前言
我們在前文《APP漏洞掃描器之本地拒絕服務(wù)檢測詳解》了解到阿里聚安全漏洞掃描器有一項靜態(tài)分析加動態(tài)模糊測試的方法來檢測的功能，并詳細(xì)的介紹了它在針對本地拒絕服務(wù)的檢測方法。
同時，阿里聚漏洞掃描器有一個檢測項叫未使用地址空間隨機化技術(shù), 該檢測項會分析APP中包含的ELF文件判斷它們是否使用了該項技術(shù)。如果APP中存在該項漏洞則會降低緩沖區(qū)溢出攻擊的門檻。
本文主要介紹該項技術(shù)的原理和掃描器的檢測方法。由于PIE的實現(xiàn)細(xì)節(jié)較復(fù)雜，本文只是介紹了大致的原理。想深入了解細(xì)節(jié)的同學(xué)可以參看潘愛民老師的書籍《程序員的自我修養(yǎng)》。
PIE是什么
PIE(position-independent executable)是一種生成地址無關(guān)可執(zhí)行程序的技術(shù)。如果編譯器在生成可執(zhí)行程序的過程中使用了PIE，那么當(dāng)可執(zhí)行程序被加載到內(nèi)存中時其加載地址存在不可預(yù)知性。
PIE還有個孿生兄弟PIC(position-independent code)。其作用和PIE相同，都是使被編譯后的程序能夠隨機的加載到某個內(nèi)存地址。區(qū)別在于PIC是在生成動態(tài)鏈接庫時使用(Linux中的so)，PIE是在生成可執(zhí)行文件時使用。
PIE的作用
安全性
PIE可以提高緩沖區(qū)溢出攻擊的門檻。它屬于ASLR(Address space layout randomization)的一部分。ASLR要求執(zhí)行程序被加載到內(nèi)存時，它其中的任意部分都是隨機的。包括
Stack, Heap ,Libs and mmap, Executable, Linker, VDSO。通過PIE我們能夠?qū)崿F(xiàn)Executable 內(nèi)存隨機化
節(jié)約內(nèi)存使用空間
除了安全性，地址無關(guān)代碼還有一個重要的作用是提高內(nèi)存使用效率。
一個共享庫可以同時被多個進(jìn)程裝載，如果不是地址無關(guān)代碼(代碼段中存在絕對地址引用)，每個進(jìn)程必須結(jié)合其自生的內(nèi)存地址調(diào)用動態(tài)鏈接庫。導(dǎo)致不得不將共享庫整體拷貝到進(jìn)程中。如果系統(tǒng)中有100個進(jìn)程調(diào)用這個庫，就會有100份該庫的拷貝在內(nèi)存中，這會照成極大的空間浪費。
相反如果被加載的共享庫是地址無關(guān)代碼，100個進(jìn)程調(diào)用該庫，則該庫只需要在內(nèi)存中加載一次。這是因為PIE將共享庫中代碼段須要變換的內(nèi)容分離到數(shù)據(jù)段。使得代碼段加載到內(nèi)存時能做到地址無關(guān)。多個進(jìn)程調(diào)用共享庫時只需要在自己的進(jìn)程中加載共享庫的數(shù)據(jù)段，而代碼段則可以共享。
PIE工作原理簡介
我們先從實際的例子出發(fā)，觀察PIE和NO-PIE在可執(zhí)行程序表現(xiàn)形式上的區(qū)別。管中窺豹探索地址無關(guān)代碼的實現(xiàn)原理。
