한국인터넷정보학회 논문지
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| 한글제목(Korean Title) |
CFI(Control Flow Integrity) 적용을 통한 GOT(Global Offset Table) 변조 공격 방지 방안 연구 |
| 영문제목(English Title) |
CFI Approach to Defend against GOT Overwrite Attacks |
| 저자(Author) |
정승훈
황재준
권혁진
신동규
Seunghoon Jeong
Jaejoon Hwang
Hyukjin Kwon
Dongkyoo Shin
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| 원문수록처(Citation) |
VOL 21 NO. 01 PP. 0179 ~ 0190 (2020. 02) |
한글내용
(Korean Abstract) |
유닉스 계열 시스템 환경에서 GOT 변조(GOT overwrite) 공격은 소프트웨어 권한 탈취를 위한 전통적인 제어흐름 탈취 기법 중 하나이다. 그 동안 GOT 변조를 방어하기 위한 몇 가지 기법들이 제안되었는데, 그 중 프로그램 로딩 단계에서 GOT 영역을 읽기전용 속성으로 메모리 배치하여 실행 시간에 GOT 변조를 원천적으로 차단하는 Full Relro(Relocation Read only) 기법이 가장 효과적인 방어 기법으로 알려져 왔다. 하지만, Full Relro 기법은 로딩 시간의 지연을 가져와 시작 성능에 민감한 프로그램의 적용에는 제약이 있고, 라이브러리에 적용시 의존 라이브러리에 의한 연쇄적인 로딩 지연 문제 등으로 라이브러리에는 현재 적용되지 않고 있다. 또한, LLVM을 포함한 다수의 컴파일러들은 Full Relro 기법을 기본 적용하지 않아 실행환경의 프로그램은 GOT 공격에 여전히 취약하다. 이 논문에서는 현재 코드 재사용 공격 방어를 위해 가장 적합한 기법으로 인식되고 있는 CFI(Control Flow Integrity) 기법을 사용한 GOT 보호 장치를 제안한다. LLVM을 기반으로 본 기법을 구현하고 binutils-gdb 프로그램 그룹에 적용해 보안성, 성능, 호환성 등을 평가하였다. 본 CFI 기반 GOT 보호 장치는 우회하기 어렵고, 빠르며 기존 라이브러리 프로그램과도 호환되어 적용가능성이 높다.
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영문내용
(English Abstract) |
In the Unix-like system environment, the GOT overwrite attack is one of the traditional control flow hijacking techniques for exploiting software privileges. Several techniques have been proposed to defend against the GOT overwrite attack, and among them, the Full Relro(Relocation Read only) technique, which blocks GOT overwrites at runtime by arranging the GOT section as read-only in the program startup, has been known as the most effective defense technique. However, it entails loading delay, which limits its application to a program sensitive to startup performance, and it is not currently applied to the library due to problems including a chain loading delay problem caused by nested library dependency. Also, many compilers, including LLVM, do not apply the Full Relro technique by default, so runtime programs are still vulnerable to GOT attacks. In this paper, we propose a GOT protection scheme using the Control Flow Integrity(CFI) technique, which is currently recognized as the most suitable technique for defense against code reuse attacks. We implemented this scheme based on LLVM and applied it to the binutils-gdb program group to evaluate security, performance and compatibility. The GOT protection scheme with CFI is difficult to bypass, fast, and compatible with existing library programs.
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| 키워드(Keyword) |
보안
제어흐름 무결성
링킹과 로딩
control flow integrity
GOT/PLT
linking and loading
security
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