pfaure/PSI
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Faure Paul 2022-06-27 21:48:52 +02:00
parent 7f8974af44
commit dd7370c784
7 changed files with 140 additions and 129 deletions
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2
Compilateur

@ -1 +1 @@
Subproject commit f1214cfd12d6735ba751f6f23dd61c79b92efe35 Subproject commit 3a897af896eed6e9f856c6690e80a93e1ad6e112

2
Interpreteur

@ -1 +1 @@
Subproject commit b6f5abf852d3c35b48f409db7db3b3ef08e9aebf Subproject commit 25efac091c36369dcccf71b6c85a0af0acc5bf6e

2
InterpreteurRegistres

@ -1 +1 @@
Subproject commit 084df4937324620a3651538fcf065d36353245fe Subproject commit 510d9c2d6c0fa097dfc3c1d5713e2a0a05ab84bc

120
Makefile
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@ -1,61 +1,61 @@
SOURCE=null SOURCE=null
QUOI=null WHAT=null
default: default:
@echo "Specifiez une cible [secure|unsecure|compile|exec|exec_secure|exec_unsecure|clean]" @echo "Specify target [secure|unsecure|build|exec|exec_secure|exec_unsecure|clean]"
secure: secure:
@sed -i 's/#define SECURISED (0)/#define SECURISED (1)/g' Interpreteur/Tables/tables.c InterpreteurRegistres/Tables/tables.c Compilateur/Lex_Yacc/as.y @sed -i 's/#define SECURED (0)/#define SECURED (1)/g' Interpreteur/Tables/tables.c InterpreteurRegistres/Tables/tables.c Compilateur/Lex_Yacc/as.y
@sed -i 's/constant SECURISED : boolean := false;/constant SECURISED : boolean := true;/g' Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/System.vhd @sed -i 's/constant SECURED : boolean := false;/constant SECURED : boolean := true;/g' Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/System.vhd
unsecure: unsecure:
@sed -i 's/#define SECURISED (1)/#define SECURISED (0)/g' Interpreteur/Tables/tables.c InterpreteurRegistres/Tables/tables.c Compilateur/Lex_Yacc/as.y @sed -i 's/#define SECURED (1)/#define SECURED (0)/g' Interpreteur/Tables/tables.c InterpreteurRegistres/Tables/tables.c Compilateur/Lex_Yacc/as.y
@sed -i 's/constant SECURISED : boolean := true;/constant SECURISED : boolean := false;/g' Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/System.vhd @sed -i 's/constant SECURED : boolean := true;/constant SECURED : boolean := false;/g' Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/System.vhd
compile: build:
ifeq ($(QUOI),null) ifeq ($(WHAT),null)
@echo "USAGE : make compile QUOI=\"[compilateur|interpreteur|interpreteur_registres|cross_assembleur|all]\"" @echo "USAGE : make build WHAT=\"[compiler|interpreter|interpreter_registers|cross_assembler|all]\""
else else
ifeq ($(QUOI),compilateur) ifeq ($(WHAT),compiler)
@echo "Compilation du compilateur" @echo "Building compiler"
$(MAKE) -C Compilateur build $(MAKE) -C Compilateur build
@echo "Compilation terminée" @echo "Compiler built"
else ifeq ($(QUOI),cross_assembleur) else ifeq ($(WHAT),cross_assembler)
@echo "Compilation du CrossAssembleur" @echo "Building CrossAssembler"
$(MAKE) -C CrossAssembleur build $(MAKE) -C CrossAssembleur build
@echo "Compilation terminée" @echo "CrossAssembler built"
else ifeq ($(QUOI),interpreteur) else ifeq ($(WHAT),interpreter)
@echo "Compilation de l'interpreteur" @echo "Building interpreter"
