Behandlung von Memory Safetysproblemen in Sprachen wie C/C++ und Schutz Ihrer Systeme.
Bei der Softwareentwicklung und -sicherheit ist das Verständnis von Risiken und Strategien zur Risikominderung von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei speicherunsicheren Sprachen wie C/C++. Diese Sprachen bieten leistungsstarke Funktionen, stellen jedoch erhebliche Herausforderungen an die Speicherverwaltung, die zu Vulnerabilities führen können.
Im Folgendenerfahren Sie, wo das Problem auftritt und wie es ausgenutzt wird.
70%
der schwerwiegenden Vulnerabilities in großen Technologieunternehmen werden durch Probleme mit der Memory Safety verursacht.
~80%
der Embedded Systems werden im nächsten Jahrzehnt weiterhin auf speicherunsichere Sprachen wie C/C++ angewiesen sein.
C/C++ gelten als speicherunsichere Sprachen, vor allem weil sie auf eine manuelle Speicherverwaltung angewiesen sind, die eine häufige Quelle für Speicherbeschädigungen und Fehler ist.
Statische Code-Analyse-Tools suchen nach unsicheren Mustern, führen das Programm aber nicht aus, was zu Einschränkungen wie falsch positiven und falsch negativen Ergebnissen führt. Diese Tools übersehen oft komplexe oder domänenspezifische Fehler, da ihnen der Laufzeitkontext fehlt. In einer Studie wurde beispielsweise festgestellt, dass drei statische Analysatoren zusammen nur 4,5 % der Fehler identifizierten, was sowohl ihre Nützlichkeit als auch die beträchtliche Anzahl von Fehlern unterstreicht, die sie nicht erkennen.
Unit-Tests sind oft unzureichend, da sie Randfälle übersehen und selten eine vollständige Code- oder Wertebereichsabdeckung erreichen, was bedeutet, dass sie leicht Vulnerabilities übersehen können. Selbst mit umfassender Erfahrung können Entwickler aufgrund der begrenzten Testszenarien Probleme übersehen. In der Regel werden bei internen Tests 10-20 Fehler pro 1.000 Codezeilen aufgedeckt, bei freigegebenen Produkten sind es etwa 0,5 Fehler pro 1.000 Zeilen. Projekte mit funktionaler Sicherheitszertifizierung weisen bessere Ergebnisse auf. Die Fehlerquoten verdeutlichen die hohe Wahrscheinlichkeit von Speicherkorruptionsfehlern in größeren Codebasen, die oft den 7-stelligen Bereich an Codezeilen erreichen und überschreiten.
Speicherbeschädigungen sind ein kritisches Problem bei der Softwareentwicklung und betreffen sowohl den Anwendungscode als auch die Compiler, mit denen er erstellt wird. Compiler können zwar Vulnerabilities abschwächen, aber ihre Wirksamkeit variiert je nach Architektur und Tooling.
Dies gilt für einige der eingebetteten Standardbibliotheken. Standardmäßig verwendet der Stack-Protector einen festen Wert, was die Wirksamkeit des Schutzes deutlich verringert. Der Entwickler muss einen gewissen manuellen Aufwand betreiben, um den globalen Canary mit einem unvorhersehbaren Wert zu initialisieren. Dieser notwendige manuelle Schritt wird in der Dokumentation oder den Anwendungsmenüs kommerzieller Entwicklungswerkzeuge meist vernachlässigt. Emproof Nyx verwendet standardmäßig eine sichere Konfiguration und Initialisierung.
Emproof Nyx bietet im Vergleich zu anderen Lösungen eine ähnliche Leistung und einen ähnlichen Speicher-Overhead, da die intelligente Auswahl der wesentlichen Funktionen für den Schutz unnötigen Overhead reduziert. Darüber hinaus bietet Emproof Nyx die Möglichkeit, Exploit Mitigationmechanismen zu Geräten hinzuzufügen, bei denen eine integrierte Unterstützung fehlt.
Dynamische Analysewerkzeuge wie Clang Sanitizer, Valgrind und Fuzzing-Frameworks erkennen Speicherfehler durch die Ausführung von Binaries und liefern schnellere Ergebnisse als statische Analysen. Aufgrund ihrer geringeren Code- und Wertebereichsabdeckung können sie jedoch immer noch viele Fehler übersehen.
Zu den übersehenen Fehlern gehören solche, die unter seltenen oder nicht getesteten Bedingungen auftreten, komplexe Speicherbeschädigungen und logische Fehler, die beim Testen nicht auftreten. Für diese Probleme sind oft bestimmte Eingabesequenzen oder Umgebungsbedingungen erforderlich, die dynamische Analysewerkzeuge während ihres Testprozesses nicht nachbilden können.
Die dynamische Analyse kann aufgrund ihrer begrenzten Code- und Wertebereichsabdeckung sowie der praktischen Beschränkungen von Testzeit und -ressourcen nicht alle Fehler erkennen. Diese Tools laufen auf spezifischen Testfällen, und es ist unpraktisch, alle möglichen Ausführungspfade und Eingabekombinationen innerhalb eines angemessenen Zeitrahmens abzudecken, so dass einige Fehler unentdeckt bleiben.
Dynamische Analysewerkzeuge, darunter Clang Sanitizer, Valgrind und Fuzzing-Frameworks, werden zur Erkennung von Speicherfehlern und zur Aufzeichnung von Abstürzen durch direkte Ausführung der Binary verwendet. Diese Tools sind während der Entwicklung und der CI/CD-Prozesse unverzichtbar und bieten eine schnellere Alternative zur statischen Analyse, allerdings mit einigen Abstrichen.
