เช่นเดียวกับโปรแกรมฆ่าเชื้อที่ใช้ LLVM สำหรับส่วนประกอบพื้นที่ผู้ใช้ Android มี Kernel Address Sanitizer (KASAN) KASAN คือการผสมผสานระหว่างเคอร์เนลและการปรับเปลี่ยนเวลาคอมไพล์ ซึ่งส่งผลให้ระบบมีเครื่องมือที่ช่วยให้การค้นหาจุดบกพร่องและการวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริงง่ายขึ้น
KASAN สามารถตรวจจับการละเมิดหน่วยความจำหลายประเภทในเคอร์เนล นอกจากนี้ยังสามารถตรวจจับการอ่านและเขียนนอกขอบเขตบนสแต็ก ฮีป และตัวแปรโกลบอล และสามารถตรวจจับการว่างแบบไร้การใช้งานและอิสระสองเท่า
เช่นเดียวกับ ASAN KASAN ใช้การผสมผสานระหว่างเครื่องมือฟังก์ชันหน่วยความจำ ณ เวลาคอมไพล์และหน่วยความจำเงาเพื่อติดตามการเข้าถึงหน่วยความจำ ณ รันไทม์ ใน KASAN พื้นที่หน่วยความจำเคอร์เนลหนึ่งในแปดนั้นมีไว้สำหรับหน่วยความจำเงา ซึ่งจะกำหนดว่าการเข้าถึงหน่วยความจำนั้นถูกต้องหรือไม่
KASAN รองรับสถาปัตยกรรม x86_64 และ arm64 มันเป็นส่วนหนึ่งของเคอร์เนลอัปสตรีมตั้งแต่ 4.0 และได้รับแบ็คพอร์ตไปยังเคอร์เนลที่ใช้ Android 3.18
นอกจาก KASAN แล้ว kcov ยังเป็นการดัดแปลงเคอร์เนลอีกตัวหนึ่งที่มีประโยชน์สำหรับการทดสอบ kcov ได้รับการพัฒนาเพื่อให้สามารถทดสอบฟัซซี่ที่มีการชี้นำความครอบคลุมในเคอร์เนลได้ โดยวัดความครอบคลุมในแง่ของอินพุต syscall และมีประโยชน์กับระบบ fuzzing เช่น syzkaller
การนำไปปฏิบัติ
หากต้องการคอมไพล์เคอร์เนลโดยเปิดใช้งาน KASAN และ kcov ให้เพิ่มแฟล็กบิลด์ต่อไปนี้ในการกำหนดค่าบิลด์เคอร์เนลของคุณ:
CONFIG_KASAN CONFIG_KASAN_INLINE CONFIG_TEST_KASAN CONFIG_KCOV CONFIG_SLUB CONFIG_SLUB_DEBUG CONFIG_CC_OPTIMIZE_FOR_SIZE
และถอดสิ่งต่อไปนี้:
CONFIG_SLUB_DEBUG_ON CONFIG_SLUB_DEBUG_PANIC_ON CONFIG_KASAN_OUTLINE CONFIG_KERNEL_LZ4
จากนั้นสร้างและแฟลชเคอร์เนลของคุณตามปกติ เคอร์เนล KASAN มีขนาดใหญ่กว่าเดิมมาก หากจำเป็น ให้แก้ไขพารามิเตอร์การบูตและการตั้งค่า bootloader เพื่อนำมาพิจารณา
หลังจากกระพริบเคอร์เนลแล้ว ให้ตรวจสอบบันทึกการบูตเคอร์เนลเพื่อดูว่า KASAN เปิดใช้งานและทำงานอยู่หรือไม่ เคอร์เนลจะเริ่มต้นด้วยข้อมูลแผนที่หน่วยความจำสำหรับ KASAN เช่น:
... [ 0.000000] c0 0 Virtual kernel memory layout: [ 0.000000] c0 0 kasan : 0xffffff8000000000 - 0xffffff9000000000 ( 64 GB) [ 0.000000] c0 0 vmalloc : 0xffffff9000010000 - 0xffffffbdbfff0000 ( 182 GB) [ 0.000000] c0 0 vmemmap : 0xffffffbdc0000000 - 0xffffffbfc0000000 ( 8 GB maximum) [ 0.000000] c0 0 0xffffffbdc0000000 - 0xffffffbdc3f95400 ( 63 MB actual) [ 0.000000] c0 0 PCI I/O : 0xffffffbffa000000 - 0xffffffbffb000000 ( 16 MB) [ 0.000000] c0 0 fixed : 0xffffffbffbdfd000 - 0xffffffbffbdff000 ( 8 KB) [ 0.000000] c0 0 modules : 0xffffffbffc000000 - 0xffffffc000000000 ( 64 MB) [ 0.000000] c0 0 memory : 0xffffffc000000000 - 0xffffffc0fe550000 ( 4069 MB) [ 0.000000] c0 0 .init : 0xffffffc001d33000 - 0xffffffc001dce000 ( 620 KB) [ 0.000000] c0 0 .text : 0xffffffc000080000 - 0xffffffc001d32284 ( 29385 KB) ...
และนี่คือลักษณะของข้อบกพร่อง:
[ 18.539668] c3 1 ================================================================== [ 18.547662] c3 1 BUG: KASAN: null-ptr-deref on address 0000000000000008 [ 18.554689] c3 1 Read of size 8 by task swapper/0/1 [ 18.559988] c3 1 CPU: 3 PID: 1 Comm: swapper/0 Tainted: G W 3.18.24-xxx #1 [ 18.569275] c3 1 Hardware name: Android Device [ 18.577433] c3 1 Call trace: [ 18.580739] c3 1 [<ffffffc00008b32c>] dump_backtrace+0x0/0x2c4 [ 18.586985] c3 1 [<ffffffc00008b600>] show_stack+0x10/0x1c [ 18.592889] c3 1 [<ffffffc001481194>] dump_stack+0x74/0xc8 [ 18.598792] c3 1 [<ffffffc000202ee0>] kasan_report+0x11c/0x4d0 [ 18.605038] c3 1 [<ffffffc00020286c>] __asan_load8+0x20/0x80 [ 18.611115] c3 1 [<ffffffc000bdefe8>] android_verity_ctr+0x8cc/0x1024 [ 18.617976] c3 1 [<ffffffc000bcaa2c>] dm_table_add_target+0x3dc/0x50c [ 18.624832] c3 1 [<ffffffc001bdbe60>] dm_run_setup+0x50c/0x678 [ 18.631082] c3 1 [<ffffffc001bda8c0>] prepare_namespace+0x44/0x1ac [ 18.637676] c3 1 [<ffffffc001bda170>] kernel_init_freeable+0x328/0x364 [ 18.644625] c3 1 [<ffffffc001478e20>] kernel_init+0x10/0xd8 [ 18.650613] c3 1 ==================================================================
นอกจากนี้ หากเปิดใช้งานโมดูลในเคอร์เนลของคุณ คุณสามารถโหลดโมดูลเคอร์เนล test_kasan เพื่อการทดสอบเพิ่มเติมได้ โมดูลพยายามเข้าถึงหน่วยความจำนอกขอบเขตและใช้งานได้ฟรี และมีประโยชน์ในการตรวจสอบว่าคุณเปิดใช้งาน KASan บนอุปกรณ์เป้าหมายอย่างถูกต้อง