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包郵 軟件安全

出版社：人民郵電出版社出版時間：2023-12-01
開本： 16開 頁數(shù)： 240
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軟件安全 版權(quán)信息

軟件安全 本書特色

1.內(nèi)容導向：本書以2020年國務(wù)院學位委員會第七屆學科評議組編的《學術(shù)學位研究生核心課程指南(三)》為導向。 2.涵蓋范圍：涵蓋軟件安全中的軟件漏洞與攻擊利用、軟件脆弱性分析與漏洞挖掘、軟件防護技術(shù)三個方面的內(nèi)容。 3.與前沿研究結(jié)合：本書介紹常用理論與方法，同時側(cè)重結(jié)合新科研成果，總結(jié)目前方法存在的問題與挑戰(zhàn)，介紹前沿研究未來發(fā)展趨勢。 4.實例分析：針對每部分內(nèi)容，以代表性工具或產(chǎn)品作為應用進行方法的實例分析，理論聯(lián)系實踐，深入理解軟件安全相關(guān)技術(shù)的實現(xiàn)與應用。

軟件安全 內(nèi)容簡介

軟件是支撐計算機、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，軟件安全是信息安全保障的關(guān)鍵。本書通過對現(xiàn)有方法的總結(jié)、技術(shù)對比和實例分析，從理論到實踐、從傳統(tǒng)到前沿，全面深入地闡述軟件安全中的軟件漏洞與攻擊利用、軟件脆弱性分析與軟件漏洞挖掘及軟件防護技術(shù)，分別從基本概念、各種傳統(tǒng)與前沿的軟件防護方法的原理、典型應用、未來發(fā)展趨勢等方面進行詳細介紹。 本書既可以作為軟件安全相關(guān)專業(yè)研究生的軟件安全系列課程教材，也可以作為相關(guān)科研人員或計算機技術(shù)人員的參考書。

