2014年4月8日，互联网上曝出了严重一个漏洞称为 Heartbleed。 Heartbleed 漏洞, 造成许任何人在互联网上阅读系统的内存保护脆弱的OpenSSL的软件版本。 这种妥协密钥用于识别服务提供者和加密流量,用户名和密码的和实际的内容。 这允许攻击者窃听通信、窃取数据直接从服务和用户和模拟服务和用户。
0x00 背景
原作者：Sean Cassidy 原作者Twitter：@ex509 原作者博客：https://blog.existentialize.com 来源：https://blog.existentialize.com/diagnosis-of-the-openssl-heartbleed-bug.html
当我分析GnuTLS的漏洞的时候，我曾经说过，那不会是我们看到的最后一个TLS栈上的严重bug。然而我没想到这次OpenSSL的bug会如此严重。
OpenSSL“心脏出血”漏洞是一个非常严重的问题。这个漏洞使攻击者能够从内存中读取多达64 KB的数据。一些安全研究员表示：
无需任何特权信息或身份验证，我们就可以从我们自己的（测试机上）偷来X.509证书的私钥、用户名与密码、聊天工具的消息、电子邮件以及重要的商业文档和通信等数据。
这一切是如何发生的呢？让我们一起从代码中一探究竟吧。
0x01 Bug
请看ssl/dl_both.c，漏洞的补丁从这行语句开始：
intdtls1_process_heartbeat(SSL *s) { unsigned char *p = &s->s3->rrec.data[0], *pl; unsigned short hbtype; unsigned int payload; unsigned int padding = 16; /* Use minimum padding */一上来我们就拿到了一个指向一条SSLv3记录中数据的指针。结构体SSL3_RECORD的定义如下（译者注：结构体SSL3_RECORD不是SSLv3记录的实际存储格式。一条SSLv3记录所遵循的存储格式请参见下文分析）：
typedef struct ssl3_record_st { int type; /* type of record */ unsigned int length; /* How many bytes available */ unsigned int off; /* read/write offset into 'buf' */ unsigned char *data; /* pointer to the record data */ unsigned char *input; /* where the decode bytes are */ unsigned char *comp; /* only used with decompression - malloc()ed */ unsigned long epoch; /* epoch number, needed by DTLS1 */ unsigned char seq_num[8]; /* sequence number, needed by DTLS1 */ } SSL3_RECORD;/* Read type and payload length first */hbtype = *p++;n2s(p, payload);pl = p;这个函数的后面进行了以下工作：
unsigned char *buffer, *bp;int r;/* Allocate memory for the response, size is 1 byte * message type, plus 2 bytes payload length, plus * payload, plus padding */buffer = OPENSSL_malloc(1 + 2 + payload + padding);bp = buffer;/* Enter response type, length and copy payload */*bp++ = TLS1_HB_RESPONSE;s2n(payload, bp);memcpy(bp, pl, payload);0x01a 用户可以控制变量payload和pl
如果用户并没有在心跳包中提供足够多的数据，会导致什么问题？比如pl指向的数据实际上只有一个字节，那么memcpy会把这条SSLv3记录之后的数据——无论那些数据是什么——都复制出来。
很明显，SSLv3记录附近有不少东西。
说实话，我对发现了OpenSSL“心脏出血”漏洞的那些人的声明感到吃惊。当我听到他们的声明时，我认为64 KB数据根本不足以推算出像私钥一类的数据。至少在x86上，堆是向高地址增长的，所以我认为对指针pl的读取只能读到新分配的内存区域，例如指针bp指向的区域。存储私钥和其它信息的内存区域的分配早于对指针pl指向的内存区域的分配，所以攻击者是无法读到那些敏感数据的。当然，考虑到现代malloc的各种神奇实现，我的推断并不总是成立的。
当然，你也没办法读取其它进程的数据，所以“重要的商业文档”必须位于当前进程的内存区域中、小于64 KB，并且刚好位于指针pl指向的内存块附近。
研究者声称他们成功恢复了密钥，我希望能看到PoC。如果你找到了PoC，请联系我。
0x01b 漏洞修补
修复代码中最重要的一部分如下：
/* Read type and payload length first */if (1 + 2 + 16 > s->s3->rrec.length) return 0; /* silently discard */hbtype = *p++;n2s(p, payload);if (1 + 2 + payload + 16 > s->s3->rrec.length) return 0; /* silently discard per RFC 6520 sec. 4 */pl = p;0x02 前车之鉴
我们能从这个漏洞中学到什么呢？
我是C的粉丝。这是我最早接触的编程语言，也是我在工作中使用的第一门得心应手的语言。但是和之前相比，现在我更清楚地看到了C语言的局限性。
从GnuTLS漏洞和这个漏洞出发，我认为我们应当做到下面三条：
1. 花钱请人对像OpenSSL这样的关键安全基础设施进行安全审计；
2. 为这些库写大量的单元测试和综合测试；
3. 开始在更安全的语言中编写替代品。
考虑到使用C语言进行安全编程的困难性，我不认为还有什么其他的解决方案。我会试着做这些，你呢？
作者简介：Sean是一位关于如何把事儿干好的软件工程师。现在他在Squadron工作。Squadron是一个专为SaaS应用程序准备的配置与发布管理工具。
测试版本的结果以及检测工具：
OpenSSL 1.0.1 through 1.0.1f (inclusive) are vulnerable
OpenSSL 1.0.1g is NOT vulnerable
OpenSSL 1.0.0 branch is NOT vulnerable
OpenSSL 0.9.8 branch is NOT vulnerable