嵌入式開發(fā)培訓(xùn)：固件安全性之防止內(nèi)存損壞

來源：m.universityresearchassociates.com 發(fā)布人：星星

2021-12-15 10:37:30|已瀏覽：318次

嵌入式軟件是物聯(lián)網(wǎng)的核心，盡管嵌入式應(yīng)用程序安全通常不被認為是嵌入式開發(fā)人員和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制造商的優(yōu)先事項，這可能是由于缺乏安全編碼知識或團隊代碼庫之外的其他挑戰(zhàn)造成的。開發(fā)人員面臨的其他挑戰(zhàn)可能包括但不限于原始設(shè)計制造商(ODM)供應(yīng)鏈、有限內(nèi)存、小堆棧，以及將固件更新安全推送到端點的挑戰(zhàn)。
防止內(nèi)存損壞漏洞
在使用低級語言(如C)時，如果開發(fā)人員沒有以編程方式正確檢查和驗證邊界，則很有可能出現(xiàn)內(nèi)存損壞錯誤。防止使用已知的危險函數(shù)和API有助于防止固件中的內(nèi)存損壞漏洞。例如，已知的、不安全的C函數(shù)的非詳盡列表包括：strcat、strcpy、sprintf、scanf和gets。

常見內(nèi)存損壞漏洞可能包括堆�；蚨岩绯�。攻擊這些特定內(nèi)存損壞漏洞時的影響因操作系統(tǒng)平臺而異。例如，商用RTOS平臺(如QNX Neutrino)將每個進程及其堆棧與文件系統(tǒng)隔離，從而最大限度地減少攻擊面。但是，對于常見的嵌入式Linux發(fā)行版，情況可能并非如此。在嵌入式開發(fā)中，嵌入式Linux中的緩沖區(qū)溢出可能導(dǎo)致攻擊者任意執(zhí)行惡意代碼和修改操作系統(tǒng)。

一些內(nèi)存安全控制方法可用于防止內(nèi)存損壞漏洞，例如：
使用安全的編譯器標志，例如-fPIE、-fstack-protector-all、-Wl、-z、noexecstack，-Wl、-z、noexecaspect和其他可能取決于特定編譯器版本的標志。首選包含內(nèi)存管理單元(MMU)的片上系統(tǒng)(SoC)和微控制器(MCU)。MMUs隔離線程和進程，以在內(nèi)存漏洞被利用時減少攻擊面。
首選包含內(nèi)存保護單元(MPU)的片上系統(tǒng)(SoC)和微控制器(MCU)。MPUs強制執(zhí)行內(nèi)存和獨立進程的訪問規(guī)則，以及強制執(zhí)行特權(quán)規(guī)則。如果沒有MMU或MPU可用，則使用已知位監(jiān)控堆棧，通過確定堆棧中有多少不再包含已知位來監(jiān)控堆棧的消耗量。使用后，請注意緩沖區(qū)和空閑緩沖區(qū)中放置的內(nèi)容。

利用地址空間布局隨機化(ASLR)和其他堆棧控件的內(nèi)存漏洞進行攻擊需要攻擊者付出大量努力。盡管如此，在某些情況下仍然是可能的。確保代碼具有彈性，并對存儲在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)采用深入防御的方法，這將有助于嵌入式開發(fā)設(shè)備的安全態(tài)勢。

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