機器毎のソフトウェア構成変更による攻撃難化と攻撃耐性を持つ基盤ソフトウェアの研究

通过改变各设备的软件配置，研究更难被攻击、更能抵抗攻击的基础软件

• 批准号: 22H03592
• 负责人: 山内 利宏
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03592/
• 关键词: オペレーティングシステム; セキュリティ; 仮想化技術; 基盤ソフトウェア

本年度は，研究計画に基づき，3つの課題について以下の研究を行った．（研究１）機器毎のOSやAPのカスタム化による攻撃難化手法の研究については，実行ファイルのオブジェクトファイルをリンクする順番を変更することにより，ROPなどの攻撃を困難にする手法を検討し，基本方式を実現した．この手法により，攻撃困難化が可能な攻撃について検討した．また，オープンソースソフトウェアにおけるセキュリティリスクの評価手法について検討した．（研究２）VMMによる機密情報拡散追跡と監査支援の研究については，同一VMM上のVM間の機密情報の拡散追跡と制御について検討した．同一VMM上のVM間での情報を伝搬させる処理について検討し，ソケット通信とNFSで利用するRPCに着目して，機密情報の伝搬を把握する手法を検討し，基本方式を実現した．また，複数のVMを対象とした機密情報の追跡機能において，マルチコアCPUの複数コアを用いて追跡処理を実現する手法を提案し，有効性を示した．さらに，VMMからVMのシステムコールをフックする箇所を自動的に推定する手法を提案し，有効性を示した．（研究３）OSの仮想記憶空間の隔離による攻撃耐性の向上手法の研究については，Linuxカーネルの脆弱性を悪用するPoC（Proof of Concept）コードの実行により，実行されるカーネル関数をトレースにより明らかにする手法を検討し，実現した．この機能により，カーネルの脆弱性を緩和するために，どのような処理を制限すれば良いのかを把握することができる．また，Linuxカーネル用の仮想記憶空間を複数用意し，カーネルの脆弱性を悪用するコードの実行により，重要なカーネルデータや保護機能のコードが改ざんされるのを防止する機構を検討し，有効性を示した．また，Linuxカーネルのメモリをページ単位でアクセス制御する手法を提案し，攻撃コードによる改ざんを防止できることを示した．

This year, the research plan is based on the research plan, and the following research projects are implemented. (Study 1) A study on attack difficulty reduction techniques for OS and AP in each machine was carried out. The basic methods were discussed. This technique is difficult to attack. It is possible to attack. In addition to the above, it is also possible to select the appropriate software for the application. (Study 2) VMM secret information tracking and monitoring support research, secret information tracking and control between VMs on the same VMM. Information transfer between VMs on the same VMM is handled in a way that enables communication and NFS usage. RPC is used to detect information transfer between VMs. The basic approach is implemented. A method for realizing the tracing of a plurality of VM images is proposed. In addition, VMM has proposed an automatic method for determining whether the VM is active or not. (Study 3) A Study on the Attack Tolerance of OS's Memory Space Isolation and Its Upward Methods. In this study, the vulnerability of Linux's network was investigated and realized by PoC (Proof of Concept). The vulnerability of this function is mitigated. In addition, the memory space for Linux production is intended for multiple purposes, and the vulnerability of production is used to implement the mechanism for preventing the change of important production and protection functions. In addition, the Linux server should be able to prevent the failure of the server by proposing a method to attack the server.

项目成果

権限情報の動的な再配置による特権昇格攻撃防止手法の提案と評価

通过动态重定位权限信息防止权限升级攻击的方法的提出和评估

• 发表时间: 2022
• 作者: Masaya Sato;Taku Omori;Toshihiro Yamauchi;Hideo Taniguchi;葛野 弘樹，矢野 智彦，山内 利宏;大森 卓，佐藤 将也，山内 利宏，谷口 秀夫;葛野 弘樹，山内 利宏
• 通讯作者: 葛野 弘樹，山内 利宏

Mitigating Foreshadow Side-channel Attack Using Dedicated Kernel Memory Mechanism

使用专用内核内存机制减轻 Foreshadow 侧信道攻击

• DOI: 10.2197/ipsjjip.30.796
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Information Processing
• 作者: Kuzuno Hiroki;Yamauchi Toshihiro
• 通讯作者: Yamauchi Toshihiro

VM間通信に対応したKVM上の機密情報の拡散追跡機能の実現

实现跟踪KVM上机密信息传播的功能，支持VM间通信

• 发表时间: 2023
• 作者: Sato Masaya;Nakamura Ryosuke;Yamauchi Toshihiro;Taniguchi Hideo;葛野弘樹，矢野智彦，面和毅，山内利宏;大谷航平，小林諭，山内利宏，谷口秀夫
• 通讯作者: 大谷航平，小林諭，山内利宏，谷口秀夫

Improving Transparency of Hardware Breakpoints with Virtual Machine Introspection

通过虚拟机自省提高硬件断点的透明度

• DOI: 10.1109/iiaiaai55812.2022.00031
• 发表时间: 2022
• 期刊: Proceedings of 2022 11th International Congress on Advanced Applied Informatics (IIAI-AAI 2022)
• 作者: Sato Masaya;Nakamura Ryosuke;Yamauchi Toshihiro;Taniguchi Hideo
• 通讯作者: Taniguchi Hideo

脆弱性管理の調査を通じたソフトウェアサプライチェーンセキュリティの検討と考察

通过漏洞管理研究检查和考虑软件供应链安全

• 发表时间: 2023
• 作者: Sato Masaya;Nakamura Ryosuke;Yamauchi Toshihiro;Taniguchi Hideo;葛野弘樹，矢野智彦，面和毅，山内利宏
• 通讯作者: 葛野弘樹，矢野智彦，面和毅，山内利宏