地址空间布局随机化 ( ALSR ) 和 mmap

Question

我预计由于地址空间布局随机化 (ALSR)，从另一个进程派生的进程在调用 mmap 时将返回不同的地址。但我发现，事实并非如此。为此，我制作了以下测试程序。 malloc 返回的所有地址对于父母和孩子来说都是完全相同的。 请注意，cl1、cl2、pl1、pl2 的 malloc 在内部使用 mmap，因为它们是大块。

所以，我的问题是，为什么 mmap 即使在 ALSR 存在的情况下也不会返回不同的地址。也许是因为这里的随机化种子对于原始和分叉的过程是相同的。还是有其他原因？

int main()
{
  pid = fork();

  if (pid == 0)                // child
  {
    void * c1 = malloc( 4096 );
    void * c2 = malloc( 4096 );

    void * cl1 = malloc( (long)512e3 ); // internally uses mmap
    void * cl2 = malloc( (long)512e3 ); // internally uses mmap

    printf( "c1 = %p, c2 = %p, cl1 = %p, cl2 = %p!\n", c1, c2, cl1, cl2 );
  }
  else
  {
    void * p1 = malloc( 4096 );
    void * p2 = malloc( 4096 );

    void * pl1 = malloc( (long)512e3 ); // internally uses mmap
    void * pl2 = malloc( (long)512e3 ); // internally uses mmap

    printf( "p1 = %p, p2 = %p, pl1 = %p, pl2 = %p!\n", p1, p2, pl1, pl2 );
  }

  return 0;
}

Answer 1

ASLR主要随机化用户空间地址空间顶部下到栈的距离，栈保留空间底部到第一个mmap的距离（大概是动态链接器的映射） .任何进一步的随机化都会对虚拟内存空间产生严重的碎片化影响，因此会破坏需要制作大型 mmaps 的程序（例如，在 32 位机器上映射 1-2 GB）。

我看到一些 Linux 发行版发布了补丁内核，这些内核对mmap 返回的地址执行更多随机化。其中一些甚至为您提供与为堆栈扩展保留的空间重叠的映射，然后当堆栈增长时，它会破坏您的映射（导致巨大的安全漏洞，比任何非随机地址分配可能造成的漏洞都要大） .远离这些黑客行为。

Answer 2

您不能重新随机化子地址空间 - 所有指针都必须被修改，这在技术上是不可能的（运行时环境甚至不知道您的数据的哪一部分是指针）。

所以您看到的结果是预期的，来自 fork 的子节点在分叉时拥有其父地址空间的精确副本，包括其虚拟地址布局。

您需要调用exec* 来获得新的地址空间布局。

$ cat t.c
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("%p\n", malloc((long)512e3));
    if ((argc > 1) && fork()) {
        execl("./a.out", "./a.out", NULL);
    }
    return 0;
}
$ gcc -Wall t.c
$ ./a.out 1
0x7f5bf6962010
0x7f3483044010
$ ./a.out 1
0x7f1ce7462010
0x7feb2adc2010

（并确保/proc/sys/kernel/randomize_va_space 也不为零。）