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[485] 2016-09-01_扒一扒浏览器的安全机制

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-16
2016-09-01_扒一扒浏览器的安全机制 扒 一 扒 浏 览 器 的 安 全 机 制 原 创   梅 孜   A r k T e a m   2 0 1 6 - 0 9 - 0 1 随 着 互 联 网 深 入 人 们 的 生 活 ， 浏 览 器 的 发 展 更 加 丰 富 多 彩 ， 其 种 类 多 样 ， 版 本 更 新 速 度 也 日 益 提 高 。 与 此 同 时 ， 浏 随 着 互 联 网 深 入 人 们 的 生 活 ， 浏 览 器 的 发 展 更 加 丰 富 多 彩 ， 其 种 类 多 样 ， 版 本 更 新 速 度 也 日 益 提 高 。 与 此 同 时 ， 浏 览 器 的 安 全 问 题 也 备 受 关 注 。 下 面 ， 我 们 就 扒 一 扒 主 流 浏 览 器 实 现 了 什 么 样 的 安 全 机 制 。 览 器 的 安 全 问 题 也 备 受 关 注 。 下 面 ， 我 们 就 扒 一 扒 主 流 浏 览 器 实 现 了 什 么 样 的 安 全 机 制 。 一 、 背 景 一 、 背 景               随 着 互 联 网 的 快 速 发 展 ， 种 类 繁 多 的 浏 览 器 也 变 得 越 来 越 复 杂 ， 它 们 不 仅 分 析 纯 文 本 和 H T M L ， 还 包 括 图 像 、 视 频 和 其 他 复 杂 的 协 议 和 文 件 格 式 等 。 这 些 极 大 地 丰 富 了 浏 览 器 的 功 能 ， 给 用 户 带 来 了 方 便 和 更 好 的 浏 览 体 验 ， 然 而 也 带 来 了 一 系 列 的 安 全 问 题 ， 各 种 各 样 的 安 全 漏 洞 层 出 不 穷 ， 成 为 了 黑 客 最 易 攻 击 的 对 象 之 一 。 为 此 ， 浏 览 器 厂 商 也 在 不 懈 努 力 ， 在 积 极 修 复 漏 洞 的 同 时 ， 也 在 浏 览 器 安 全 机 制 方 面 做 着 努 力 ， 本 文 将 展 示 和 对 比 主 流 浏 览 器 当 前 对 安 全 机 制 的 实 现 状 况 。 首 先 来 看 看 最 近 全 球 浏 览 器 的 市 场 份 额 ， 根 据 N e t   M a r k e t   S h a r e 的 统 计 数 据 ， 2 0 1 6 年 7 月 份 全 球 浏 览 器 的 市 场 份 额 如 下 图 所 示 ： C h r o m e 占 据 市 场 份 额 最 多 ， 占 5 0 . 9 5 % ， 其 次 是 占 2 9 . 6 0 % 的 I E ， 接 下 来 依 次 是 F i r e f o x 、 S a f a r i 和 E d g e ， 这 五 款 浏 览 器 占 据 了 全 球 9 8 . 2 7 % 的 市 场 份 额 ， 其 影 响 力 非 同 一 般 。 图 1     2 0 1 6 年 7 月 份 全 球 浏 览 器 市 场 份 额 分 布 图 二 、 浏 览 器 安 全 机 制 简 介 二 、 浏 览 器 安 全 机 制 简 介     近 来 ， 我 们 对 上 述 五 款 浏 览 器 的 安 全 机 制 做 了 初 步 的 探 究 ， 发 现 其 内 部 的 安 全 机 制 大 同 小 异 ， 下 面 就 其 主 要 的 安 全 机 制 做 一 下 简 单 介 绍 。 1 、 沙 箱 （ 、 沙 箱 （ S a n d b o x ） ） 沙 箱 是 一 种 隔 离 对 象 / 线 程 / 进 程 的 机 制 ， 控 制 浏 览 器 访 问 系 统 资 源 的 权 限 ， 从 而 达 到 保 护 用 户 的 系 统 不 被 网 页 上 的 恶 意 软 件 侵 入 、 保 护 用 户 系 统 的 输 入 事 件 ( 键 盘 / 鼠 标 ) 不 被 监 视 、 保 护 用 户 系 统 中 的 文 件 不 被 偷 取 等 目 的 。 最 初 的 浏 览 器 沙 箱 是 基 于 H o o k 实 现 的 ， 后 来 的 C h r o m e 沙 箱 是 利 用 操 作 系 统 提 供 的 一 些 安 全 机 制 实 现 的 。 2 、 地 址 空 间 布 局 随 机 化 （ 、 地 址 空 间 布 局 随 机 化 （ A S L R ） ） A S L R 是 一 项 缓 解 缓 冲 区 溢 出 问 题 的 安 全 技 术 。 其 原 理 是 将 进 程 运 行 所 需 的 系 统 核 心 组 件 和 对 象 在 内 存 中 的 分 布 随 机 化 。 为 了 防 止 攻 击 者 利 用 在 内 存 中 跳 转 到 特 定 地 址 的 函 数 ， A S L R 技 术 随 机 排 列 进 程 的 关 键 数 据 区 域 的 位 置 ， 包 括 可 执 行 的 部 分 、 堆 、 栈 及 共 享 库 的 位 置 。 3 、 、 J I T   H a r d e n i n g
