Buffer overflow: así funciona esta gran fuente de vulnerabilidades

Pero, ¿qué es exactamente un fallo buffer overflow? Es un problema de seguridad de la memoria en donde el software/programa no considera o no verifica sus límites de almacenamiento. Entonces, la memoria del programa recibe una cantidad de datos mayor a la que realmente puede procesar de acuerdo a cómo fue desarrollado. Además de desembocar en problemas de funcionamiento de dicho programa o que, simplemente, se detenga inesperadamente, pueden salir a la luz vulnerabilidades que se pueden explotar.

Un dato interesante es que el buffer overflow es una de las razones más comunes por las cuales son posibles los ataques mediante la ejecución de código arbitrario por causa de vulnerabilidades. Así también, muchos programas desarrollados en lenguajes clásicos como C y C++ se consideran como bastante susceptibles a este tipo de problemas.

Un problema de seguridad que persiste con los años

Los años han pasado y este tipo de problemas de seguridad sigue prácticamente tan vigente como en los primeros años. De buenas a primeras, no existe una explicación en concreto que nos pueda demostrar por qué, después de más de 10 años, esto sigue siendo un tremendo dolor de cabeza para cualquiera que esté involucrado en el desarrollo y/o mantenimiento de programas vulnerables a este fallo.

Otro factor que alimenta la popularidad de este tipo de fallos es la permanente popularidad de IoT, es decir, Internet de las Cosas. Más que nunca, existen posibilidades de que un objeto que utilicemos con frecuencia en nuestra casa o lugar de trabajo pueda conectarse a una red. El aspecto desafortunado de esta grata tendencia es que gran parte de los dispositivos IoT son controlados mediante firmware de muy baja calidad. Además, los controles y aplicaciones de medidas de seguridad son prácticamente nulos. Sabemos que existen muchos fabricantes con buena reputación que hacen lo posible para proteger no solamente a los dispositivos sino también los usuarios. Sin embargo, igualmente, abundan aquellos fabricantes que dejan de lado el aspecto seguro de una buena experiencia de usuario.

Problemas más comunes

Buffer Overflow puede llegar a ocasionar comportamientos imprevistos, como la corrupción de la memoria, fallos en los programas, o incluso en el peor de los casos, ejecución de código de forma arbitraria. Algunos de los problemas más comunes relacionados con esto son:

• Ejecución de código: Es uno de los mayores riesgos. Un atacante puede aprovechar las vulnerabilidades para ejecutar código malicioso en el equipo de la víctima. Esto le puede dar la capacidad de obtener el control total sobre esa máquina.
• Denegación de servicio (DoS): Si los atacantes explotan una vulnerabilidad de desbordamiento, pueden hacer que las aplicaciones vulnerables se bloqueen casi por completo. O incluso que el sistema operativo se vuelva inestable. Resultando así en ataques DoS.
• Sobreescritura de memoria: El desbordamiento de búfer, puede hacer que áreas adyacentes de la memoria sean sobrescritas de forma involuntaria. Lo cual puede alterar el comportamiento esperado en el programa, y hacer que se comporte de forma errática.
• Evasión de controles de seguridad: Un desbordamiento de búfer puede permitir a un atacante eludir controles de seguridad o autenticación. Lo cual le permite tener un acceso a áreas o datos a los que no debería tener acceso.
• Divulgación de información: Existen casos donde los desbordamientos acaban con la exposición de datos sensibles que se almacenan en la memoria. Estos datos pueden ser capturados y utilizados por los atacantes.
• Complicaciones de detección: Detectar y prevenir este tipo de problemas puede ser muy complejo. Especialmente cuando disponemos de aplicaciones muy grandes, o sistemas que son heredados.
• Retorno a libc: Son técnicas que buscan explotar los desbordamientos de búfer, y así poder ejecutar funciones de la biblioteca estándar. En lugar de realizar una inyección y ejecución de código shell de forma directa.
• Código legado: Con aplicaciones o sistemas más antiguos que no han sido revisados o sin actualizaciones, pueden tener vulnerabilidades de desbordamiento que no han sido corregidas. O incluso algunas que no son conocidas.

Fallo buffer overflow en acción

Antes de pasar a un ejemplo práctico es importante tener claro el concepto del buffer (o búfer). En programación, esto consiste en locaciones de memoria que pertenecen a un programa. Es decir, un programa cuenta con múltiples locaciones de memoria para almacenar todos los datos que se generan a consecuencia del uso de dicho programa. Cualquier desarrollador debe tener presente que los buffers o búfers son esenciales para un correcto funcionamiento de cualquier programa que desarrolle. Si se descuida este aspecto, los programas tendrán un montón de problemas para funcionar adecuadamente o directamente, dejan de funcionar.

