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바이너리 정적 분석 기반 Out-of-Bounds Read 취약점 유형 탐지 연구
유동민(Dong-Min Yoo),김문회(Wen-Hui Jin),오희국(Heekuck Oh) 한국정보보호학회 2021 정보보호학회논문지 Vol.31 No.4
프로그램에서 취약점이 발생하면 그에 대한 정보가 문서화되어 공개된다. 그러나 일부 취약점의 경우 발생한 원인과 그 소스코드를 공개하지 않는다. 이러한 정보가 없는 상황에서 취약점을 찾기 위해서는 바이너리 수준에서 코드를 분석해야 한다. 본 논문에서는 Out-of-bounds Read 취약점 유형을 바이너리 수준에서 찾는 것을 목표로 한다. 바이너리에서 취약점을 탐지하는 기존의 연구는 주로 동적 분석을 이용한 도구로 발표되었다. 동적 분석의 경우 프로그램 실행 정보를 바탕으로 취약점을 정확하게 탐지할 수 있지만, 모든 실행 경로를 탐지하지 못할 가능성이 있다. 모든 프로그램 경로를 분석하기 위해서는 정적 분석을 사용해야 한다. 기존의 정적 도구의 경우 소스코드 기반의 도구들이며, 바이너리에 수준의 정적 도구는 찾기 어렵다. 본 논문에서는 바이너리 정적 분석을 통해 취약점을 탐지하며, 메모리 구조를 모델링하는 방법으로 Heap, Stack, Global 영역의 취약점을 탐지한다. 실험 결과 기존의 탐지도구인 BAP_toolkit과 비교하였을 때 탐지 정확도 및 분석 시간에서 의미 있는 결과를 얻었다. When a vulnerability occurs in a program, it is documented and published through CVE. However, some vulnerabilities do not disclose the details of the vulnerability and in many cases the source code is not published. In the absence of such information, in order to find a vulnerability, you must find the vulnerability at the binary level. This paper aims to find out-of-bounds read vulnerability that occur very frequently among vulnerability. In this paper, we design a memory area using memory access information appearing in binary code. Out-of-bounds Read vulnerability is detected through the designed memory structure. The proposed tool showed better in code coverage and detection efficiency than the existing tools.
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바이너리 분석을 통한 UNIX 커널 기반 File System의 TOCTOU Race Condition 탐지
이석원(SeokWon Lee),김문회(Wen-Hui Jin),오희국(Heekuck Oh) 한국정보보호학회 2021 정보보호학회논문지 Vol.31 No.4
Race Condition은 둘 이상의 프로세스가 하나의 공통 자원에 대해 입력이나 조작이 동시에 일어나 의도치 않은 결과를 가져오는 취약점이다. 해당 취약점은 서비스 거부 또는 권한 상승과 같은 문제를 초래할 수 있다. 소프트웨어에서 취약점이 발생하면 관련된 정보를 문서화하지만 종종 취약점의 발생 원인을 밝히지 않거나 소스코드를 공개하지 않는 경우가 있다. 이런 경우, 취약점을 탐지하기 위해서는 바이너리 레벨에서의 분석이 필요하다. 본 논문은 UNIX 커널 기반 File System의 Time-Of-Check Time-Of-Use (TOCTOU) Race Condition 취약점을 바이너리 레벨에서 탐지하는 것을 목표로 한다. 지금까지 해당 취약점에 대해 정적/동적 분석 기법의 다양한 탐지 기법이 연구되었다. 기존의 정적 분석을 이용한 취약점 탐지 도구는 소스코드의 분석을 통해 탐지하며, 바이너리 레벨에서 수행한 연구는 현재 거의 전무하다. 본 논문은 바이너리 정적 분석 도구인 Binary Analysis Platform (BAP)를 통해 Control Flow Graph, Call Graph 기반의 File System의 TOCTOU Race Condition 탐지 방법을 제안한다. Race Condition is a vulnerability in which two or more processes input or manipulate a common resource at the same time, resulting in unintended results. This vulnerability can lead to problems such as denial of service, elevation of privilege. When a vulnerability occurs in software, the relevant information is documented, but often the cause of the vulnerability or the source code is not disclosed. In this case, analysis at the binary level is necessary to detect the vulnerability. This paper aims to detect the Time-Of-Check Time-Of-Use (TOCTOU) Race Condition vulnerability of UNIX kernel-based File System at the binary level. So far, various detection techniques of static/dynamic analysis techniques have been studied for the vulnerability. Existing vulnerability detection tools using static analysis detect through source code analysis, and there are currently few studies conducted at the binary level. In this paper, we propose a method for detecting TOCTOU Race Condition in File System based on Control Flow Graph and Call Graph through Binary Analysis Platform (BAP), a binary static analysis tool.
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