$(MAKE) -C Interpreteur build $(MAKE) -C Interpreteur build
@echo "Compilation terminée" @echo "Interpreter built"
else ifeq ($(QUOI),interpreteur_registres) else ifeq ($(WHAT),interpreter_registers)
@echo "Compilation de l'interpreteur_registres" @echo "Building interpreter_registers"
$(MAKE) -C InterpreteurRegistres build $(MAKE) -C InterpreteurRegistres build
@echo "Compilation terminée" @echo "Interpreter_registers built"
else ifeq ($(QUOI),all) else ifeq ($(WHAT),all)
@echo "Compilation du compilateur" @echo "Building compiler"
$(MAKE) -C Compilateur build $(MAKE) -C Compilateur build
@echo "Compilation terminée" @echo "Compiler built"
@echo "Compilation de l'interpreteur" @echo "Building interpreter"
$(MAKE) -C Interpreteur build $(MAKE) -C Interpreteur build
@echo "Compilation terminée" @echo "Interpreter built"
@echo "Compilation du CrossAssembleur" @echo "Building CrossAssembler"
$(MAKE) -C CrossAssembleur build $(MAKE) -C CrossAssembleur build
@echo "Compilation terminée" @echo "CrossAssembler built"
@echo "Compilation de l'interpreteur_registres" @echo "Building interpreter_registers"
$(MAKE) -C InterpreteurRegistres build $(MAKE) -C InterpreteurRegistres build
@echo "Compilation terminée" @echo "Interpreter_registers built"
else else
@echo "USAGE : make compile QUOI=\"[compilateur|interpreteur|interpreteur_registres|cross_assembleur|all]\"" @echo "USAGE : make build WHAT=\"[compiler|interpreter|interpreter_registers|cross_assembler|all]\""
endif endif
endif endif
@ -77,51 +77,51 @@ exec_unsecure: unsecure compile exec
exec: exec:
ifeq ($(SOURCE),null) ifeq ($(SOURCE),null)
@echo "USAGE : make exec SOURCE=\"file_name\" QUOI=\"[compile|interprete|interprete_registres|cross_assemble|load|all]\"" @echo "USAGE : make exec SOURCE=\"file_name\" WHAT=\"[compile|interprete|interprete_registers|cross_assemble|load|all]\""
else else
ifeq ($(QUOI),null) ifeq ($(WHAT),null)
@echo "USAGE : make exec SOURCE=\"file_name\" QUOI=\"[compile|interprete|interprete_registres|cross_assemble|load|all]\"" @echo "USAGE : make exec SOURCE=\"file_name\" WHAT=\"[compile|interprete|interprete_registers|cross_assemble|load|all]\""
else else
ifeq ($(QUOI),compile) ifeq ($(WHAT),compile)
@echo "Compilation" @echo "Building program"
cat $(SOURCE).c | Compilateur/rondoudou_gcc cat $(SOURCE).c | Compilateur/rondoudou_gcc
@mv output.txt $(SOURCE).memasm @mv output.txt $(SOURCE).memasm
@echo "Compilation terminée" @echo "Program built"
else ifeq ($(QUOI),interprete) else ifeq ($(WHAT),interprete)
@echo "Interpretation" @echo "Interpreting program"
Interpreteur/rondoudou_interpreter $(SOURCE).memasm Interpreteur/rondoudou_interpreter $(SOURCE).memasm
@echo "Interpretation terminée" @echo "Program interpreted"
else ifeq ($(QUOI),interprete_registres) else ifeq ($(WHAT),interprete_registers)
@echo "Interpretation registres" @echo "Interpreting registers program"
InterpreteurRegistres/rondoudou_interpreter_registres $(SOURCE).regasm InterpreteurRegistres/rondoudou_interpreter_registers $(SOURCE).regasm
@echo "Interpretation registres terminée" @echo "Registers program interpreted"
else ifeq ($(QUOI),cross_assemble) else ifeq ($(WHAT),cross_assemble)