Entonces, lo que ocurre durante el buffer overflow es que se ejecuta un proceso que provoca que el programa afectado genere datos en una cantidad mayor que las que los búfers del programa pueden almacenar. Por ende, esos datos que se generan a medida que se va usando el propio programa, van a localizaciones en memoria que no están preparados para almacenar esos datos. A continuación, compartimos un video sumamente práctico y sencillo de comprender. Vamos a ver cómo se lleva a la práctica el fallo con un simple programa desarrollado en el lenguaje C.

Por fortuna, el video ha optado por un programa de lo más sencillo: un formulario simple que sólo te pide que ingreses por teclado tu nombre y tu apellido. El mismo te permite entender en unos pocos minutos cómo se comporta este tipo de fallos. Pasemos el ejemplo de este mismo video a una situación cotidiana.

Imagina que navegas por la web y te topas con un servicio el cual te ha llamado muchísimo la atención. Por ende, decides suscribirte y para ello, necesitas llenar un formulario con unos pocos datos. Simplemente necesito indicar mi nombre, apellido y correo electrónico.

Acto seguido, ingreso mis datos.

Hasta aquí, todo normal. Pero, ¿qué pasaría si es que intentas suscribirte y en el campo colocas un nombre larguísimo? Por ejemplo, este:

Haces clic en Registrarme y de repente, el formulario despliega un mensaje de error que no es comprensible para cualquiera. Muchas letras y números que no se entienden. Intentas llenar los datos de nuevo directamente cambiando el contenido de los campos, pero, no pasa nada. Únicamente cerrando el sitio web y volviéndolo a abrir, puedes acceder al formulario en blanco y empezar nuevamente. Así es cómo acciona el buffer overflow.

Puente para otros ciberataques

Por supuesto, existen situaciones algo más complejas que un simple formulario. Igualmente, con la situación demostrada, se puede entender que cualquier programa, aplicación o servicio desarrollado con pobres prácticas de seguridad desembocan en este tipo de fallos.

Incluso, esto da campo a los cibercriminales para poder ejecutar código malicioso y así, tener un campo de ataque mucho más amplio. Lo que significa que se pueden ejecutar muchos otros ataques si es que el fallo se ejecuta exitosamente. Se pueden llevar a cabo ataques DDoS, inyecciones SQL, ataques de tipo phishing si es que se llega a acceder a los datos personales de usuarios e incluso, se pueden llevar a cabo eventos de filtración de datos.

Cómo protegerse eficazmente de este fallo

Una de las principales recomendaciones, sobre todo para desarrolladores, es que se sigan estándares de desarrollo de código seguro. Además, hay que generar conciencia respecto a la importancia de poner a la seguridad como una de las prioridades a la hora de pensar en cualquier tipo de software. De acuerdo al lenguaje que utilizas, el framework y otros aspectos, puedes encontrar múltiples guías con estándares sumamente detallados. No sólo te ayudarán a desarrollar código de manera segura para prevenir el desbordamiento de búfer, sino también otras potenciales amenazas de seguridad. El proyecto OWASP en su apartado Top 10, presenta las principales amenazas de seguridad para cualquier tipo de solución web, os recomendamos echarle un vistazo.

Así también, se proponen optar por lenguajes de programación que, además de ser eficientes en cuanto al uso de memoria, sean seguros. Lo mismo se aplica para cualquier tipo de framework y librería que se precise utilizar. Otras recomendaciones ya más específicas para desarrolladores es que las aplicaciones contengan, por ejemplo, ejecutables de tipo position-independent. ¿Esto para qué serviría? Para limitar los impactos que pudiese causar un desbordamiento de búfer, suponiendo que no haya sido posible capturar el evento y contenerlo. No sólo hablamos de prevención, sino también mitigación de los impactos. Si hablamos de fallos de seguridad, los límites son casi infinitos.

Habíamos comentado más arriba que el buffer overflow es una situación persistente en programas desarrollados en lenguajes como C y C++. Por fortuna, desarrolladores en conjunto desarrollaron y difundieron mejores y más seguras prácticas. Y con prácticas nos referimos al desarrollo del software en sí. En consecuencia, ya muchos fabricantes de mayor y menor calibre adoptaron dichas prácticas para su ciclo de desarrollo.