軟件安全 目錄

第 一篇 軟件漏洞與攻擊利用
第 1章 軟件安全概述 3
1．1 軟件安全的定義及內(nèi)涵 3
1．1．1 軟件安全的定義 3
1．1．2 用信息安全的屬性來理解軟件安全 4
1．2 軟件安全問題 4
1．2．1 引起軟件安全問題的原因 4
1．2．2 軟件安全問題帶來的影響 6
1．2．3 軟件安全面臨的挑戰(zhàn) 7
1．3 軟件安全發(fā)展歷程 8
1．3．1 黑客起源 8
1．3．2 萬維網(wǎng)興起 8
1．3．3 軟件安全開發(fā)生命周期的提出 9
1．3．4 在云中擴展安全開發(fā) 9
1．4 軟件安全學科的主要內(nèi)容 10
1．4．1 軟件安全與系統(tǒng)安全、網(wǎng)絡(luò)安全之間的關(guān)系 10
1．4．2 軟件安全的主流技術(shù) 11
1．5 確保軟件安全的工程化方法 12
1．6 小結(jié) 13
參考文獻 14
第 2章 主流的軟件漏洞類型及典型攻擊方法 15
2．1 空間錯誤類內(nèi)存漏洞及攻擊方法 15
2．1．1 堆緩沖區(qū)溢出漏洞 15
2．1．2 棧緩沖區(qū)溢出 17
2．1．3 格式化字符串漏洞攻擊 18
2．2 時間錯誤類內(nèi)存漏洞及攻擊方法 19
2．2．1 Double-Free漏洞攻擊 19
2．2．2 Use-After-Free攻擊 20
2．3 條件競爭漏洞及攻擊方法 21
2．3．1 TOCTOU攻擊 21
2．3．2 Double-Fetch攻擊 22
2．4 代碼注入型攻擊 24
2．5 代碼重用型攻擊 25
2．5．1 Return-to-libc（Ret2libc）攻擊 25
2．5．2 ROP攻擊 28
2．5．3 JOP攻擊 31
2．6 控制流劫持攻擊 32
2．7 數(shù)據(jù)流劫持攻擊 32
2．8 內(nèi)存泄露攻擊 33
2．9 小結(jié) 34
參考文獻 34
第3章 漏洞利用技術(shù) 36
3．1 漏洞利用技術(shù)簡介 36
3．1．1 Exploit、Payload與Shellcode 36
3．1．2 漏洞的可利用性 37
3．1．3 漏洞利用的影響 38
3．2 人工漏洞利用 39
3．2．1 概述 39
3．2．2 觸發(fā)漏洞路徑 39
3．2．3 構(gòu)造利用鏈 41
3．2．4 繞過安全機制 43
3．2．5 實例：CVE-2018-5767棧溢出漏洞 44
3．2．6 實例：CVE-2011-0065 UAF漏洞 45
3．3 自動化漏洞利用 47
3．3．1 基于二進制補丁比較的自動化漏洞利用 47
3．3．2 面向控制流的自動化漏洞利用 47
3．3．3 面向數(shù)據(jù)流的自動化漏洞利用 48
3．4 小結(jié) 49
參考文獻 49
第二篇 軟件脆弱性分析與軟件漏洞挖掘
第4章 軟件安全形式化驗證 53
4．1 軟件安全形式化驗證技術(shù)介紹 53
4．1．1 什么是形式化驗證 53
4．1．2 定理證明方法簡介 54
4．1．3 模型檢驗方法簡介 54
4．2 軟件安全形式化驗證面臨的挑戰(zhàn) 55
4．2．1 定理證明方法面臨的挑戰(zhàn) 55
4．2．2 模型檢驗方法的算法挑戰(zhàn) 55
4．2．3 模型檢驗的建模挑戰(zhàn) 56
4．3 軟件安全形式化驗證的主流技術(shù) 57
4．3．1 Kripke結(jié)構(gòu) 57
4．3．2 定理證明工具簡介 59
4．3．3 模型檢驗的關(guān)鍵技術(shù) 60
4．3．4 模型檢驗的主流驗證工具 63
4．4 典型應用 67
4．4．1 問題描述與建模 67
4．4．2 使用NuSMV工具解決農(nóng)夫過河問題 68
4．4．3 使用SPIN工具解決農(nóng)夫過河問題 70
4．5 未來的發(fā)展趨勢 72
4．5．1 未來的發(fā)展方向 72
4．5．2 新時代的挑戰(zhàn) 72
4．6 小結(jié) 73
參考文獻 73
第5章 符號執(zhí)行技術(shù) 74
5．1 符號執(zhí)行的定義 74
5．2 靜態(tài)符號執(zhí)行 75
5．2．1 靜態(tài)符號執(zhí)行的原理 75
5．2．2 靜態(tài)符號執(zhí)行的局限性 76
5．3 動態(tài)符號執(zhí)行 76
5．3．1 混合測試 77
5．3．2 執(zhí)行生成測試 79
5．3．3 選擇性符號執(zhí)行 80
5．4 典型應用 80
5．4．1 結(jié)合模糊測試進行漏洞檢測 80
5．4．2 代碼覆蓋率測試 81
5．4．3 反混淆 82
5．5 未來發(fā)展趨勢 82
5．6 小結(jié) 84
參考文獻 84
第6章 污點分析技術(shù) 85
6．1 污點分析技術(shù)的定義 85
6．2 靜態(tài)污點分析技術(shù) 86
6．2．1 靜態(tài)數(shù)據(jù)流分析的圖的可達性查詢算法 86
6．2．2 典型靜態(tài)污點分析系統(tǒng)及應用 88
6．3 動態(tài)污點分析技術(shù) 89
6．3．1 動態(tài)污點分析技術(shù)的關(guān)鍵問題 90
6．3．2 應用層動態(tài)污點分析技術(shù) 93
6．3．3 典型應用層動態(tài)污點分析系統(tǒng) 97
6．3．4 虛擬機層全系統(tǒng)動態(tài)污點分析技術(shù) 102
6．3．5 典型全系統(tǒng)動態(tài)污點分析系統(tǒng)及應用 102
6．4 典型應用 104
6．4．1 自動化網(wǎng)絡(luò)協(xié)議格式逆向分析技術(shù) 104
6．4．2 程序惡意行為檢測 105
6．4．3 智能手機上的敏感信息跟蹤與分析 106
6．4．4 漏洞檢測 106
6．5 未來發(fā)展趨勢 107
6．6 小結(jié) 108
參考文獻 108
第7章 軟件漏洞挖掘 110
7．1 基于規(guī)則的軟件漏洞挖掘 110
7．1．1 基本概念 110
7．1．2 數(shù)據(jù)流分析 111