J I T   H a r d e n i n g 是 防 止 对 J I T 引 擎 本 身 的 滥 用 的 机 制 。 J I T 引 擎 通 常 在 可 预 测 的 地 址 空 间 中 放 置 可 执 行 代 码 ， 这 无 疑 给 攻 击 者 提 供 了 可 乘 之 机 。 只 要 攻 击 者 计 算 出 可 执 行 代 码 放 置 的 地 址 ， 极 有 可 能 通 过 代 码 覆 盖 来 进 行 恶 意 活 动 。 因 此 ， 必 须 有 一 项 类 似 于 A S L R 的 技 术 来 保 护 J I T 引 擎 ， 即 J I T   H a r d i e n n g 。 J I T   H a r d e n i n g 常 用 技 术 包 括 ： 代 码 库 队 列 随 机 化 、 指 令 库 队 列 随 机 化 、 常 量 合 并 、 内 存 页 面 保 护 、 资 源 限 制 等 。 4 、 数 据 执 行 保 护 （ 、 数 据 执 行 保 护 （ D E P ） ） D E P 是 一 种 阻 止 数 据 页 执 行 代 码 的 机 制 。 将 数 据 所 在 内 存 页 标 识 为 不 可 执 行 ， 当 程 序 尝 试 在 数 据 页 面 上 执 行 指 令 时 会 抛 出 异 常 ， 而 不 是 去 执 行 恶 意 指 令 。 5 、 缓 冲 区 安 全 检 查 （ 、 缓 冲 区 安 全 检 查 （ / G S ） ） / G S 是 一 种 不 强 制 缓 冲 区 大 小 限 制 的 代 码 常 用 技 术 。 通 过 将 安 全 检 查 插 入 到 已 编 译 代 码 中 完 成 ， 检 测 某 些 改 写 返 回 地 址 的 缓 冲 区 溢 出 。 6 、 执 行 流 保 护 （ 、 执 行 流 保 护 （ C F G ） ） C F G 是 对 C F I （ 控 制 流 完 整 性 ） 的 一 个 实 用 性 实 现 ， 是 一 种 编 译 器 和 操 作 系 统 相 结 合 的 防 护 手 段 ， 目 的 在 于 防 止 不 可 信 的 间 接 调 用 。 对 基 于 虚 表 进 行 攻 击 的 利 用 手 段 可 以 有 效 防 御 。 7 、 附 加 组 件 签 名 机 制 、 附 加 组 件 签 名 机 制 附 加 组 件 签 名 机 制 是 F i r e f o x 4 3 版 本 开 始 正 式 采 取 的 一 项 对 其 附 加 组 件 管 理 的 机 制 。 M o z i l l a   根 据 一 套 安 全 准 则 对 其 附 加 组 件 进 行 验 证 并 为 其 “ 签 名 ” ， 需 要 签 名 的 类 型 包 括 扩 展 ， 未 被 签 名 的 扩 展 默 认 被 禁 用 。 这 一 机 制 对 阻 止 来 自 第 三 方 的 恶 意 扩 展 起 到 了 很 好 的 作 用 。 8 、 、 W ^ X W ^ X 是 “ 写 异 或 执 行 ” （ W r i t e X O R   E x e c u t e ） 的 缩 写 ， 是 O p e n B S D 中 富 有 代 表 性 的 安 全 特 性 之 一 。 W ^ R 内 存 保 护 机 制 能 够 让 网 页 使 用 内 存 写 入 代 码 或 执 行 代 码 ， 但 不 能 够 同 时 进 行 这 两 种 操 作 ， 可 以 阻 止 某 些 缓 冲 区 溢 出 的 攻 击 。 9 、 、 M e m G C M e m G C 即 内 存 垃 圾 收 集 器 ( M e m o r y   G a r b a g e   C o l l e c t o r ) ， 是 一 种 内 存 管 理 机 制 , 由 I E 1 1 的 M e m o r y   P r o t e c t o r 改 进 而 来 ， 首 次 在 E d g e H T M L 和 M S H T M L 中 使 用 ， 采 用 标 记 清 除 ( M a r k - S w e e p ) 算 法 对 垃 圾 进 行 回 收 ， 能 够 阻 止 部 分 U A F （ U s e   A f t e r   F r e e ） 漏 洞 。 需 要 指 出 的 一 点 是 ， 上 述 几 种 安 全 机 制 并 不 是 浏 览 器 独 有 ， 有 些 机 制 ， 例 如 A S L R 、 / G S 、 C F G 等 ， 也 被 操 作 系 统 和 编 译 器 广 泛 采 用 。 以 上 就 是 对 几 种 主 要 安 全 机 制 的 简 单 介 绍 ， 不 够 全 面 和 详 尽 ， 还 请 大 神 勿 喷 。     三 、 主 流 浏 览 器 对 安 全 机 制 的 实 现 情 况 三 、 主 流 浏 览 器 对 安 全 机 制 的 实 现 情 况 对 于 前 面 提 到 的 几 种 浏 览 器 安 全 机 制 ， 主 流 浏 览 器 并 不 是 全 部 实 现 了 ， 具 体 情 况 如 下 表 所 示 ：
