随机性的幻象：地址空间布局随机化实现的经验分析

地址空间布局随机化（ASLR）是现代操作系统采用的一种关键防御机制，通过随机化进程的内存布局来缓解漏洞利用。然而，严酷的现实是，ASLR 的实际实现并不完美，且存在攻击者可利用的弱点。本研究通过检查跨不同进程、线程和系统重启的内存对象放置的可变性，评估了 ASLR 在主流桌面平台（包括 Linux、MacOS 和 Windows）上的有效性。具体而言，我们收集了内存对象位置的样本，进行统计分析以衡量这些放置的随机性，并检查内存布局以发现可能降低随机性的对象间模式。结果表明，虽然某些系统（如 Linux 发行版）提供了稳健的随机化，但其他系统（如 Windows 和 MacOS）通常未能充分随机化关键区域（如可执行代码和库）。此外，我们发现 Linux 5.18 版本之后库的熵显著降低，并识别出攻击者可利用来显著降低利用复杂性的相关路径。最终，我们根据严重性对已识别的弱点进行排序，并通过概念验证攻击验证了我们的熵估计。简而言之，本文首次全面评估了不同操作系统上 ASLR 的有效性，并强调了操作系统（OS）供应商加强 ASLR 实现的机会。