@echo "CrossAssemblage" @echo "CrossAssembling program"
cat $(SOURCE).memasm | CrossAssembleur/rondoudou_cross_assembleur cat $(SOURCE).memasm | CrossAssembleur/rondoudou_cross_assembler
@mv output.asm $(SOURCE).regasm @mv output.asm $(SOURCE).regasm
@mv output.bin $(SOURCE).bin @mv output.bin $(SOURCE).bin
@echo "CrossAssemblage terminé" @echo "Program CrossAssembled"
else ifeq ($(QUOI),load) else ifeq ($(WHAT),load)
@echo "Chargement du binaire" @echo "Loading binairy program"
@sed -r "s/signal MEMORY : STD_LOGIC_VECTOR \(\(Mem_Size \* Nb_bits\)-1 downto 0\) := \"[01]*\";/signal MEMORY : STD_LOGIC_VECTOR \(\(Mem_Size \* Nb_bits\)-1 downto 0\) := $$(cat $(SOURCE).bin);/g" Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/MemoireInstructions.vhd > $(SOURCE).tmp.vhd @sed -r "s/signal MEMORY : STD_LOGIC_VECTOR \(\(Mem_Size \* Nb_bits\)-1 downto 0\) := \"[01]*\";/signal MEMORY : STD_LOGIC_VECTOR \(\(Mem_Size \* Nb_bits\)-1 downto 0\) := $$(cat $(SOURCE).bin);/g" Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/MemoireInstructions.vhd > $(SOURCE).tmp.vhd
@mv $(SOURCE).tmp.vhd Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/MemoireInstructions.vhd @mv $(SOURCE).tmp.vhd Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/MemoireInstructions.vhd
@echo "Chargement du binaire terminé" @echo "Binairy program loaded"
else ifeq ($(QUOI),all) else ifeq ($(WHAT),all)
@echo "Compilation" @echo "Building program"
cat $(SOURCE).c | Compilateur/rondoudou_gcc cat $(SOURCE).c | Compilateur/rondoudou_gcc
@mv output.txt $(SOURCE).memasm @mv output.txt $(SOURCE).memasm
@echo "Compilation terminée" @echo "Program built"
@echo "CrossAssemblage" @echo "CrossAssembling program"
cat $(SOURCE).memasm | CrossAssembleur/rondoudou_cross_assembleur cat $(SOURCE).memasm | CrossAssembleur/rondoudou_cross_assembler
@mv output.asm $(SOURCE).regasm @mv output.asm $(SOURCE).regasm
@mv output.bin $(SOURCE).bin @mv output.bin $(SOURCE).bin
@echo "CrossAssemblage terminé" @echo "Program CrossAssembled"
@echo "Chargement du binaire" @echo "Loading binairy program"
@sed -r "s/signal MEMORY : STD_LOGIC_VECTOR \(\(Mem_Size \* Nb_bits\)-1 downto 0\) := \"[01]*\";/signal MEMORY : STD_LOGIC_VECTOR \(\(Mem_Size \* Nb_bits\)-1 downto 0\) := $$(cat $(SOURCE).bin);/g" Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/MemoireInstructions.vhd > $(SOURCE).tmp.vhd @sed -r "s/signal MEMORY : STD_LOGIC_VECTOR \(\(Mem_Size \* Nb_bits\)-1 downto 0\) := \"[01]*\";/signal MEMORY : STD_LOGIC_VECTOR \(\(Mem_Size \* Nb_bits\)-1 downto 0\) := $$(cat $(SOURCE).bin);/g" Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/MemoireInstructions.vhd > $(SOURCE).tmp.vhd
@mv $(SOURCE).tmp.vhd Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/MemoireInstructions.vhd @mv $(SOURCE).tmp.vhd Processeur/Processeur.srcs/sources_1/new/MemoireInstructions.vhd
@echo "Chargement du binaire terminé" @echo "Binairy program loaded"
else else
@echo "USAGE : make exec SOURCE=\"file_name\" QUOI=\"[compile|interprete|interprete_registres|cross_assemble|load|all]\"" @echo "USAGE : make exec SOURCE=\"file_name\" WHAT=\"[compile|interprete|interprete_registers|cross_assemble|load|all]\""
endif endif
endif endif
endif endif

