¿Cómo prevenir desbordamientos de búfer en aplicaciones?

Dentro del sector de desarrollo de software o aplicaciones, resulta fundamental garantizar un alto nivel de seguridad, para ofrecerles a todos los usuarios una experiencia positiva.

Pero lo cierto es que existen una gran variedad de riesgos y peligros potenciales que podrían afectar el funcionamiento de la aplicación.

Entre la gran variedad de riesgos que existen, el desbordamiento de búfer es uno de los más comunes y puede generar graves repercusiones en lo que respecta a la estabilidad de la aplicación.

Por lo tanto, si quieres prevenirlos de forma efectiva, estás de suerte, porque te traemos todos los detalles que necesitas conocer al respecto.

¿Qué es un búfer?

Antes de adentrarnos en el tema, es fundamental saber qué es un búfer. Se trata de un espacio de memoria que funciona de forma temporal, ya que su uso se centra tan solo en el almacenamiento de datos mientras estos se transfieren de un lugar a otro.

Dentro de un búfer se pueden almacenar todo tipo de datos, bien sean documentos de textos o imágenes.

El punto es que se trata de un tipo de memoria que se emplea con frecuencia para mejorar el rendimiento de las aplicaciones y sistemas virtuales.

Claro está, hay que tener en cuenta que los búferes cuentan con un tamaño y capacidad de almacenamiento muy específico y cuando se supera ese límite, pueden presentarse problemas, como es el caso del desbordamiento de búfer.

¿Qué es un desbordamiento de búfer?

Tal y como su nombre lo indica, este es un tipo de problema que se genera cuando se introduce una cantidad de datos superior a la que el búfer en realidad puede manejar. De allí que se diga que este se desborda.

Cuando esto sucede, el problema que se genera es que sobrescriben las ubicaciones en otros tipos de memorias del sistema.

Es decir, cuando se supera el espacio del búfer, la información que se intentaba almacenar allí pasa a ocupar espacio de otras memorias y reemplazar los datos que ya se encontraban allí, que bien podrían ser muy importantes.

Ahora bien, el desbordamiento de un búfer no solo es preocupante por los cambios que se generarían en las memorias y en los datos, sino también porque los ciberdelincuentes podrían aprovecharse de esta vulnerabilidad.

Ya que, cuando un búfer se encuentra desbordado, el atacante podría modificar la memoria, acceder a los datos o tomar por completo el control de la aplicación.

Consecuencias de este tipo de desbordamiento

Sin duda, el desbordamiento de búfer se presenta como un problema de gran importancia para todos los desarrolladores, ya que las consecuencias pueden ser muy variadas. Entre algunas de las principales se encuentran:

Pérdida del control

La consecuencia más peligrosa de todas, tiene que ver con la posibilidad de perder el control dentro del sistema o incluso perder el acceso a la aplicación en cuestión.

De esa manera, mientras los atacantes estén dentro de la aplicación y no cuenten con limitación alguna, pueden verse en la libertad de hacer todo lo que quieran, incluso robar los datos de información sensible.

Fallos graves en el sistema

Cuando el búfer se desborda, la aplicación comienza a presentar fallas. En general, la más común de todas es la falta de disponibilidad, cosa que haría que la aplicación dejará de funcionar para todos los usuarios por igual por un tiempo ilimitado.

También es posible que los errores sean menores, como lentitud al cargar o que la aplicación se cierre sola de un momento a otro.

Ingreso de códigos maliciosos

Por supuesto, una de las principales preocupaciones de los desarrolladores cuando sucede un desbordamiento de búfer, tiene que ver con la posibilidad de que ingresen códigos maliciosos.

Los ciberdelincuentes se aprovechan de la vulnerabilidad para atacar el sistema en cuestión e introducir cualquier tipo de malware que podría generar repercusiones mucho mayores.

¿Cómo suceden los ataques de desbordamiento de búfer?

Ahora bien, cuando se habla de los ataques de desbordamiento de búfer, se hace referencia a aquellos que los ciberdelincuentes comenten cuando se ha presentado un desbordamiento en el búfer del sistema.

Por lo general, estos se producen cuando un atacante descubre la vulnerabilidad y manipula el error en cuestión para desarrollar sus actividades maliciosas.

En estos casos, el atacante se encarga de alterar la ruta de ejecución de la aplicación para así generar daños en los archivos que ya existen allí o, en su defecto, exponer los datos que están almacenados.

Claro está, también existe una gran posibilidad de que, debido a fallas en la seguridad general de la aplicación, el mismo atacante se encargue de desbordar el búfer y así atacar de la forma que quiera.

Este tipo de ataques son una gran violación del lenguaje de programación, ya que puede ser manipulado a favor de las malas intenciones del atacante.

Tipos de ataques de desbordamiento de búfer

Ahora bien, para poder protegerte de forma adecuada de los ataques de desbordamiento de búfer, es importante tener en cuenta que existen distintos tipos y estos pueden diferenciarse por su forma de atacar.

Por lo tanto, para que puedas estar mejor preparado, tienes que estar al tanto de cuáles son los tipos de ataques principales:

Ataques de desbordamiento de pila

Para iniciar, hablemos sobre los ataques de desbordamiento de pila, ya que este es uno de los más frecuentes de todos. Se genera cuando se excede el límite del búfer que se encuentra en la pila de llamadas.

