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[498] 2016-12-02_Edge新增安全机制—MemGC

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-16
2016-12-02_Edge新增安全机制—MemGC E d g e 新 增 安 全 机 制 — M e m G C 原 创   梅 孜   A r k T e a m   2 0 1 6 - 1 2 - 0 2 2 0 1 5 年 7 月 份 ， 随 着 W i n d o w s   1 0 的 发 布 ， E d g e 浏 览 器 也 备 受 关 注 。 下 面 ， 笔 者 就 向 大 家 详 细 介 绍 下 E d g e 独 有 的 安 全 机 制   — M e m G C 。 一 、 一 、 M e m G C 简 介 简 介 M e m G C ( M e m o r y   G a r b a g e   C o l l e c t o r ) ： 内 存 垃 圾 收 集 器 ， 是 E d g e 的 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 。 E d g e 使 用 M e m G C 来 管 理 D O M 和 D O M 支 持 的 对 象 ， 其 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 漏 洞 。 二 、 二 、 M e m G C 的 工 作 流 程 的 工 作 流 程 M e m G C 的 工 作 流 程 分 为 三 步 ： 分 配 （ A l l o c a t e ） 、 释 放 （ F r e e ） 和 标 记 清 除 （ M a r k - S w e e p ） 。 1 、 分 配 （ 、 分 配 （ A l l o c a t e ） ） M e m G C 为 其 管 理 的 对 象 分 配 内 存 ： M e m G C 首 先 在 堆 中 找 到 合 适 的 b u c k e t ， 然 后 在 b u c k e t 所 指 向 的 内 存 块 b l o c k 中 分 配 一 个 小 的 数 据 块 c h u n k 给 它 ， 并 将 这 个 分 配 的 c h u n k 标 记 为 r o o t ， 如 图 1 所 示 。 图 1     M e m G C 为 其 管 理 的 对 象 分 配 内 存 2 、 释 放 （ 、 释 放 （ F r e e ） ） 当 对 象 被 释 放 时 ， 为 其 分 配 的 c h u n k 的 r o o t 标 记 被 清 除 ， 此 时 ， 这 个 c h u n k 成 为 垃 圾 回 收 的 候 选 者 ， 如 图 2 所 示 。
图 2     释 放 的 c h u n k 成 为 垃 圾 回 收 的 候 选 者 值 得 指 出 的 一 点 是 ： 此 处 虽 然 清 除 了 c h u n k 的 r o o t 标 记 ， 但 并 未 真 正 释 放 c h u n k ， 其 他 对 象 不 能 使 用 这 个 c h u n k 。 3 、 标 记 清 除 （ 、 标 记 清 除 （ M a r k - S w e e p ） ） （ 1 ） 标 记 M a r k 当 被 释 放 的 c h u n k 逐 渐 增 多 ， 达 到 特 定 的 阈 值 ， 将 触 发 垃 圾 回 收 机 制 。 图 3     释 放 的 c h u n k 达 到 阈 值 此 时 ， 除 了 待 回 收 的 c h u n k ， 还 有 未 被 释 放 的 对 象 所 占 用 的 c h u n k ， 即 标 记 为 r o o t 的 c h u n k （ 如 图 4 所 示 ） ， M e m G C 将 全 部 进 行 扫 描 标 记 。 首 先 ， M e m G C 会 将 所 有 c h u n k 的 标 志 位 清 除 。 其 次 ， 将 标 有 r o o t 的 c h u n k 进 行 标 记 。 接 着 扫 描 寄 存 器 、 堆 栈 以 及 标 有 r o o t 的 c h u n k ， 若 在 扫 描 中 发 现 被 引 用 的 c h u n k ， 则 将 其 标 记 。
图 4     标 记 开 始 时 ， 还 有 标 有 r o o t 的 c h u n k 图 5     M e m G C 首 先 将 标 有 r o o t 的 c h u n k 标 记
