Finding the needle in the heap : combining binary analysis techniques to trigger use-after-free
Josselin Feist · 2017
Analyses de code binaire pour la détection et le déclenchement de use-after-free La sécurité des systèmes est devenue un élément majeur du développement logicielle, pour les éditeurs, les utilisateurs et les agences gouvernementales. Un problème récurrent est la détection de vulnérabilités, qui consiste à détecter les bugs qui pourraient permettre à un attaquant de gagner des privilèges non prévues, comme la lecture ou l’écriture de donnée sensible, voir même l’exécution de code non autorisé. Cette thèse propose une approche pratique pour la détection d’une vulnérabilité particulière : le use-after-free, qui apparaît quand un élément du tas est utilisé après avoir été libéré. Cette vulnérabilité a été utilisé dans de nombreux exploits, et est, de par sa nature, difficile à détecter. Les problèmes récurrents pour sa détection sont, par exemple, le fait que les éléments déclenchant la vulnérabilité peuvent être répartis à de grande distance dans le code, le besoin de raisonner sur l’allocateur mémoire, ou bien la manipulation de pointeurs. L’approche proposé consiste en deux étapes. Premièrement, une analyse statique, basée sur une analyse légère, mais non sûre, appelé GUEB, permet de traquer les accès mémoire ainsi que l’état des éléments du tas (alloué / libéré / utilisé) . Cette analyse mène à un slice de programme contenant de potentiel use-after-free. La seconde étape vient alors confirmer ou non la présence de vulnérabilité dans ces slices, et est basée sur un moteur d'exécution symbolique guidé, développé dans la plateforme Binsec. Ce moteur permet de générer des entrées du programme réel déclenchant un use-after-free. Cette combinaison s’est montré performante en pratique et a permis de détecter plusieurs use-after-free qui étaient précédemment inconnu dans plusieurs codes réels. L’implémentation des outils est disponible en open-source et fonctionne sur du code x86.