7．1．3 基于符號執(zhí)行的漏洞挖掘 121
7．2 克隆漏洞挖掘 125
7．2．1 基本概念 125
7．2．2 克隆漏洞挖掘的流程 130
7．2．3 挑戰(zhàn)與未來發(fā)展趨勢 134
7．3 智能漏洞挖掘 136
7．3．1 基本概念 136
7．3．2 智能漏洞挖掘流程 137
7．3．3 數(shù)據(jù)表征 138
7．3．4 模型學習 140
7．3．5 未來發(fā)展趨勢 143
7．4 基于模糊測試的漏洞挖掘 144
7．4．1 基本概念 144
7．4．2 基于變異的模糊測試 144
7．4．3 基于生成的模糊測試 144
7．4．4 未來發(fā)展趨勢 145
7．5 典型應用 145
7．5．1 VulDeePecker概述 145
7．5．2 VulDeePecker總體架構(gòu) 146
7．6 未來發(fā)展趨勢 147
7．7 小結(jié) 147
參考文獻 148
第三篇 軟件防護技術(shù)
第8章 代碼安全與代碼完整性保護 151
8．1 代碼安全面臨的主要挑戰(zhàn) 151
8．2 代碼的安全編程 152
8．2．1 系統(tǒng)安全架構(gòu)設(shè)計 152
8．2．2 輸入數(shù)據(jù)可信性驗證 152
8．2．3 緩沖區(qū)溢出防范 153
8．2．4 程序錯誤與異常處理 154
8．3 代碼完整性保護 155
8．3．1 軟件水印技術(shù) 155
8．3．2 代碼混淆技術(shù) 155
8．3．3 代碼隱藏 159
8．3．4 數(shù)據(jù)執(zhí)行保護 159
8．4 典型應用 159
8．4．1 安全編碼標準 159
8．4．2 代碼保護工具 160
8．5 未來發(fā)展趨勢 161
8．6 小結(jié) 161
參考文獻 161
第9章 控制流完整性保護 163
9．1 控制流劫持 163
9．1．1 程序的控制流轉(zhuǎn)移 163
9．1．2 控制流劫持攻擊 164
9．2 控制流完整性保護 165
9．2．1 控制流完整性的定義 165
9．2．2 控制流完整性保護過程 166
9．3 控制流完整性保護方案介紹 167
9．3．1 粗粒度的CFI保護 168
9．3．2 細粒度的CFI保護 175
9．3．3 硬件輔助的CFI保護 179
9．4 典型應用 185
9．5 未來發(fā)展趨勢 186
9．6 小結(jié) 186
參考文獻 187
第 10章 數(shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)流完整性保護 188
10．1 數(shù)據(jù)流定義 188
10．2 數(shù)據(jù)流分析方法及分類 188
10．2．1 程序控制流圖 188
10．2．2 程序數(shù)據(jù)流圖 189
10．2．3 數(shù)據(jù)流分析方法 190
10．3 典型數(shù)據(jù)流分析方法 193
10．3．1 定義可達分析 194
10．3．2 存活變量分析 196
10．3．3 典型數(shù)據(jù)流分析方法總結(jié) 199
10．4 數(shù)據(jù)流分析方法的典型應用場景 200
10．4．1 漏洞挖掘 200
10．4．2 軟件測試 202
10．4．3 代碼表示 203
10．5 數(shù)據(jù)流完整性保護 204
10．5．1 數(shù)據(jù)流完整性概念 204
10．5．2 數(shù)據(jù)流完整性保護實例 204
10．5．3 數(shù)據(jù)完整性保護的發(fā)展與挑戰(zhàn) 206
10．6 典型應用 209
10．6．1 面向操作系統(tǒng)內(nèi)核的數(shù)據(jù)流完整性保護 209
10．6．2 面向?qū)崟r系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流完整性保護 210
10．7 未來發(fā)展趨勢 210
10．8 小結(jié) 211
參考文獻 211
第 11章 軟件隨機化保護技術(shù) 213
11．1 ASLR介紹 213
11．1．1 回顧：虛擬地址空間布局 213
11．1．2 ASLR 215
11．1．3 PIC和PIE技術(shù) 218
11．1．4 實例：Windows操作系統(tǒng)上的ASLR機制 219
11．2 ASLR的分類和實例 223
11．2．1 時間維度 223
11．2．2 粒度維度 226
11．2．3 方法維度 228
11．3 拓展：ASLR其他相關(guān)研究 231
11．3．1 內(nèi)核ASLR 231
11．3．2 Retouching 232
11．4 指令集隨機化相關(guān)研究 233
11．4．1 指令集直接加解密 233
11．4．2 ASIST 234
11．4．3 Polyglot 236
11．5 典型應用 238
11．6 未來發(fā)展趨勢 239
11．7 小結(jié) 239
參考文獻 240
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軟件安全 作者簡介

鄒德清 博士，華中科技大學教授、博士生導師，網(wǎng)絡(luò)空間安全學院常務(wù)副院長，國家網(wǎng)絡(luò)安全優(yōu)秀教師(2018)，教育部新世紀優(yōu)秀人才(2014-2017)，教育部網(wǎng)絡(luò)空間安全教育指導委員會委員(2018-2022)兼學校教學指導委員會委員，國家網(wǎng)絡(luò)安全人才與創(chuàng)新基地辦公室副主任(2018-)，武漢市網(wǎng)絡(luò)安全戰(zhàn)略與發(fā)展研究院副院長，中國網(wǎng)絡(luò)空間安全協(xié)會數(shù)據(jù)安全工作委員會副主任，中文信息學會大數(shù)據(jù)安全與隱私計算專委會副秘書長。長期在網(wǎng)絡(luò)空間安全領(lǐng)域開展研究。

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