本项目可以实现在ARM架构下使用二进制插桩技术实现对二进制文件的插桩从而防御spectre攻击代码。
项目思路： 我们采用了一种基于二进制插桩的技术，针对 ARM 架构下的二进制文件进行自动化插桩， 以有效防御 Spectre 攻击。这种方法的显著特点是无需源代码支持，直接作用于编译后的二进制文件， 通过插入特定的防护代码来增强其安全性。相比传统需要源码参与的防护措施，这种方式具有更高的适用性， 特别是在面对源码不可用或不完整的情况下，依然能够为二进制程序提供有效的防御能力。 此外，该技术结合了二进制重写和动态分析的优势，能够准确定位潜在的攻击路径，从而对漏洞风险进行精细化处理，为保护 ARM 架构下的系统免受 Spectre 攻击提供了一种高效且灵活的解决方案。
1.搭建项目环境
##拉取项目
https://github.com/dnffabs/binSpectreDefense.git
##搭建retrowrite环境
cd Util/retrowrite/
##搭建虚拟环境
python3 -m venv retro
source retro/bin/activate
##安装依赖包
pip install -r requirements.txt
##检查是否配置成功
python3 retrowrite.py --help
安装成功后，会出现如下提示信息：
2.使用retrowrite工具对目标erts二进制文件反汇编，反汇编为对应的.s文件
python3 retrowrite </path/to/binary> </path/to/output>
####
例如使用retrowrite工具对二进制文件a反汇编为a.s文件：
python3 retrowrite a a.s
3.使用instrument.py脚本对目标二进制文件进行插桩
python3 instrument.py </path/to/patch.s> <function_name>
使用instrument.py脚本对.s文件进行插桩,在对应函数的汇编代码中插入防御Spectre攻击的指令
4.使用retrowrite工具将插桩后的.s文件编译为二进制文件
python3 retrowrite -a </path/to/patch.s> -o </path/to/output>
####
例如使用retrowrite工具将啊a.s文件编译为a
python3 retrowrite -a a.s -o a
5.运行插桩后的二进制文件，完成对spectre攻击的防御
./a
ARM架构 官网：https://www.arm.com/
| 设备 | 设备版本 | 说明 | 官网 |
|---|---|---|---|
| kali | >=2021.1 | 操作系统 | 进入 |
| python | >=3.8 | python环境 | 进入 |
| clang | >=9.0.1-14 | clang编译器 | 进入 |
1.在树莓派上使用对应的clang编译器编译准备好的spectre.c代码
cd test/
clang -o spectre spectre
./spectre
2.使用retrowrite工具对目标二进制文件反汇编，反汇编为patch.s
python3 retrowrite spectre patch.s
3.在patch.s中插入对应的汇编指令，完成插桩
python3 instrument.py patch.s victim_function
4.使用retrowrite工具将patch.s编译二进制文件patch
python3 retrowrite -a patch.s -o patch
5.运行插桩后的二进制文件patch，完成对spectre攻击的防御
./patch
