Linux函數劫持：深入探索與系統安全的較量 在當今的數字化時代，操作系統作為計算機硬件與軟件之間的橋梁，其安全性顯得尤為重要

    Linux，作為開源操作系統的典范，憑借其高度的靈活性和強大的性能，成為了眾多企業和開發者的首選

    然而，正是這種開源特性，也為攻擊者提供了可乘之機

    本文將深入探討Linux系統中的函數劫持技術，揭示其原理、方法以及對系統安全的影響，并提出相應的防御策略

     一、函數劫持技術概覽 函數劫持，是指在運行時修改或替換程序中的函數指針，使調用該函數時執行自定義的代碼

    在Linux系統中，函數劫持技術主要分為兩類：用戶態劫持（Ring3）和內核態劫持（Ring0）

     1. 用戶態劫持 用戶態劫持通常利用動態鏈接庫（Shared Library）的特性

    在Linux中，動態庫加載時會按照以下順序進行搜索：`LD_PRELOAD``LD_LIBRARY_PATH``/etc/ld.so.cache``/lib``/usr/lib`

    其中，`LD_PRELOAD`環境變量允許用戶指定在動態鏈接器加載程序之前優先加載的動態庫

     通過`LD_PRELOAD`，攻擊者可以編寫一個自定義的動態鏈接庫，并在其中實現與原函數同名的函數

    當程序調用原函數時，由于`LD_PRELOAD`指定的庫優先加載，因此會先執行自定義的函數

    例如，劫持`gets()`函數，可以在其被調用前執行額外的操作，如打印日志、修改輸入等

     2. 內核態劫持 內核態劫持則更為復雜和危險，因為它直接涉及到操作系統的核心部分

    內核態劫持的方法包括：Kernel Inline Hook、syscall table修改以及內核調試機制Kprobe

     - Kernel Inline Hook：通過修改系統調用子函數的段內偏移，使系統調用指向攻擊者定義的函數

     - syscall table修改：直接修改系統調用表（syscall table）中對應服務例程的地址，使其指向攻擊者定義的函數

    這種方法需要精確的系統調用號以及對應的系統調用表地址

     - Kprobe：Kprobe是Linux內核提供的一種輕量級調試機制，允許在內核函數執行前后插入自定義的代碼

    Kprobe提供了三種探測手段：kprobe（基本探測）、jprobe（入口探測）和kretprobe（返回值探測）

    通過Kprobe，攻擊者可以在內核函數執行時插入惡意代碼，實現函數劫持

     二、函數劫持技術的實現 1. 用戶態劫持實例 以下是一個簡單的用戶態函數劫持實例，通過`LD_PRELOAD`劫持`gets()`函數： // hook.c include include char gets(char str) { // 自定義操作：打印日志 printf(hookgets! str: %s , str); // 調用原函數 typeof(gets) func = dlsym(RTLD_NEXT, gets); return(func)(str); } 編譯成共享庫： gcc -fPIC -shared -ldl -D_GNU_SOURCE -o hook.so hook.c 設置`LD_PRELOAD`環境變量： export LD_PRELOAD=$PWD/hook.so 運行一個測試程序： // test.c include int main() { charstr【20】 = 0; printf(請輸入 ); gets(str); return 0; } 當運行`test`程序時，會先執行`hook.so`中的`gets()`函數，打印出日志后再調用原`gets()`函數

     2. 內核態劫持實例 內核態劫持的實現較為復雜，需要深入理解Linux內核機制

    以下是一個使用Kprobe劫持`sys_execve()`函數的簡單示例： include include include int jsys_execve(constchar __user filename, const char __userconst __user __argv, const char __user const __user __envp) { pr_info(jprobe: execve: %sn,filename); jprobe_return(); // 必須調用jprobe_return()結束探測 return 0; } static struct jprobe jprobe_execve ={ .entry = jsys_execve, .kp ={ .symbol_name = sys_execve, }, }; static int__init mymodule_init(void) { int ret; ret = register_jprobe(&jprobe_execve); if(ret < { pr_info(register_jprobe failed, returned %d , ret); return -1; } pr_info(Planted jprobe execve at %p, handler addr %pn, jprobe_execve.kp.addr, jprobe_execve.entry); return 0; } static void__exit mymodule_exit(void) { unregister_jprobe(&jprobe_execve); } module_init(mymodule_init) module_exit(mymodule_exit) MODULE_LICENSE(GPL); 編譯并加載內核模塊后，當執行`execve()`系統調用時，會先執行`jsys_execve()`函數，打印出日志后再繼續執行原`sys_execve()`函數

     三、函數劫持對系統安全的影響 函數劫持技術一旦被惡意利用，將對系統安全構成嚴重威脅

    攻擊者可以通過劫持關鍵函數，實現以下目的： - 信息泄露：劫持敏感函數的返回值，如密碼、密鑰等

     - 代碼執行：在劫持的函數中插入惡意代碼，實現任意代碼執行

     - 系統控制：通過劫持系統調用函數，控制系統的正常運行，如篡改文件、隱藏進程等

     四、防御策略 為了防范函數劫持攻擊，可以采取以下策略： - 加強動態鏈接庫管理：限制LD_PRELOAD環境變量的使用，避免加載未知的動態庫

     - 系統調用保護：使用內核提供的保護機制，如內核地址空間布局隨機化（KASLR），增加攻擊者定位系統調用表的難度

     - 內核模塊簽名：對內核模塊進行簽名驗證，確保只有經過簽名的模塊才能被加載

     - 安全審計與監控：通過安全審計和監控工具，及時發現并阻止可疑的函數劫持行為

     五、結語 函數劫持技術是Linux系統安全領域的一個重要議題

    了解其原理、方法以及防御策略，對于保障系統安全具有重要意義

    隨著技術的不斷發展，攻擊和防御手段也在不斷演進

    因此，我們需要持續關注和研究這一領域的新技術、新動向，以確保Linux系統的安全性和穩定性