En este caso, lo hace el atacante es enviar una gran cantidad de datos que poseen códigos maliciosos. De esa manera, se sobrescriben los datos que se encuentran dentro de la pila, incluso la dirección de retorno.

De esa manera, el atacante cuenta con un mayor nivel de control sobre la información almacenada, para hacer todo lo que él quiera.

Ataques de desbordamiento de enteros

En el siguiente lugar se encuentran los ataques de desbordamiento de enteros, que se producen cuando se genera una operación que da como resultado un número entero mucho mayor que el entero del búfer encargado de almacenarlo.

Este tipo de error puede generar con facilidad un desbordamiento de búfer que podría facilitar la entrada de un ciberdelincuente.

Por lo general, es una falla que se produce cuando el manejo de las variables enteras es incorrecto, por lo que es algo que se puede evitar.

Ataques de desbordamiento del montón

Otro de los tipos de ataques a tener en consideración es el del montón. Se trata de un ataque que afecta a los datos que se encuentran almacenados dentro de la reserva de la memoria abierta.

En las aplicaciones, a este tipo de espacio se le conoce como montón, de allí el nombre del ataque, porque se podría generar cuando se desborde este tipo de memoria en específico.

Ataques de cadena

Para finalizar, también hay que destacar la presencia de los ataques de cadena, en los que se explotan las funciones inseguras de la aplicación que se encargan de procesar las cadenas de textos.

De esa forma, los ciberdelincuentes tienen la oportunidad de entrar y modificar todos los componentes sensibles de la memoria, cosa que podría generar graves repercusiones en la segmentación de la aplicación.

Además, al realizar un ataque de este tipo, también se le permite la posibilidad de ejecutar códigos maliciosos. Por ende, se trata de un tipo de ataque podrían generar daños graves en la estabilidad de la aplicación y en su seguridad en general.

Consejos efectivos para prevenir desbordamientos de búfer

Si bien es cierto que los ataques de desbordamiento de búfer son más comunes de lo que nos gustaría admitir, hay que reconocer que hay varias cosas que puedes hacer para prevenirlos de forma efectiva.

Así que, si quieres proteger tu aplicación de ataques como este, te recomendamos seguir estos consejos:

Emplea lenguajes de programación seguros

Aunque esto pueda parecer algo muy simple si se tiene en consideración las repercusiones de estos ataques, lo cierto es que diseñar la aplicación con un lenguaje de programación seguro sí puede hacer la diferencia.

En la actualidad, existen algunos lenguajes que cuentan con protección integrada y entre los más reconocidos se encuentran Java, Python y Rust.

Además, tienes que tomar en cuenta cuáles son los lenguajes que suelen ser más vulnerables a ataques de este tipo y es allí donde hay que hacer mención de C, C++ y Assembly como los más débiles de la actualidad.

Activa la aleatorización del espacio de direcciones

Esta es una técnica que aleatoriza la ubicación de los datos, el código y la pila de almacenamiento en distintos espacios de la memoria, en lugar de mantenerlos en una única dirección.

Al aplicar esta táctica, a los hackers les resultará mucho más complicado intentar acceder a la plataforma o desbordar el búfer en cuestión. Por ende, las posibilidades de que se generen ataques de este estilo disminuirán de forma notable.

Según la plataforma desde la que hayas desarrollado la aplicación, esta función puede habilitarse a través del compilador o del sistema operativo.

Trabaja con técnicas de codificación

Entre otro de los consejos efectivos que puedes aplicar, se encuentra el uso de técnicas de codificación que permitan limitar el uso de ciertas funciones que pudiesen generar un desbordamiento.

Además, también se podrá limitar el uso de lenguajes que sean vulnerables y que pudiesen crear fallas en el búfer. De esa manera, te aseguras de trabajar en un entorno limitado para garantizar la funcionalidad de la aplicación a largo plazo.

Por supuesto, la elección de las limitaciones específicas que realizarás dependerá de cómo se encuentra compuesta la aplicación.

Endurece el entorno de ejecución

Cabe destacar que también existe una forma de proteger la aplicación a través del entorno de ejecución. En este caso, lo que hay que hacer es tomar todas las medidas necesarias para fortalecer su seguridad interna.

Por ejemplo, es posible evitar la ejecución de códigos en ciertas áreas o implementar medidas de autenticación en todo momento.

Mantén la aplicación actualizada y supervisada

Para finalizar, es fundamental mantener la aplicación siempre actualizada, porque de esa manera se corregirán los posibles errores que pudiesen generar una vulnerabilidad en la misma.

Cada vez que se actualiza una aplicación, se realizan correcciones de seguridad que fortalecen todo el sistema y se aplican nuevos parches en todo el sistema.

Del mismo modo, resulta conveniente supervisar con frecuencia todo lo que sucede dentro del búfer para garantizar que no ocurra ningún tipo de desbordamiento.

Conclusión

El desbordamiento de búfer es un tipo de vulnerabilidad que puede generar consecuencias importantes, pero prevenirlo es posible si se aplican los consejos mencionados.

Trabajar de forma activa en mejorar la seguridad de las aplicaciones y reducir la aparición de errores es fundamental para proteger todo el entorno digital.

Así que, ahora que ya sabes más sobre el desbordamiento de búfer, estás preparado para evitar situaciones de ese estilo.