniatura|446x446px|Salvataggio variabili sullo stack]]<syntaxhighlight lang="c"> printf ("\x10\x01\x48\x08_%08x-%08x-%08x-|%s|"); </syntaxhighlight>

la sequenza di "%08x" incrementa il puntatore interno della format function verso il top dello stack. Dopo alcuni di questi incrementi, lo stack pointer punterà esattamente all'indirizzo della nostra format string. Con il giusto numero di ‘%08x’ potremmo visualizzare la memoria (codificata in ASCII) da un qualsiasi indirizzo.

Bisogna quindi sostituire la parte iniziale della format string con un vero indirizzo.

Vogliamo leggere aree di memoria vicino a questo indirizzo ‘0x08480110’:

Se si passa a una funzione che stampa una stringa a schermo (un esempio classico è la funzione [[printf]] del [[C (linguaggio)|linguaggio C]]) una stringa che in realtà contiene una serie di parametri di specifica dell'input (tipicamente si usano identificatori di formato ''%s'' e ''%x'' per esaminare il contenuto della memoria e ''%n'' per sovrascrivere parti della memoria, in particolare dello [[stack]]) si permette l'avvio di un attacco di tipo [[stack overflow]] e ''return to libc''. Per proteggersi da questo attacco, quando si vuole stampare una stringa ''s'' usando la printf() o una qualsiasi funzione C che accetti un numero illimitato di identificatori di formato, bisogna scrivere la funzione

* Per prima cosa bisogna codificare l'indirizzo in una stringa a 32 bit secondo la regola little-endian.

* l'indirizzo "0x08480110" verrà quindi ribaltato e separato da caratteri speciali diventando: "\x10\x01\x48\x08"

La codifica dell’indirizzo scelto in una stringa a 32 bit "\x10\x01\x48\x08" dove il carattere "\x10" inserito in una stringa dice al compilatore di mettere un carattere esadecimale "0x10" nella posizione corrente.

Il carattere "\x" dice al compilatore di mettere il carattere esadecimanle "0x10" nella posizione corrente sullo stack. Altrimenti il valore ASCII salvato nella stringa sarebbe ‘1’ e ‘0’ i cui rispettivi valori ASCII sono ‘49’ e ‘48’, che risulterebbe errato.

printf("%s",s)

Quindi la seguente invocazione andrà a leggere memoria dall’indirizzo che gli abbiamo fornito finché non raggiunge un NULL byte. Incrementando l’indirizzo di memoria dinamicamente possiamo mappare l’intera memoria di processo!

e non scrivere

'''Scrivere un intero in (qualsiasi) locazione di memoria'''

printf(s)

La printf() ha un altro parametro di formato molto interessante: "%n".

in quanto in questo modo l'input dell'utente non viene validato. La stringa StringPointer potrebbe contenere una serie di identificatori di formato. Questo tipo di attacco, comunque, diventa sempre più difficile grazie alla diffusione di una maggiore consapevolezza della necessità di gestire i rischi associati alla programmazione e alla conseguente diffusione di tecniche di programmazione sicura.

<syntaxhighlight lang=c>int i;

printf ("12345%n", &i);</syntaxhighlight>

Con questo parametro il numero di caratteri scritti prima di lui verrà salvato nella variabile "i"!

Quindi usando lo stesso metodo implementato per visualizzare il contenuto della memoria, possiamo andare a scrivere un intero (praticamente) ovunque.

Basta sostituire "%n" al posto di "%s" ed il contenuto della cella "0x10014808" verrà sovrascritto. L'attaccante potrebbe quindi andare a cambiare certi flag che gli garantiscano il controllo o sovrascrivere celle con indirizzi di ritorno a nostro piacimento.

== Voci correlate ==

* [[Cross Application Scripting]]

* [[Stack overflow]]

* [[Linguaggio C]]

== Collegamenti esterni ==

* {{en}}scut / team teso [http://julianor.tripod.com/bc/formatstring-1.2.pdf Come sfruttare le Format String Vulnerabilities] v1.2 Sept 24, [[2001]]

* {{cita web|https://www.securecoding.cert.org|CERT standard di programmazione sicura|lingua=en}}

* {{cita web|httphttps://www.cert.org/secure-coding|CERT iniziativa per la programmazione sicura|lingua=en}}

* {{cita web|httphttps://www.cert.org/books/secure-coding|programmazione sicura in C e C++|lingua=en}}

{{Portale|Sicurezzasicurezza informatica}}

[[Categoria:Tecniche di attacco informatico]]