2
Processeur

@ -1 +1 @@
Subproject commit 6eca866e4333a2352d638e7a4a42b7a789969bf7 Subproject commit e46d1700b3e45fe7af436db2d03649a68b7af6ed

123
ReadMe.md
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@ -1,106 +1,117 @@
# Processeur sécurisé # Secured processor
This repository gathers the different components allowing to execute a program written in a language derived from C on a processor secured against the hijacking of the execution flow by buffer overflow.
The built and execution process is divided into 5 steps, 3 mandatory and 2 optional.
Ce dépot regroupe les différents composants permettant d'exécuter un programme écrit dans un langage dérivé du C sur un processeur sécurisé contre le détournement du flot d'exécution par buffer overflow. - Build the program thanks to the *Compilateur* module, this will generate a first assembly code without registers.
- Optional: Interpret this assembly code with the *Interpreteur* module to check the behaviour of the program.
La chaine est divisée en 5 étapes, 3 obligatoires et 2 facultatives. - Add registers management into the assembly code with the *CrossAssembleur* module.
- Optional: Interpret this assembly code with the *InterpreteurRegistres* module to check the behaviour of the program
- Compiler le code avec le module *Compilateur*, cela va généré un premier code assembleur sans registres. - Run the program into the processor designed in VHDL
- Facultatif : Interpreter ce code assembleur avec le module *Interpreteur* pour vérifier le comportement du programme.
- Intégrer les registres dans le code assembleur avec le module *CrossAssembleur*.
- Facultatif : Interpreter ce code assembleur avec le module *InterpreteurRegistres* pour vérifier le comportement du programme.
- Exécuter le code sur le processeur sur un FPGA
### Technologies : ### Technologies :
- Compilateur : Lex Yacc (flex et bison), C (gcc), Makefile (make) - Development OS : Ubuntu 20.04.4 LTS
- Interpreteur : Lex Yacc (flex et bison), C (gcc), Makefile (make)
- CrossAssembleur : Lex Yacc (flex et bison), C (gcc), Makefile (make)
- CompilateurRegistre : Lex Yacc (flex et bison), C (gcc), Makefile (make)
- Processeur : Digilent FPGA Basys3 Artix7, Vivado (2016.4)
### Mots clés : - Compilateur (Compiler) : Lex Yacc (flex et bison), C (gcc), Makefile (make)
Sécurité, BufferOverflow, BOF, Processeur, Compilateur, FPGA. - Interpreteur (Interpreter) : Lex Yacc (flex et bison), C (gcc), Makefile (make)
- CrossAssembleur (CrossAssembler) : Lex Yacc (flex et bison), C (gcc), Makefile (make)
- InterpreteurRegistres (InterpreterRegisters) : Lex Yacc (flex et bison), C (gcc), Makefile (make)
- Processeur (Processor) : Digilent FPGA Basys3 Artix7, Vivado (2018.2)
# Utilisation ### Key words :
Security, Secured, BufferOverflow, BOF, Processor, Compiler, FPGA; Basys3.
Pour cloner le GIT **ET** les sous modules, veuillez utiliser la commande : # Usage
To clone the project **including** submodules, use:
``` bash ``` bash
git clone --recurse-submodules https://git.etud.insa-toulouse.fr/pfaure/PSI.git git clone --recurse-submodules https://git.etud.insa-toulouse.fr/pfaure/PSI.git
``` ```
Si vous avez cloné le dépot de manière "classique", vous pouvez utiliser les commandes suivantes afin de télécharger les sous-modules : If you have cloned the repository in the "classic" way, to download submodules use:
``` bash ``` bash
git submodule init git submodule init
git submodule update git submodule update
``` ```
Un Makefile a été inclus afin de simplifier la chaine de compilation et d'exécution. A Makefile has been included to simplify build and usage of the project.
## Versions ## Versions
Attention, il existe deux versions du projet, une avec la sécurité implémentée, et une sans. Soyez vigilent a avoir les modules dans la même version. Pour compilateur, il faut juste changer la valeur du *#define SECURISED ()*. Pour les interpreteurs et le processeur il s'agit de branches différentes. Please note that there are two versions of the project, one with the security implemented, and one without.
Be careful to have all modules in the same version. The best way is to use the following commands to change the version:
### Compilation du projet
#### Compilation de tout le projet :
``` bash ``` bash
make compile QUOI="all" make secure
``` ```
#### Compilation du Compilateur uniquement : or
``` bash ``` bash
make compile QUOI="compilateur" make unsecure
``` ```