图 6     M e m G C 将 仍 被 引 用 的 c h u n k 标 记 （ 2 ） 清 除 S w e e p 如 图 7 所 示 ， 当 标 记 完 成 时 ， M e m G C 将 回 收 未 被 标 记 的 c h u n k ， 可 供 再 次 分 配 利 用 ， 此 时 ， 所 有 被 申 请 对 象 释 放 且 没 有 被 其 他 未 f r e e 的 对 象 所 引 用 的 c h u n k 才 真 正 被 回 收 利 用 。 图 7     M e m G C 回 收 未 被 标 记 的 c h u n k 三 、 三 、 M e m G C 阻 止 阻 止 U A F 漏 洞 漏 洞 1 、 什 么 是 、 什 么 是 U A F 漏 洞 漏 洞 U A F ( U s e   A f t e r   F r e e ) ： 即 释 放 后 使 用 。 C W E   给 出 的 定 义 是 ： 引 用 一 段 被 释 放 的 内 存 可 导 致 程 序 崩 溃 ， 或 处 理 非 预 期 数 值 ， 或 执 行 若 干 指 令 。 如 图 8 展 示 了 一 个 简 单 U A F 漏 洞 的 示 例 ， 对 象 A 引 用 了 对 象 B ， 使 用 完 后 释 放 B ， 但 未 将 指 针 赋 值 为 N U L L ， 此 时 ， 攻 击 者 在 B 的 空 间 内 写 入 恶 意 代 码 ， 从 而 利 用 A 去 执 行 恶 意 代 码 。 从 图 9 中 可 以 看 出 ， U A F 漏 洞 并 不 罕 见 。
图 8     U A F 的 简 单 示 例 图 9     普 遍 存 在 的 U A F 漏 洞 2 、 、 M e m G C 如 何 阻 止 如 何 阻 止 U A F 漏 洞 漏 洞
图 1 0     M e m G C 阻 止 U A F 漏 洞 图 1 0 展 示 了 M e m G C 是 如 何 阻 止 U A F 漏 洞 的 ： 对 象 A 申 请 了 一 个 数 据 块 ， 当 释 放 这 个 数 据 块 时 ， 若 还 有 其 他 对 象 引 用 这 个 数 据 块 ， 那 么 M e m G C 不 会 回 收 利 用 ， 其 他 程 序 无 法 将 数 据 写 入 这 个 数 据 块 ， 从 而 阻 止 了 U A F 漏 洞 的 利 用 ； 若 没 有 其 他 对 象 引 用 这 个 数 据 块 ， 就 不 存 在 U A F 漏 洞 了 。 总 结 总 结 微 软 在 W i n d o w s   1 0 系 统 中 放 弃 了 一 直 以 来 的 I E 浏 览 器 ， 推 出 一 款 新 的 浏 览 器 E d g e 。 E d g e 浏 览 器 不 仅 在 功 能 和 性 能 方 面 有 了 很 大 提 高 ， 在 安 全 方 面 也 做 了 很 大 改 善 ， 文 中 介 绍 的 M e m G C 内 存 管 理 机 制 就 是 E d g e 在 安 全 方 面 的 一 个 典 型 代 表 ， 它 能 够 阻 止 部 分 U A F 漏 洞 ， 大 大 提 高 了 E d g e 的 安 全 性 。 参 考 文 章 参 考 文 章 1 .   h t t p s : / / b l o g s . w i n d o w s . c o m / m s e d g e d e v / 2 0 1 5 / 0 5 / 1 1 / m i c r o s o f t - e d g e - b u i l d i n g - a - s a f e r - b r o w s e r / 2 .   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 / 3 .   h t t p : / / b l o g . t r e n d m i c r o . c o m / t r e n d l a b s - s e c u r i t y - i n t e l l i g e n c e / w i n d o w s - 1 0 - s h a r p e n s - b r o w s e r - s e c u r i t y - w i t h - m i c r o s o f t - e d g e / 4 .   u s - 1 5 - Y a s o n - U n d e r s t a n d i n g - T h e - A t t a c k - S u r f a c e - A n d - A t t a c k - R e s i l i e n c e - O f - P r o j e c t - S p a r t a n s - N e w - E d g e H T M L - R e n d e r i n g - E n g i n e - w p . p d f 5 .   M i c r o s o f t   E d g e   M e m G C   I n t e r n a l s . p p t x 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

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