Un desbordamiento de búfer (en inglés, buffer overflow) es una vulnerabilidad de seguridad que se produce cuando un programa intenta almacenar más datos en un búfer de lo que este puede contener. Un búfer es un espacio de memoria temporal que se utiliza para almacenar datos mientras se están procesando. 

Cuando se intenta almacenar más datos de los que el búfer puede contener, los datos adicionales pueden sobrescribir la memoria adyacente, lo que puede provocar errores de ejecución del programa o, en algunos casos, puede permitir a un atacante ejecutar código malicioso.

¿Cómo se produce el desbordamiento de búfer?

Los desbordamientos de búfer pueden ser causados por una variedad de factores, como la entrada de datos de usuario no validados, la ausencia de comprobaciones de límites en el código del programa, o el uso de búferes de tamaño fijo que no pueden adaptarse a entradas de datos más grandes. 

Los atacantes pueden explotar esta vulnerabilidad mediante la manipulación de los datos de entrada para sobrescribir la memoria adyacente y ejecutar código malicioso, lo que puede permitirles obtener acceso no autorizado a un sistema o robar información confidencial.

Problemas más comunes provocados por el desbordamiento de búfer

El desbordamiento de búfer conlleva consecuencias imprevisibles, como la corrupción de la memoria, fallas en programas e incluso, en el peor de los casos, la ejecución de código de manera arbitraria. Algunos problemas comunes vinculados a esta amenaza abarcan:

• Ejecución de código malicioso: Representa uno de los mayores riesgos. Los atacantes pueden aprovechar vulnerabilidades para ejecutar código malintencionado en el dispositivo de la víctima, lo que otorga un control total sobre dicho sistema.
• Denegación de servicio (DoS): Al explotar vulnerabilidades de desbordamiento, los atacantes pueden llevar a aplicaciones vulnerables al borde del colapso o incluso volver inestable el sistema operativo, dando lugar a ataques DoS.
• Sobreescritura de memoria: Los desbordamientos de búfer pueden inadvertidamente sobrescribir áreas adyacentes de la memoria, alterando el comportamiento esperado del programa y generando un comportamiento errático.
• Evadir controles de seguridad: Los desbordamientos de búfer permiten a los atacantes eludir controles de seguridad y autenticación, obteniendo acceso a áreas o datos a los que no deberían acceder.
• Revelación de información sensible: En ocasiones, los desbordamientos exponen datos sensibles almacenados en la memoria, los cuales pueden ser capturados y utilizados por los atacantes.
• Desafíos en la detección: Identificar y prevenir estos problemas puede resultar muy complicado, especialmente en aplicaciones extensas o sistemas heredados.
• Técnicas de retorno a libc: Buscan aprovechar desbordamientos de búfer para ejecutar funciones de la biblioteca estándar en lugar de inyectar y ejecutar código de shell de forma directa.
• Código heredado: Aplicaciones o sistemas antiguos que no se han revisado o actualizado pueden albergar vulnerabilidades de desbordamiento no corregidas o incluso desconocidas.

Ataques reales a causa del desbordamiento de búfer

Los desbordamientos de búfer han sido utilizados en numerosos ataques informáticos a lo largo de los años. Algunos ejemplos de ataques reales causados por desbordamientos de búfer incluyen:

• Ataque al gusano Morris (1988): Uno de los primeros ataques a gran escala de Internet. El gusano Morris se propagó explotando un desbordamiento de búfer en el comando “fingerd” en sistemas Unix.
• Ataque Code Red (2001): Este gusano se propagó explotando un desbordamiento de búfer en el servicio de Microsoft Internet Information Services (IIS). El ataque afectó a miles de servidores web.
• Slammer (2003): También conocido como SQL Slammer, este gusano se propagó explotando una vulnerabilidad de desbordamiento de búfer en Microsoft SQL Server. Causó una interrupción masiva de Internet en todo el mundo.
• Ataques a navegadores web (varios años): Los desbordamientos de búfer se han utilizado repetidamente para atacar navegadores web como Internet Explorer, Firefox y Chrome. Estos ataques a menudo involucran la explotación de vulnerabilidades en la interpretación de JavaScript o en los motores de renderizado.
• Heartbleed (2014): Aunque no fue un desbordamiento de búfer en el sentido clásico, fue una vulnerabilidad crítica en la implementación de OpenSSL que permitía el acceso no autorizado a la memoria del servidor. Esto podría exponer claves privadas y otra información sensible.
• Shellshock (2014): Este ataque explotó una vulnerabilidad en Bash, un popular intérprete de comandos en sistemas Unix y Linux, causado por un desbordamiento de búfer. Permitía a los atacantes ejecutar comandos arbitrarios en sistemas vulnerables.
• Spectre y Meltdown (2018): Aunque no son desbordamientos de búfer tradicionales, estas vulnerabilidades de seguridad afectaron a la ejecución especulativa de CPUs modernas. Podrían permitir que los atacantes accedieran a datos sensibles.

¿Cómo protegernos ante desbordamiento de búfer?

El desbordamiento de búfer es una vulnerabilidad común en la programación que puede ser explotada por atacantes para tomar el control de un sistema o ejecutar código malicioso. Para protegerte contra los desbordamientos de búfer, puedes seguir estas prácticas recomendadas:

• Valida las entradas.
• Usa funciones seguras.
• Controla límites y usa punteros seguros.
• Actualiza software y aplica seguridad en capas.
• Capacita al equipo en seguridad.
• Realiza pruebas de seguridad y monitoreo constante.