#### Compilation de l'Interpreteur uniquement : ### Building the project
#### Building the whole project at once:
``` bash ``` bash
make compile QUOI="interpreteur" make build WHAT="all"
``` ```
#### Compilation du CrossAssembleur uniquement : #### Building compiler only:
``` bash ``` bash
make compile QUOI="cross_assembleur" make build WHAT="compilater"
``` ```
#### Compilation de l'InterpreteurRegistres uniquement : #### Building interpreter only:
``` bash ``` bash
make compile QUOI="interpreteur_registres" make build WHAT="interpreter"
``` ```
### Exploitation du projet #### Building CrossAssembler only:
#### Réalisation de toute la chaine :
``` bash ``` bash
make exec QUOI="all" SOURCE="prefixe_file" make compile WHAT="cross_assembler"
``` ```
Ceci va compiler le fichier **prefixe_file.c**, générer les fichiers assembleur et binaire, et modifier le code du processeur pour charger le programme. (Ne réalise pas les étapes facultatives)
#### Compilation d'un fichier : #### Building interpreter registers only:
``` bash ``` bash
make exec QUOI="compile" SOURCE="prefixe_file" make build WHAT="interpreter_registers"
``` ```
Ceci va compiler le fichier **prefixe_file.c** et générer le fichier assembleur orienté mémoire **prefixe_file.memasm**
#### Interpretation d'un assembleur mémoire : ### Using the project
``` bash
make exec QUOI="interprete" SOURCE="prefixe_file"
```
Ceci va interpreter le fichier **prefixe_file.memasm**
#### CrossAssemblage d'un assembleur mémoire : #### Build, crossassemble and load program at once:
``` bash ``` bash
make exec QUOI="cross_assemble" SOURCE="prefixe_file" make exec WHAT="all" SOURCE="program_file_without_extension"
``` ```
Ceci va transformer le fichier **prefixe_file.memasm** en fichier **prefixe_file.regasm** afin d'intégrer les registres This will build **program_file_without_extension.c**, generate the assembly and binary files, and modify the processor code to load the program. (Does not perform the optional steps)
#### Interpretation d'un assembleur registre : #### Build program only:
``` bash ``` bash
make exec QUOI="interprete_registres" SOURCE="prefixe_file" make exec WHAT="compile" SOURCE="program_file_without_extension"
``` ```
Ceci va interpreter le fichier **prefixe_file.regasm** This will build **program_file_without_extension.c** and generate the memory-oriented assembly file **prefixe_file.memasm**
#### Charger le programme dans le code VHDL du processeur : #### Interpret a memory-oriented assembly program:
``` bash ``` bash
make exec QUOI="load" SOURCE="prefixe_file" make exec WHAT="interprete" SOURCE="program_file_without_extension"
``` ```
Ceci va injecter le code du fichier **prefixe_file.bin** dans la mémoire d'instruction This will interpret the **program_file_without_extension.memasm**
#### CrossAssemble a memory-oriented assembly program:
``` bash
make exec WHAT="cross_assemble" SOURCE="program_file_without_extension"
```
This will transform **program_file_without_extension.memasm** into **program_file_without_extension.regasm** adding registers management
#### Interpret a registers-oriented assembly program:
``` bash
make exec WHAT="interprete_registers" SOURCE="program_file_without_extension"
```
This will interpret the **program_file_without_extension.regasm**
#### Load binary program into the processor:
``` bash
make exec WHAT="load" SOURCE="program_file_without_extension"
```
This will add binary file **program_file_without_extension.bin** into the processor's instructions memory

18
prog_vulnerable.c
View file

@ -1,7 +1,7 @@
int lire_tableau() { int read_array() {
int tab[5] = {0,0,0,0,0}; int my_array[5] = {0,0,0,0,0};
print("Veuillez saisir \nune valeur :\n"); print("Please enter \na value:\n");
int val = get(); int val = get();
int i = 1; int i = 1;
@ -11,7 +11,7 @@ int lire_tableau() {
} }
} }
int youVeBeenHacked() { int you_have_been_hacked() {
print("\0\n\nYOU'VE BEEN HACKED\n\n"); print("\0\n\nYOU'VE BEEN HACKED\n\n");
print(" (__)\n"); print(" (__)\n");
print(" (|) (00)\n"); print(" (|) (00)\n");
@ -22,16 +22,16 @@ int youVeBeenHacked() {
} }
} }
int legitimeFunction() { int legitimate_function() {
print("Fonction legitime\n"); print("Legitimate function\n");
} }
int main() { int main() {
print("Debut du programme\n\n"); print("Program begin\n\n");
int a = 0; int a = 0;
int b = 0; int b = 0;
lire_tableau(); read_array();
legitimeFunction(); legitimate_function();
print("a="); print("a=");
print(a); print(a);
print("\n"); print("\n");