Tecniche di Protezione del Software

In questo corso saranno analizzati i principi della software security. Piu` in dettaglio saranno introdotti i principali attacchi low-level memory errors: buffer overflow, heap overflow e Use After Free. Verranno analizzate inoltre le difese per bloccare tali attacchi insieme ai concetti di memory and spatial safety. Per la parte finale verranno introdotti i concetti di symbolic execution applicati alla scoperta di vulnerabilita` nell'ambito del fuzzing. Particolare enfasi verrà posta sugli aspetti pratici dei vari problemi trattati senza ovviamente trascurare le implicazioni teoriche ad essi correlate. Viste le modalità di svolgimento del corso e delle prove d'esame si incoraggiano vivamente gli studenti interessati al corso a frequentarne assiduamente le lezioni.

Obiettivi Formativi

Al termine del corso lo studente che avrà superato con profitto l'esame sarà in grado di:

Descrivere e scrivere le principali forme di memory error exploit

Descrivere i principali sistemi di difesa nell'ambito dei memory error

Effettuare l'analisi del codice per programmi di piccole dimensioni

Usare un debugger

Descrivere le tecniche piú importanti di analisi del software (Symbolic execution, Fuzzing, ...)

Prerequisiti

Al fine di poter trarre il massimo profitto dal corso gli studenti interessati a frequentarlo devono possedere i seguenti requisiti:

Saper gestire autonomamente un sistema Linux/Windows/MacOS

Saper scrivere programmi in C

Saper usare un emulatore QEMU/VMware

Aver frequentato il corso di Sicurezza 1

Descrivere le tecniche piú importanti di analisi del software (Symbolic execution, Fuzzing, ...)

Studenti che NON posseggono questi requisiti possono comunque seguire il corso ma dovranno autonomamente provvedere al recupero delle suddette nozioni e capacità.

Link Utili

Sito del corso su Ariel

E' possibile consultare il calendario delle lezioni alla seguente pagina.

E' possibile consultare la pagina della passata edizione del corso al seguente link.

Istanza pwncollege per lo svolgimento degli esercizi.

Gli script mostrati durante le lezioni di laboratorio sono consultabili al seguente repository gitlab.

Le registrazioni delle lezioni di laboratorio sono consultabili al seguente link.

Argomenti trattati nelle lezioni:

Data	Argomento	Materiale didattico
26/02/2025	Low-Level attack: Buffer Overflow (Stack-Based) Part 1	Slide Buffer Overflow Aleph One paper on Buffer Overflow Shellcoder Handbook
05/03/2025	Low-Level attack: Buffer Overflow Practical Part 2	GDB Cheat Sheet GDB Peda Repository GDB Input handle Pwntools cheat sheet
12/03/2025	Low-Level attack: Heap Overflow on Metadata	Heap Overflow on Metadata Heap Overflow Repository
19/03/2025	Low-Level attack: Use After Free (UAF)	Use After Free Vulnerability
26/03/2025	Low-level defense: Memory safety and Type safety	Defense against low-level attacks Low-fat pointer technique LowFat Pointer Implementation
02/04/2025	Low-level defense: Canary, ASLR, DEP, Return Oriented Programming (ROP)	Return Oriented Programming (ROP)
09/04/2025	Low-level defense: Return Oriented Programming (ROP)	ROP Gadgets Tool Blind ROP paper x64 Syscall table
16/04/2025	Low-Level defense: Control Flow Integrity (CFI)	Control Flow Integrity (CFI) Control Flow Integrity (CFI) paper Bypassing Intel CET with Counterfeit objects Paper: Counterfeit Object-oriented Programming
23/04/2025	Program Analysis Testing for Security Purpose	Security Analysis Introduction
30/04/2025	Program Analysis I: Symbolic Execution (Introduction)	Symbolic Execution
07/05/2025	Side Channel Attacks	Meltdown & Spectre
14/05/2025	Program Analysis II: Symbolic Execution	Symbolic Execution II Klee
21/05/2025	Program Analysis II: Fuzzing	Fuzzing Techniques Klee Tutorial 1 Klee Tutorial video Qsym Hybrid Fuzzer Paper LibAFL
28/05/2025	TBD
04/06/2025	TBD

Modalità d'esame

L'esame si compone di 2 parti:

Laboratorio: consiste nello svolgimento di alcuni esercizi analoghi a quelli svolti durante il corso;

Teoria: consiste in una prova scritta o orale sugli argomenti del corso;

Docente titolare del corso

Prof. Andrea Lanzi

Ufficio 6012, Via Celoria 18, Milano 20133

Ricevimento Studenti: su appuntamento

Email: andrea.lanzi@unimi.it

Assistente laboratorio

Dott. Mirco Picca

Laboratorio LaSER, 6º Piano, Via Celoria 18, Milano 20133

Email: mirco.picca@unimi.it