垂悬指针检测与防御方法

• 作者: 刘杨 司徒凌云 李宣东 王林章 王豫 赵建华 陈碧欢 马可欣 高凤娟
• 来源期刊: 软件学报
• 学科: 工学
• 关键词: 垂悬指针 程序转换 程序漏洞 静态分析
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 信息物理系统软件设计自动化专题
• 页码范围: 1600-1618
• 页数: 19页
• 分类号: TP311
• 字数: 14923字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13328/j.cnki.jos.005994

摘要

随着技术的发展,信息物理融合系统(cyber-physical system,简称CPS)在生活中扮演着越来越重要的角色,例如电力系统、铁路系统.如果CPS遭到攻击,将对现实世界的正常运转造成巨大影响,甚至威胁生命安全.垂悬指针是指向的区域被释放后未被置为空的指针,它是一种会导致攻击的软件缺陷.由垂悬指针导致的use-after-free和double-free漏洞能够执行任意恶意代码.迄今为止,只有少量工作针对垂悬指针进行检测、防御.其中多数都会导致过高的额外运行时开销.提出DangDone用于检测和防御垂悬指针.首先,通过静态分析检测潜在垂悬指针;然后,基于检测到的垂悬指针信息和一系列预定义的指针变换规则,依据指针传播信息变换指针,使得指针及其别名都指向同一个新引入的指针.基于该方法,实现了DangDone的原型工具.基于11个开源项目和SPEC CPU benchmark的实验结果表明:DangDone的静态分析部分只有33％的误报率,指针变换部分只引入了1％左右的额外开销.同时,DangDone成功防护了11个开源项目中的use-after-free和double-free漏洞.实验结果体现了DangDone的高效率及有效性.