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基于elf文件的漏洞防御技术研究与实现

基于ELF文件的漏洞防御技术研究与实现

作者：郁丛祥北京邮电大学

学位级别：硕士

随着21世纪信息技术的发展,互联网带来的信息革命已经深入各行各业,大大促进了经济,文化,社会等各个方面的快速发展。互联网中的浩如烟海的程序代码是由一位位辛劳的程序员而写,不可避免地会出现漏洞。到如今,软件漏洞已经存在了至少30... 详细信息

随着21世纪信息技术的发展,互联网带来的信息革命已经深入各行各业,大大促进了经济,文化,社会等各个方面的快速发展。互联网中的浩如烟海的程序代码是由一位位辛劳的程序员而写,不可避免地会出现漏洞。到如今,软件漏洞已经存在了至少30多年,每一次漏洞的爆发都会给社会带来巨大的经济损失。Linux是现代互联网发展的基石,软件漏洞的攻击与防御技术在过去几十年中螺旋发展,防御者提出了各种各样的防御技术。时至今日,攻击者依然能够通过组合多个漏洞来绕过层层防御机制,最终控制目标系统。本文通过深入研究Linux平台上用户态软件的漏洞类型、已有的防御机制、漏洞防御的绕过技术和现代软件漏洞的利用方法,进一步归纳漏洞利用的本质特征。在此基础上,深入研究可执行程序elf文件的文件格式和运行原理,分别从静态的elf文件本身和elf动态执行这两个角度出发,提出了一套漏洞防御技术来限制攻击者的漏洞利用。首先,提出了针对elf可执行空间Segment的通用扩展技术。在elf文件执行前,在其中插入保护代码并执行,大大减小程序攻击面。其次,提出了 Backtrace Canary的漏洞缓解机制。在elf文件执行时,通过校验函数的Backtrace Canary来判断函数调用的合法性,大大限制了攻击者的漏洞利用过程。基于上述两点,本文设计并实现了一套漏洞防御系统,包括静态漏洞防御子系统和动态漏洞防御子系统。实验结果表明该漏洞防御系统具备非常好的实用价值,可以有效防御攻击者通过软件漏洞来获取Linux操作系统的控制权。

关键词：漏洞防御 elf文件 Segment扩展技术 Backtrace-Canary

基于深度强化学习的恶意elf文件检测对抗方法

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网络与信息安全学报 2024年第5期10卷 152-162页

作者：孙贺张博成耿嘉炫吴迪王俊峰方智阳试验物理与计算数学重点实验室北京100094 四川大学网络空间安全学院四川成都610207 四川大学计算机学院四川成都610065

近年来,基于深度学习的恶意可执行与可链接格式(executable and linkable format,elf)文件检测研究取得了显著进展。同时,关于模型对抗性攻击的研究也得到了广泛关注,攻击者可以通过生成对抗样本误导神经网络,使恶意软件被错误归类为良... 详细信息

近年来,基于深度学习的恶意可执行与可链接格式(executable and linkable format,elf)文件检测研究取得了显著进展。同时,关于模型对抗性攻击的研究也得到了广泛关注,攻击者可以通过生成对抗样本误导神经网络,使恶意软件被错误归类为良性软件,从而逃逸检测。尽管已有多种生成对抗样本的方法被提出,但它们通常不适合对elf文件进行修改,或缺乏在不同检测模型之间迁移的能力。为克服现有方法的局限性,提出了一种基于深度强化学习的恶意elf文件检测对抗方法,该方法通过构造目标检测模型的最优扰动字节序列,能够在保留elf文件原有功能的前提下生成对抗样本,而无须依赖目标模型的内部实现细节。实验结果表明,该方法生成的对抗样本针对目标检测模型的逃逸成功率达到76.80%,并能通过对抗训练提升目标检测模型的鲁棒性。

关键词：深度强化学习恶意软件检测对抗样本 elf文件

Winux病毒感染Linux下elf文件的分析

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电脑编程技巧与维护 2004年第2期 86-88页

作者：王晔郭玉东吴杰英

Einux操作系统越来越广泛的应用,针对它的病毒也越来越多。大部分病毒都是感染elf文件的。本文主要深入分析了Linux操作系统下Winux病毒源代码感染elf文件的机制。

关键词： Winux病毒计算机病毒 Linux 操作系统 elf文件病毒源代码

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一种基于重排的elf文件水印方案

一种基于重排的ELF文件水印方案

2012年全国网络与数字内容安全学术年会

作者：汤礼袁开国伍淳华北京邮电大学信息安全中心

通过分析Linux平台下标准的可执行文件格式elf,提出一种针对elf文件的基于重排的软件水印方案。该方案通过重排elf文件的无序的动态符号表实现信息的隐藏,具有较高的隐蔽性和鲁棒性。该方案使用水印分解技术,将大水印分解为多个片段,有... 详细信息