In der Erkundungsphase sammeln die Angreifer so viele Informationen wie möglich über das Ziel, oft durch Reverse Engineering von Binaries mit Tools wie Ghidra, IDA Pro oder Binary Ninja. Dieser Prozess hilft bei der Identifizierung von Vulnerabilities durch verschiedene Methoden und Analysen.
Reverse-Engineering-Tools wie Ghidra, IDA Pro und Binary Ninja sind weithin zugänglich, wobei Ghidra Open-Source und frei verfügbar ist. Diese Tools sind zwar zugänglich, ihre effektive Nutzung erfordert jedoch ein hohes Maß an Fachwissen und Erfahrung im Reverse Engineering und im Verständnis von Binärcode.
Die Identifizierung von Vulnerabilities kann eine Herausforderung sein und ist unterschiedlich schwierig. Automatisierte Tools können oberflächliche Fehler schnell aufspüren, aber komplexe Vulnerabilities erfordern oft Methoden, die vom Menschen unterstützt werden, einschließlich detaillierter manueller Untersuchungen und fortgeschrittener Techniken wie Datenflussanalyse, Taint Tracking und Fuzz-Testing. Diese Kombination aus automatisierten und manuellen Methoden steigert die Effektivität der Fehlererkennung, erfordert aber auch viel Zeit und Fachwissen.
Weitere Informationen über Reverse-Engineering-Tools finden Sie hier.
Nach der Identifizierung von Vulnerabilities schreiben Angreifer einen auf diese Vulnerabilities zugeschnittenen Exploit-Code. Exploits können verschiedene Ziele verfolgen, z. B. das Ausführen unbefugter Aktionen, die Ausweitung von Privilegien, den Diebstahl von Daten oder die Verweigerung von Diensten.
Zu den gängigen Arten von Exploits gehören Pufferüberläufe, bei denen Speicher überschrieben wird, um das Programmverhalten zu verändern, ROP-Ketten, bei denen Codeschnipsel miteinander verknüpft werden, um Sicherheitsmechanismen zu umgehen, und Exploits zur Privilegienerweiterung, die unberechtigten Zugriff auf höherer Ebene ermöglichen. Diese Exploits können zu unbefugten Aktionen, Datendiebstahl und Dienstunterbrechungen führen.
Bei einem Buffer Overflow werden mehr Daten in einen Puffer geschrieben, als dieser aufnehmen kann, wodurch benachbarter Speicher überschrieben und der Ausführungsablauf eines Programms verändert werden kann. Dies ist ein kritisches Sicherheitsproblem, da es dazu verwendet werden kann, beliebigen Code auszuführen, die Rechte zu erweitern und die Systemintegrität zu beeinträchtigen, was Angreifern oft die vollständige Kontrolle über das betroffene System ermöglicht.
Emproof Nyx bietet modernsten Schutz vor Hacking-Versuchen und gewährleistet die Integrität und Sicherheit Embedded Systems. Unsere hochmoderne Technologie wurde entwickelt, um Geräte in verschiedenen Anwendungen zu schützen und sorgt für Sicherheit in einer Welt, in der sich Cyber-Bedrohungen ständig weiterentwickeln. Unsere Lösung ist ideal für:

Verhindert Hacking-Versuche für alle Embedded Systems
Schützt vor unbekannten Vulnerabilities und sorgt dafür, dass Ihr System sicher bleibt, noch bevor Patches verfügbar sind.
Schützt vor Malware-Angriffen, die häufig über ausgenutzte Vulnerabilities gestartet werden.
Robuste Sicherheitsmaßnahmen zur Abwehr ausgeklügelter und hartnäckiger Cyberangriffe, die sensible Daten und Abläufe schützen.

Von Arm Cortex-M bis RISC-V, x86 und darüber hinaus: Emproof Nyx lässt sich auf Binärebene integrieren - ohne Quellcode, ohne Redesign und ohne Unterbrechung.
Fast kein aktuelles Gerät, kein Compiler und kein Controller verfügt über diesen wichtigen Schutz vor Angriffen, der viele Angriffsvektoren und Fehlerklassen blockiert. Control Flow Integrity (CFI) verhindert böswillige Änderungen am beabsichtigten Ausführungsfluss eines Programms. CFI verhindert zwar nicht direkt die Ausnutzung von Bugs, aber es hindert Angreifer daran, Bugs zum Überschreiben von Funktionszeigern zu missbrauchen. Angreifer können den Kontrollfluss umleiten, indem sie Funktionszeiger korrumpieren und das Programm so umleiten, dass es bösartigen Code ausführt. Emproof Nyx analysiert automatisch anfällige Codesegmente und fügt Kontrollflussprüfungen ein.
Pufferüberläufe können zu böswilligen Überschreibungen von auf dem Stapel gespeicherten Registern führen, die es Angreifern ermöglichen, die Ausführung umzuleiten oder ROP-Ketten zu verwenden. Emproof Nyx fügt automatisch randomisierte Canaries in anfällige Funktionen ein und verhindert so das Überschreiben von Rücksprungadressen, ohne dabei auch den Canary zu überschreiben. Erkannte Pufferüberschreibungen lösen eine benutzerdefinierte Exploit-Reaktion aus (z. B. Endlosschleife, Reset). Konfigurationsprofile für Emproof Nyx können bestimmte Funktionen zum Schutz auf eine Whitelist oder Blacklist setzen.
Unsere funktionale Sicherheitskonforme und zuverlässige Lösung schützt Ihr eingebettetes System.
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