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[시스템] 스택 카나리 분석(Canary)

카나리 정적 분석 스택 버퍼 오버플로우 취약점이 존재하는 코드#include int main() { char buf[8]; read(0, buf, 32); return 0;}   gcc는 기본적으로 스택 카나리를 적용하여 컴파일한다-fno-stack-protector 옵션

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[시스템] 스택 카나리 생성 과정(Canary)

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스택 카나리 우회

 

무차별 대입 

거의 불가능

 

TLS 접근

TLS 주소는 매 실행마다 바뀌지만, 만약 실행 중에 TLS의 주소를 알 수 있

임의 주소에 대한 읽기 또는 쓰기가 가능하다면 카나리 값을 읽거나 임의로 조작할 수 있다

그러면, 스택 버퍼 오버플로우를 수행할 때, 카나리 값으로 스택 카나리를 덮으면 

카나리 검사를 우회할 수 있다

 

 

스택 카나리 릭

가장 현실적인 우회 기법

다음과 같은 코드는 카나리 값을 읽을 수 있는 취약점이 존재한다

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
  char memo[8];
  char name[8];
  
  printf("name : ");
  read(0, name, 64);
  printf("hello %s\n", name);
  
  printf("memo : ");
  read(0, memo, 64);
  printf("memo %s\n", memo);
  return 0;
}

 

| memo[8]          |  <= 먼저 위치
|---------------------|
| name[8]          |  <= 뒤에 위치
|---------------------|
| Canary (8 bytes) |  <= 스택 카나리
|---------------------|
| Return Address  |  <= 반환 주소

 

 

read() 호출 시, 버퍼 크기를 초과한 데이터를 입력받을 수 있다

name은 8바이트 크기인데, read()는 64바이트를 읽어오므로, 초과된 데이터는 스택의 name 바로 뒤에 위치한

카나리와 다른 데이터를 침범하게 된다

 

memo가 name보다 먼저 위치한다(낮은 주소에 저장 된다)

 

이 구조를 통해 name 버퍼를 오버플로우하면 카나리를 포함한 memo 영역을 읽을 수 있다

 

 

 

 

 

 


실습

 

 

바이너리 실행

9바이트 이상 입력 시 카나리 변조가 탐지되어 프로그램 강제 종료

오버 플로우로 카나리 값도 노출

 

 

 

카나리 값을 hex dump로 출력하는 방법

 

 

 

스택 구조 확인

memo[8]에 입력할 때,

문자열(8 byte) + 문자열 (8 byte) + 알아낸 카나리 값 + 원하는 실행 주소

를 넣으면 카나리 탐지를 우회하고 오버플로우 공격을 수행할 수 있다

 

Content Security Policy (CSP)

  • 웹 보안을 강화하기 위해 웹 브라우저가 웹사이트의 리소스를 로드하는 방식을 제어하는 웹 보안 표준
  • 웹 사이트가 신뢰할 수 있는 리소스 출처를 명시적으로 지정함으로써, XSS(Cross-Site Scripting), 데이터 삽입 공격 등과 같은 일반적인 웹 공격을 방지
  • XSS 공격으로부터 피해를 최소화할 수 있는 방안이지만, XSS 공격의 피해를 완전히 무력화하기 위한 수단은 아님

 

사용 방법

CSP는 HTTP 헤더HTML의 <meta> 태그를 통해 정의됨

CSP 구문은 여러 정책 지시문(policy-directive)으로 구성되며, 각 지시문은 세미콜론(;)으로 구분됨

 

 

CSP 적용 예시

페이지 자원이 동일 오리진('self') 또는 특정 도메인(https://example.dreamhack.io)에서만 로드되도록 설정하는 예시

  • HTTP 헤더 사용
Content-Security-Policy: default-src 'self' https://example.dreamhack.io

 

  • HTML <meta> 태그 사용
<meta http-equiv="Content-Security-Policy" content="default-src 'self' https://example.dreamhack.io">

 

 

 

 

CSP는 웹 페이지 보안을 위해 인라인 코드와 문자열을 실행하는 메커니즘을 기본적으로 차단한다.

