性能代价：基于内核对象伪装攻击的ThreadX破解
密码学与安全
2025-04-29 v1
摘要
基于微控制器的物联网(IoT)设备常使用嵌入式实时操作系统(RTOS)。这些嵌入式RTOS的漏洞可能导致这些IoT设备被攻破。尽管安全防护具有重要意义，但缺乏标准化的安全准则导致RTOS实现中存在各种水平的安全风险。我们的初始分析揭示，流行的RTOS如FreeRTOS缺乏essential安全防护。虽然Zephyr OS和ThreadX设计并实现了essential安全防护，但我们更深入的检查发现了它们在系统调用参数消除方面的显著差异。我们识别出ThreadX中一种性能优化做法引入了安全漏洞，允许绕过参数消除过程。利用这一洞察，我们引入一种新型攻击，称为内核对象伪装(KOM)攻击(因为攻击者需要通过精心选取的系统调用来操控一个或多个内核对象来发动攻击)，表明攻击者如何利用这些漏洞来访问内核对象中可能导致未授权数据操纵、特权提升或系统被攻破的敏感字段。我们引入一种自动化方法，涉及受限符号执行，以识别KOM攻击并理解其影响。实验结果表明，KOM攻击在ThreadX支持的平台上是可行的。我们将我们的发现向厂商报告，厂商确认了这些漏洞，Amazon和Microsoft在其网站上承认了我们的贡献。
引用
@article{arxiv.2504.19486,
title = {The Cost of Performance: Breaking ThreadX with Kernel Object Masquerading Attacks},
author = {Xinhui Shao and Zhen Ling and Yue Zhang and Huaiyu Yan and Yumeng Wei and Lan Luo and Zixia Liu and Junzhou Luo and Xinwen Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19486},
year = {2025}
}