操作系统中的缓冲区溢出攻击与防护 描述 缓冲区溢出是一种常见的安全漏洞，发生在程序向缓冲区写入数据时，超出了其预分配的内存边界，导致相邻内存区域被覆盖。攻击者可能利用此漏洞修改程序执行流程（如劫持控制权或执行恶意代码）。理解其原理和防护方法对系统安全至关重要。 知识点讲解 缓冲区与内存布局 缓冲区是程序运行时存放数据的一块连续内存空间（如字符数组）。 在程序的内存布局中，缓冲区通常位于 栈 区。栈同时保存函数的局部变量、返回地址和参数。返回地址决定函数执行完毕后跳转的位置，是攻击的关键目标。 示例：若定义数组 char buffer[8] ，但向其中写入10字节，多出的2字节会覆盖栈中相邻内容。 溢出原理与攻击步骤 步骤1：覆盖返回地址 攻击者构造输入数据，使其长度超过缓冲区大小，精心设计溢出部分的内容，将返回地址覆盖为恶意代码的地址（如shellcode的入口）。 示例：假设栈结构为 [缓冲区][旧栈帧指针][返回地址] ，写入数据超出缓冲区后，会依次覆盖指针和返回地址。 步骤2：劫持控制流 当函数执行 ret 指令时，CPU会从被修改的返回地址处读取下一条指令的位置，转而执行攻击者注入的代码。 防护机制 栈不可执行（NX/DEP） 现代操作系统将栈标记为不可执行，即使注入代码，CPU也会拒绝执行栈内的指令。 地址空间布局随机化（ASLR） 每次程序运行时，系统随机化栈、堆的基地址，使攻击者难以预测返回地址应覆盖为何值。 栈保护技术（Canary） 编译器在返回地址前插入一个随机值（金丝雀值），函数返回前检查该值是否被修改。若被破坏，则立即终止程序。 总结 缓冲区溢出的核心是通过输入数据突破内存边界，篡改控制流数据。防护需结合硬件（NX）、操作系统（ASLR）和编译工具（Canary）的多层措施，形成深度防御体系。