通过分析Linux平台下标准的可执行文件格式elf,提出一种针对elf文件的基于重排的软件水印方案。该方案通过重排elf文件的无序的动态符号表实现信息的隐藏,具有较高的隐蔽性和鲁棒性。该方案使用水印分解技术,将大水印分解为多个片段,有较高的水印的嵌入和提取效率,是一种可行的软件水印方案。

关键词： elf文件动态符号表重排软件水印

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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从elf文件结构看静态数组的构建

电脑知识与技术 2015年第5X期11卷 198-201 205,205页

作者：石峰范晓琴 63767部队 68036部队

在使用C++语言开发实时软件过程中,一般会使用静态数组在多个线程中共享数据。elf文件是目前流行的Linux/Unix系统可执行文件的存储格式。使用C++语言开发的软件经过编译、链接以后会形成符合elf文件格式的可执行文件存储在系统中。因此... 详细信息

在使用C++语言开发实时软件过程中,一般会使用静态数组在多个线程中共享数据。elf文件是目前流行的Linux/Unix系统可执行文件的存储格式。使用C++语言开发的软件经过编译、链接以后会形成符合elf文件格式的可执行文件存储在系统中。因此,研究elf文件的结构可以清晰地呈现静态数组的构建原理。该文利用反汇编等手段分析几段C++代码,从编译和链接的角度研究了静态数组定义及运用过程,得到了关于静态数组构建的三条结论,并指出了在使用静态数组开发软件时需要注意的问题。

关键词： elf文件静态数组

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Linux系统下的elf文件分析

电脑知识与技术 2006年第9期1卷 111-113页

作者：朱裕禄同济大学软件学院上海201804

随着linux系统的发展，elf了十分重要的可执行文件格式。本文介绍了elf文件的格式，并在此基础上分析出elf文件的特性。

关键词： elf文件平台相关 PIC

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静态二进制翻译中动态地址解析恢复技术研究

计算机工程与应用 2008年第22期44卷 59-61,67页

作者：丁松阳赵荣彩崔平非解放军信息工程学院计算机科学与技术系

静态二进制翻译的入口点通常为main函数,所以main函数执行之前的动态地址解析部分就无法在目标机上恢复。通过分析基于elf文件的动态地址解析机制,提出了在目标代码中插入代码模拟动态地址解析的方法来解决该问题。该方法已在静态二进... 详细信息

静态二进制翻译的入口点通常为main函数,所以main函数执行之前的动态地址解析部分就无法在目标机上恢复。通过分析基于elf文件的动态地址解析机制,提出了在目标代码中插入代码模拟动态地址解析的方法来解决该问题。该方法已在静态二进制翻译项目中实现,测试结果表明该方法是有效的。

关键词：静态二进制翻译 elf文件动态地址解析

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Linux下函数栈大小的自动计算技术

计算机工程 2011年第S1期37卷 338-340页

作者：肖谦李中升漆锋滨江南计算技术研究所第一处江苏无锡214083

一个可执行程序在实际运行中可能包含复杂的函数调用和跳转,而这些函数又会使用不同大小的栈空间来保存一些临时变量。随着函数调用深度的增加,实际所占用的栈空间会越来越大且不可预测,可能造成栈空间溢出的情况发生。针对上述问题,提... 详细信息

一个可执行程序在实际运行中可能包含复杂的函数调用和跳转,而这些函数又会使用不同大小的栈空间来保存一些临时变量。随着函数调用深度的增加,实际所占用的栈空间会越来越大且不可预测,可能造成栈空间溢出的情况发生。针对上述问题,提出自动计算函数调用关系及实际使用栈空间大小的技术,采用静态分析的方法收集elf文件中的函数及指令信息,实验结果证明,该技术具有较好的实用性。

关键词：栈空间 elf文件静态分析函数调用编译优化工具

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TinyOS远程动态代码更新方法

仪表技术与传感器 2013年第1期 19-22页

作者：何伟贤刘建明李宏周彭智勇桂林电子科技大学计算机科学与工程学院广西桂林541004

TinyOS作为无线传感器网络的主流操作系统,目前仍局限于静态链接的全镜像替换代码更新。针对这一局限性,扩展设计了TinyOS,实现了TinyOS模块化、透明化远程动态代码更新。改进了TinyOS主机端的编译过程,保持了编译过程中TinyOS的模块性... 详细信息

TinyOS作为无线传感器网络的主流操作系统,目前仍局限于静态链接的全镜像替换代码更新。针对这一局限性,扩展设计了TinyOS,实现了TinyOS模块化、透明化远程动态代码更新。改进了TinyOS主机端的编译过程,保持了编译过程中TinyOS的模块性;设计了一个节点端的小型管理器,利用该小型管理器动态链接、加载接收到的elf文件并将其融合到应用程序中。实验评估表明,该方法在能量消耗和内存开销方面都具有一定的优越性。

关键词：无线传感器网络 TinyOS 远程动态代码更新 elf文件