缓冲区溢出攻击利用了目标程序的缓冲区溢出漏洞，通过操作目标程序堆栈并暴力改写其返回地址，从而获得目标控制权。它的原理是：向一个有限空间的缓冲区中拷贝过长的字符串，这带来两种后果，一是过长的字符串覆盖了相临的存储单元而造成程序瘫痪，甚至造成宕机、系统或进程重启等；二是可让攻击者运行恶意代码，执行任意指令，甚至获得超级权限等。
事实上，在网络空间中利用这种缓冲区溢出漏洞而发起的攻击屡见不鲜。早在1988年，美国康奈尔大学的计算机科学系研究生，23岁的莫里斯利用Unix fingered程序不限制输入长度的漏洞，输入512个字符后使缓冲器溢出。莫里斯又写了一段特别大的程序使他的恶意程序能以root（根）身份执行，并感染到其他机器上。年初名燥一时的“SQL Slammer”蠕虫王的发作原理，就是利用未及时更新补丁的MS SQL Server数据库缓冲区溢出漏洞，采用不正确的方式将数据发到MS SQL Server的监听端口，这个错误可以引起缓冲溢出攻击。攻击代码通过缓冲溢出获得非法权限后，被攻击主机上的Sqlserver.exe进程会尝试向随机的IP地址不断发送攻击代码，感染其他机器，最终形成UDP Flood，造成网络堵塞甚至瘫痪。
由上可知，缓冲区溢出攻击通常是在一个字符串里综合了代码植入和激活纪录。如攻击者将目标定为具有溢出漏洞的自动变量，然后向程序传递超长的字符串，进而引发缓冲区溢出。经过精巧设计的攻击代码以一定的权限运行漏洞程序，获得目标主机的控制权。这种攻击手段屡次得逞主要是利用了程序中边境条件、函数指针等设计不当问题，即利用了C程序本身的不安全性。大多数Windows、Linux、Unix系列的开发都依赖于C语言，所以缓冲区溢出攻击成为操作系统、数据库等应用程序最普遍的漏洞之一。
值得关注的是，防火墙对这种攻击方式无能为力，因为攻击者传输的数据分组并无异常特征，没有任何欺骗（这就是Nimda、SQL Slammer可以顺利穿透防火墙的原因）。另外可以用来实施缓冲区溢出攻击的字符串非常多样化，无法与正常数据有效进行区分。缓冲区溢出攻击不是一种窃密和欺骗的手段，而是从计算机系统的最底层发起攻击，因此在它的攻击下系统的身份验证和访问权限等安全策略形同虚设。
用户及开发者该如何降低因缓冲区溢出而造成的攻击损失呢？首先，编程人员可以使用具有类型安全的语言 Java以避免C的缺陷；产品发布前仔细检查程序溢出情况；使用检查堆栈溢出的编译器等。作为普通用户或系统管理员，应及时为自己的操作系统和应用程序更新补丁；减少不必要的开放服务端口等，合理配置您的系统。更重要的是，还应注重P2DR模型的作用，即增加Policy（安全策略）、Protection（防护）、Detection（检测）和Response（响应）的能力，如提高系统的防护时间Pt，降低检测时间Dt和响应时间Rt，完善应急响应机制和安全风险管理等，才能为自己的网络系统构建动态积极的安全防御体系。
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