Zend MM 中的 Slab Allocation 安全：防范堆喷射（Heap Spraying）攻击的内存分配策略
大家好，今天我们要深入探讨 Zend 内存管理器 (Zend MM) 中的 Slab Allocation 机制，以及它如何在一定程度上帮助防范堆喷射 (Heap Spraying) 攻击。我们将从堆喷射攻击的原理开始，逐步分析 Zend MM 的内存管理结构，重点关注 Slab Allocation 的实现，并探讨其安全特性以及可能的绕过方法。
一、堆喷射攻击原理
堆喷射攻击是一种常见的利用程序漏洞的手段。攻击者通过在堆上分配大量具有特定内容的内存块，试图将恶意代码（通常是 shellcode）放置到堆上的一个可预测的地址。如果程序存在漏洞，允许攻击者控制程序计数器（PC）并跳转到这个可预测的地址，那么恶意代码就能得到执行。
1.1 堆喷射的基本步骤：
- 大量分配内存： 攻击者通过程序提供的接口（例如 JavaScript 中的
new操作符）在堆上分配大量的内存块。 - 填充内存： 将分配的内存块填充为特定的模式，通常是 NOP 指令（
0x90）加上 shellcode。NOP 指令的作用是作为滑行区，即使程序跳转到略微偏差的地址，仍然可以执行到 shellcode。 - 尝试跳转： 利用程序漏洞，例如缓冲区溢出，覆盖返回地址或其他可控的指针，使其指向堆上被填充的地址。由于堆喷射会将大量内存填充为相同的模式，因此即使地址存在一定的偏差，也有很高的概率落入 NOP 滑行区，最终执行 shellcode。
1.2 堆喷射的特点：
- 概率性： 堆喷射的成功率取决于 shellcode 被喷射到可预测地址的概率。攻击者通常会喷射大量的内存，以提高成功率。
- 与操作系统和堆管理器的相关性： 堆喷射的效果受到操作系统和堆管理器的影响。不同的操作系统和堆管理器，其内存分配策略不同，这会影响堆喷射的成功率。
1.3 简单的堆喷射示例 (JavaScript):
var shellcode = unescape("%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u9090%u90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