A Method for Analyzing Code-Reuse Attacks

Vishnyakov, Alexey; Нурмухаметов, А. Р.; Kurmangaleev, Shamil; Gaisaryan, S. S.

doi:10.1134/s0361768819080061

Cited by 4 publications

(6 citation statements)

References 10 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Hereafter, we perform gadget classification, i.e., we determine semantics for every found gadget. Single gadget can sat- [42].…”

Section: Gadget Catalogingmentioning

confidence: 99%

“…For the exact classification, formal verification must be performed [22]. We partially mitigate it by adding specific input data for corner cases [42] A. Gadget Preprocessing Gadget catalog does not represent gadgets that load multiple values from the stack to registers at once, e.g., pop rax ; pop rbx ; pop rdi ; ret 1 . We derive these semantics by combining several gadgets from the catalog.…”

Section: Gadget Catalogingmentioning

confidence: 99%

“…We search ROP and JOP gadgets and classify them by parameterized types [42] via instruction concrete interpretation. Classified gadgets constitute a gadget catalog that is processed by filtering and prioritizing.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

MAJORCA: Multi-Architecture JOP and ROP Chain Assembler

Nurmukhametov,

Vishnyakov,

Logunova

et al. 2021

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

Nowadays, exploits often rely on a code-reuse approach. Short pieces of code called gadgets are chained together to execute some payload. Code-reuse attacks can exploit vulnerabilities in the presence of operating system protection that prohibits data memory execution. The ROP chain construction task is the code generation for the virtual machine defined by an exploited executable. It is crucial to understand how powerful ROP attacks can be. Such knowledge can be used to improve software security. We implement MAJORCA that generates ROP and JOP payloads in an architecture agnostic manner and thoroughly consider restricted symbols such as null bytes that terminate data copying via strcpy. The paper covers the whole code-reuse payloads construction pipeline: cataloging gadgets, chaining them in DAG, scheduling, linearizing to the ready-torun payload. MAJORCA automatically generates both ROP and JOP payloads for x86 and MIPS. MAJORCA constructs payloads respecting restricted symbols both in gadget addresses and data. We evaluate MAJORCA performance and accuracy with ropbenchmark and compare it with open-source compilers. We show that MAJORCA outperforms open-source tools. We propose a ROP chaining metric and use it to estimate the probabilities of successful ROP chaining for different operating systems with MAJORCA as well as other ROP compilers to show that ROP chaining is still feasible. This metric can estimate the efficiency of OS defences.

show abstract

“…Hereafter, we perform gadget classification, i.e., we determine semantics for every found gadget. Single gadget can sat- [42].…”

Section: Gadget Catalogingmentioning

confidence: 99%

Section: Gadget Catalogingmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

MAJORCA: Multi-Architecture JOP and ROP Chain Assembler

Nurmukhametov,

Vishnyakov,

Logunova

et al. 2021

Preprint

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…In turn, the ROP chain calls the VirtualProtect function to make the stack executable, and transfer control to the regular shellcode located up the stack. A detailed description of this method and the Figure can be found in [60].…”

Section: Canary Bypassmentioning

confidence: 99%

“…In order to place a ROP chain on stack, it is convenient to introduce the concept of a gadget frame [60] similar to the x86 stack frame. A chain of gadgets is assembled from the frames.…”

Section: Gadget Framementioning

confidence: 99%

Survey of methods for automated code-reuse exploit generation.

Вишняков¹,

Нурмухаметов²

2019

Proceedings of ISP RAS

View full text Add to dashboard Cite

Аннотация. В работе приводится обзор существующих методов и инструментов автоматизированной генерации эксплойтов повторного использования кода. Такие эксплойты используют код, уже содержащийся в уязвимом приложении. Подход повторного использования кода (например, возвратно-ориентированное программирование) позволяет эксплуатировать уязвимости программного обеспечения при наличии защитного механизма операционной системы, который запрещает исполнение кода страниц памяти, помеченных в качестве данных. В статье дается определение базовых понятий таких, как гаджет, фрейм гаджета, каталог гаджетов. Кроме того, показывается, что гаджет по своей сути является инструкцией, а их набор задает некоторую виртуальную машину. Задача создания эксплойта сводится к задаче генерации кода для такой виртуальной машины. Набор команд виртуальной машины задается исполняемым кодом конкретной программы. В работе приводится обзор методов поиска гаджетов и определения их семантики (формирования каталога гаджетов). Они позволяют получить набор команд виртуальной машины. Если набор гаджетов в каталоге полон по Тьюрингу, то гаджеты из каталога можно использовать в качестве набора команд целевой архитектуры компилятора. Однако в каталоге гаджетов для конкретного приложения могут отсутствовать некоторые инструкции, поэтому в литературе было предложено несколько способов для замены отсутствующих инструкций несколькими гаджетами. Связывание гаджетов в цепочки может происходить как поиском гаджетов по шаблонам, задаваемым регулярными выражениями, так и с учетом семантики гаджета. Более того, существуют подходы конструирования ROP цепочек с использованием генетических алгоритмов, а также методы с использованием SMT-решателей. В статье проводится сравнение инструментов с открытым исходным кодом. Мы предлагаем тестовую систему rop-benchmark, с помощью которой была проведена экспериментальная проверка работоспособности генерируемых инструментами цепочек на специально сформированном наборе тестов.

show abstract