[Dreamhack] Background: Library - Static Link vs. Dynamic Link

라이브러리

: 컴퓨터 시스템에서 프로그램들이 함수나 변수를 공유해서 사용할 수 있게 한다.

 

C언어를 비롯하여 많은 컴파일 언어들은 자주 사용되는 함수들의 정의를 묶어서 하나의 라이브러리 파일로 만들고, 이를 여러 프로그램이 공유해서 사용할 수 있도록 지원하고 있다.

라이브러리를 사용하면 같은 함수를 반복적으로 정의해야 하는 수고를 덜 수 있어서 코드 개발의 효율이 높아진다. 또한, 표준 라이브러리가 제작되어 있어서 개발자들은 쉽게 해당 함수들을 사용할 수 있다.

 

 

링크

: 프로그램에서 어떤 라이브러리의 함수를 사용한다면, 호출된 함수와 실제 라이브러리의 함수가 링크 과정에서 연결된다.

 

동적 링크

동적 링크된 바이너리를 실행하면 동적 라이브러리가 프로세스의 메모리에 매핑되고, 실행 중에 라이브러리의 함수를 호출하면 매핑된 라이브러리에서 호출할 함수의 주소를 찾고, 그 함수를 실행한다.

 

정적 링크

정적 링크를 하면 바이너리에 정적 라이브러리의 필요한 모든 함수가 포함된다.

=> 해당 함수를 호출할 때, 라이브러리를 참조하는 것이 아니라 자신의 함수를 호출하는 것처럼 호출할 수 있다.

라이브러리에서 원하는 함수를 찾지 않아도 되니 탐색의 비용이 절감되는 듯하지만, 여러 바이너리에서 라이브러리를 사용하면 그 라이브러리의 복제가 여러 번 이루어지게 되므로 용량을 낭비하게 된다.

 

 

PLT& GOT

: 라이브러리에서 동적 링크된 심볼의 주소를 찾을 때 사용하는 테이블

 

바이너리가 실행되면 ASLR에 의해 라이브러리가 임의의 주소에 매핑된다. 이 상태에서 라이브러리 함수를 호출하면, 함수의 이름을 바탕으로 라이브러리에서 심볼들을 탐색하고 해당 함수의 정의를 발견하면 그 주소로 실행 흐름을 옮기게 된다.

하지만, 반복적으로 호출되는 함수의 정의를 매번 탐색해야 한다면 비효율적이다. 그래서 ELF는 GOT라는 테이블을 두고, resolve된 함수의 주소를 해당 테이블에 저장한다. 그리고 나중에 다시 해당 함수를 호출하면 저장된 주소를 꺼내서 사용한다.

 

시스템 해킹의 관점에서 본 PLT와 GOT

앞의 예에서 GOT에 저장된 puts의 주소를 공격자가 임의로 변경할 수 있으면, 두 번째로 puts가 호출될 때 공격자가 원하는 코드가 실행되게할 수 있다.