图 2     主 流 浏 览 器 安 全 机 制 的 对 比 情 况 表 由 表 可 以 明 显 看 出 ， 除 了 S a f a r i 以 外 ， 其 他 四 种 浏 览 器 均 实 现 了 前 六 种 安 全 机 制 。 而 S a f a r i 不 支 持 缓 冲 区 安 全 检 查 机 制 ， 未 实 现 C F G 执 行 流 保 护 机 制 但 有 资 料 显 示 其 实 现 了 控 制 流 完 整 性 （ C F I ） 。 对 于 后 面 三 种 安 全 机 制 ， 附 加 组 件 签 名 机 制 和 W ^ X 机 制 是 F i r e f o x 浏 览 器 独 有 的 ， 而 M e m G C 机 制 是 E g d e 浏 览 器 独 有 的 。 在 此 ， 还 需 指 出 一 点 ， 虽 然 对 某 一 安 全 机 制 有 多 个 浏 览 器 支 持 ， 但 各 个 浏 览 器 的 实 现 方 式 及 实 现 程 度 不 尽 相 同 。 下 面 举 两 个 例 子 加 以 说 明 ： （ 1 ） 虽 然 E d g e 浏 览 器 和 I E 浏 览 器 都 实 现 了 沙 箱 机 制 ， 但 E d g e 浏 览 器 将 框 架 进 程 也 包 含 在 了 整 个 安 全 体 系 里 面 ， 权 限 更 低 ， 大 大 提 高 了 安 全 性 。 （ 2 ） C h r o m e 和 I E 的 沙 箱 机 制 对 各 种 行 为 的 限 制 也 是 不 同 的 ， 图 3 列 举 了 一 些 常 见 行 为 及 C h r o m e 和 I E 沙 箱 机 制 对 其 的 限 制 对 比 情 况 ： 图 3     C h r o m e 和 I E 沙 箱 机 制 对 部 分 行 为 的 限 制 情 况
总 结 总 结 浏 览 器 发 展 至 今 ， 已 经 拥 有 比 较 成 熟 的 安 全 机 制 ， 主 要 包 括 沙 箱 机 制 、 J I T   H a r d e n i n g 、 地 址 空 间 布 局 随 机 化 、 数 据 执 行 保 护 、 缓 冲 区 安 全 检 查 、 执 行 流 保 护 、 附 加 组 件 签 名 机 制 、 W ^ X 、 M e m G C 等 。 然 而 ， 浏 览 器 的 安 全 并 不 是 已 经 完 全 保 障 ， 各 大 浏 览 器 厂 商 也 在 安 全 机 制 方 面 做 着 不 懈 的 努 力 ， 期 待 着 浏 览 器 安 全 方 面 质 的 提 高 。 参 考 文 献 参 考 文 献 h t t p s : / / w w w . n e t m a r k e t s h a r e . c o m / A c c u v a n t B r o w s e r S e c C o m p a r _ F I N A L . p d f h t t p : / / w w w . f r e e b u f . c o m / n e w s / 7 3 8 5 8 . h t m l h t t p s : / / w i k i . m o z i l l a . o r g / S e c u r i t y / S a n d b o x h t t p s : / / d e v e l o p e r . a p p l e . c o m / s a f a r i / t e c h n o l o g y - p r e v i e w / r e l e a s e - n o t e s / h t t p s : / / s u p p o r t . m o z i l l a . o r g / z h - C N / k b / a d d - o n s - s i g n i n g - f i r e f o x ? a s = u & u t m _ s o u r c e = i n p r o d u c t h t t p s : / / j a n d e m o o i j . n l / b l o g / 2 0 1 5 / 1 2 / 2 9 / w x - j i t - c o d e - e n a b l e d - i n - f i r e f o x / h t t p s : / / s e c u r i t y i n t e l l i g e n c e . c o m / m e m g c - u s e - a f t e r - f r e e - e x p l o i t - m i t i g a t i o n - i n - e d g e - a n d - i e - o n - w i n d o w s - 1 0 / 更 多 精 彩 内 容 ， 请 关 注 ： 1 .   A r k T e a m 官 方 微 信 官 方 微 信 — 公 众 账 号 名 称 ： A r k T e a m 2 .   A r k T e a m 官 方 微 博 ： 官 方 微 博 ： 昵 称 ： A r k T e a m 网 址 ： h t t p : / / w w w . w e i b o . c o m / a r k t e a m 阅 读 原 文
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