 

CSP 기본 정책 - 인라인 코드 (Inline Code)

  • 인라인 코드 차단: <script>alert(1);</script>와 같이 <script> 태그 안에 직접 코드를 삽입하는 인라인 코드를 유해하다고 간주하여 사용을 차단
  • 외부 스크립트 권장: 인라인 코드 대신 <script src="alert.js"></script> 처럼 scr 속성을 사용해 외부 스크립트를 로드하도록 권장
  • 허용되지 않는 인라인 코드 유형:
    • on 이벤트 핸들러 속성 (예: onclick="...")
    • javascript: URL 스킴
    • 인라인 <style> 태그와 style 속성도 차단되며, 외부 스타일시트 사용을 권장

CSP 기본 정책 - eval

  • eval 차단: eval() 함수과 같이 문자열을 실행 가능항 자바스크립트 고드로 변환하는 모든 메커니즘을 차단
  • 차단되는 예제: setTimeout("alert(1)", ....) 와 같이 문자열을 사용한 함수 호출은 차단
  • 허용되는 예제: setTimeout(function(){alert(1)}, ...) 처럼 인라인 함수 형태로 전달되는 경우는 허용

 

Policy Directive

  • <directive> <value> 형식으로 구성됨
    • <directive> (지시문): 어떤 종류의 리소스에 대해 출처를 제어할지 결정하는 역할
    • <value> (값): 지시문에서 제어할 리소스의 출처를 정의하며, 여러 출처를 공백으로 구분하여 나열 가능
지시문 설명
default-src -src로 끝나는 모든 지시문의 기본 동작을 제어합니다. 만약 CSP 구문 내에서 지정하지 않은 지시문이 존재한다면 default-src의 정의를 따라갑니다.
img-src 이미지를 로드할 수 있는 출처를 제어합니다.
script-src 스크립트 태그 관련 권한과 출처를 제어합니다.
style-src 스타일시트 관련 권한과 출처를 제어합니다.
child-src 페이지 내에 삽입된 프레임 컨텐츠에 대한 출처를 제어합니다.
base-uri 페이지의 <base> 태그에 나타날 수 있는 URL을 제어합니다.

 

값 (출처) 설명
*://example.com 출처의 scheme은 와일드카드를 이용해 표현할 수 있습니다.
https://*.example.com 출처의 호스트 서브도메인은 와일드카드를 이용해 표현할 수 있습니다. (단, 와일드카드는 호스트의 중간에 들어갈 수 없습니다. i.e) https://www.*.com, https://*.example.*
또한 서브도메인을 와일드카드로 표현할 시, 서브도메인이 붙어있지 않는 도메인은 포함되지 않습니다. i.e) https://*.example.com으로 출처를 표기할 경우, https://example.com은 포함 안됨
https://example.com:* 출처의 포트는 와일드카드를 이용해 표현할 수 있습니다.
none 모든 출처를 허용하지 않습니다.
self 페이지의 현재 출처 (Same Origin) 내에서 로드하는 리소스만 허용합니다.
unsafe-inline 예외적으로 인라인 코드의 사용을 허용합니다.
unsafe-eval 예외적으로 eval 과 같은 텍스트-자바스크립트 변환 메커니즘의 사용을 허용합니다
nonce-<base64-value> nonce 속성을 설정하여 예외적으로 인라인 코드를 사용합니다. <base64-value>는 반드시 요청마다 다른 난수 값으로 설정해야 합니다. 해당 출처를 설정하면 unsafe-inline 은 무시됩니다.
<hash-algorithm>-<base64-value> script 혹은 style 태그 내 코드의 해시를 표현합니다. 해당 출처를 설정하면 unsafe-inline은 무시됩니다.

 

 

 

 

CSP Examples

Content-Security-Policy: default-src 'self'

모든 리소스의 출처를 현재 페이지와 같은 출처로 제한함

 

Content-Security-Policy: default-src 'self' https://googleapis.com https://*.googleapis.com

모든 리소스의 출처를 현재 페이지와 같은 출처와 " https://googleapis.com", "https://*.googleapis.com"으로 제한함 

 

Content-Security-Policy: default-src 'self'; img-src *; script-src static.dreamhack.io

모든 리소스의 출처를 현재 페이지와 같은 출처로 제한하고, 이미지의 출처는 모든 호스트를 허용, 스크립트 태그의 출처는 "static.dreamhack.io"로 제한

 

Content-Security-Policy: child-src 'self' frame.dreamhack.io

페이지 내에 삽입된 프레임 콘텐츠 URL은 현재 페이지와 같은 출처와 "frame.dreamhack.io"내의 컨텐츠만 로드할 수 있음

 

Content-Security-Policy: base-uri 'none'

base 태그의 URL은 어느 것도 허용하지 않음

 

Content-Security-Policy: script-src 'unsafe-eval'

자바스트립트 코드 내에 eval 과 같은 텍스트-자바스크립트 변환 메커니즘의 사용을 허용

 

Content-Security-Policy: script-src 'sha256-5jFwrAK0UV47oFbVg/iCCBbxD8X1w+QvoOUepu4C2YA='

스트립트 태그 내의 코드 혹은 src 속성으로 지정된 파일의 sha256 해시를 base64로 인코딩한 결과가 "5jFwrAK0UV47oFbVg/iCCBbxD8X1w+QvoOUepu4C2YA="와 다르다면 스크립트 로드에 실패

 

 

 

 

 

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