利用 MARDU 实现实用的代码重随机化
密码学与安全
2019-09-23 v1 操作系统
摘要
数据执行保护（DEP）和地址空间布局随机化（ASLR）等防御技术是早期防止原始代码注入和返回导向编程（ROP）攻击的典范。值得注意的是，这些技术以一种优雅且实用的方式做到了这一点，始终将性能和可扩展性放在首位，使其成为少数被广泛采用的防御技术之一。随着代码重用攻击的复杂性从 JIT-ROP 演变到 BROP 和数据攻击，防御技术似乎陷入了不惜一切代价进行防御的隧道视野，在务实的防御设计中迷失了方向。有些技术范围太窄，无法提供全面的覆盖，而另一些则带来了不切实际的开销，让用户宁愿冒险以维持性能预期。我们提出了 Mardu，一种按需的全系统重随机化技术，它改进了重随机化，并重新聚焦于同时拥抱防御技术的三个关键特性：安全性、性能和可扩展性。我们通过实现反应式且可扩展的多样化，而非持续或一次性的多样化，来实现代码共享与多样化；同时，利用硬件支持的可执行内存（XoM）和影子栈防止内存泄露；这种结合与赋能进一步最小化了所需的跟踪、修补成本和内存开销。Mardu 的评估显示，在计算密集型（SPEC 上为 5.5%）和实际应用（NGINX 上为 4.4%）中，其性能和可扩展性均具有较低的平均开销。通过这种设计，Mardu 证明了以实际成本实现强大且可扩展的安全保障是可能的，从而鼓励部署。
引用
@article{arxiv.1909.09294,
title = {Making Code Re-randomization Practical with MARDU},
author = {Christopher Jelesnianski and Jinwoo Yom and Changwoo Min and Yeongjin Jang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09294},
year = {2019}
}