تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائية

في مجال أمن الحاسوب ، يُعرَّف تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائي ( ACE ) بأنه قدرة المهاجم على تشغيل أي أوامر أو تعليمات برمجية يختارها على جهاز مستهدف أو في عملية مستهدفة . ^{[ 1 ]} وتُعرف ثغرة تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائي بأنها خلل أمني في البرمجيات أو الأجهزة يسمح بتنفيذ تعليمات برمجية عشوائية. ويُطلق على البرنامج المصمم لاستغلال هذه الثغرة اسم برنامج استغلال تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائي . أما القدرة على تشغيل تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائي عبر الشبكة (وخاصةً عبر شبكة واسعة النطاق مثل الإنترنت) فتُعرف غالبًا باسم تنفيذ التعليمات البرمجية عن بُعد ( RCE أو RCX ).

يشير تنفيذ التعليمات البرمجية التعسفي إلى أنه إذا أرسل شخص ما مجموعة بيانات مصممة خصيصًا إلى جهاز كمبيوتر، فبإمكانه جعله يفعل ما يشاء. ورغم أن هذا الضعف تحديدًا قد لا يسبب مشاكل حقيقية في الواقع، فقد ناقش الباحثون ما إذا كان يشير إلى ميل طبيعي لدى أجهزة الكمبيوتر لوجود ثغرات تسمح بتنفيذ التعليمات البرمجية غير المصرح بها. ^{[ 2 ]}

توجد عدة أنواع من الثغرات الأمنية التي قد تُمكّن المهاجم من تنفيذ أوامر أو تعليمات برمجية عشوائية. على سبيل المثال:

• ثغرات أمان الذاكرة مثل تجاوزات المخزن المؤقت أو عمليات القراءة الزائدة .
• ثغرات إلغاء التسلسل ^{[ 3 ]}
• ثغرات التشويش في النوع ^{[ 4 ] [ 5 ]}
• تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائية GNU ldd ^{[ 6 ]}

يُمكن تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائية عادةً من خلال التحكم في مؤشر التعليمات (مثل القفز أو التفرع ) لعملية جارية . يشير مؤشر التعليمات إلى التعليمات التالية في العملية التي سيتم تنفيذها. وبالتالي، فإن التحكم في قيمة مؤشر التعليمات يُتيح التحكم في التعليمات التي سيتم تنفيذها تاليًا. لتنفيذ تعليمات برمجية عشوائية، تقوم العديد من الثغرات الأمنية بحقن تعليمات برمجية في العملية (على سبيل المثال، عن طريق إرسال مدخلات إليها تُخزن في مخزن مؤقت للإدخال في ذاكرة الوصول العشوائي ) وتستغل ثغرة أمنية لتغيير مؤشر التعليمات ليشير إلى التعليمات البرمجية المحقونة. بعد ذلك، يتم تنفيذ التعليمات البرمجية المحقونة تلقائيًا. يستغل هذا النوع من الهجمات حقيقة أن معظم أجهزة الكمبيوتر (التي تستخدم بنية فون نيومان ) لا تُميز بشكل عام بين التعليمات البرمجية والبيانات ، ^{[ 7 ] [ 8 ]} مما يسمح بإخفاء التعليمات البرمجية الخبيثة على أنها بيانات إدخال غير ضارة. تحتوي العديد من وحدات المعالجة المركزية الحديثة على آليات تجعل هذا الأمر أكثر صعوبة، مثل بت منع التنفيذ . ^{[ 9 ] [ 10 ]}

تمكن هواة ألعاب الفيديو القديمة من اكتشاف ثغرات أمنية في ألعاب الفيديو الكلاسيكية تسمح لهم بتنفيذ تعليمات برمجية عشوائية، وذلك عادةً باستخدام تسلسل دقيق من ضغطات الأزرار في وضع اللعب المتقدم المدعوم بأداة ، مما يؤدي إلى تجاوز سعة المخزن المؤقت ، وبالتالي السماح لهم بالكتابة إلى ذاكرة محمية . في فعالية Awesome Games Done Quick 2014، تمكنت مجموعة من لاعبي السرعة من برمجة وتشغيل نسخ من ألعاب Pong و Snake و Super Mario Bros. على نسخة من لعبة Super Mario World ^{[ 12 ]،} وذلك باستخدام قراءة خارج نطاق مؤشر دالة يشير إلى مخزن مؤقت يتحكم فيه المستخدم لتنفيذ تعليمات برمجية عشوائية.

في الأول من مايو 2018، اكتشف باحث أمني ثغرة أمنية في برنامج 7-Zip لضغط الملفات . ^{[ 13 ]}

في 12 يونيو 2018، اكتشف الباحث الأمني ​​البوسني جان إيف أفينارد من موزيلا ثغرة أمنية في نظام التشغيل ويندوز 10. ^{[ 14 ]}

تعرضت لغة PHP للعديد من الثغرات الأمنية في نظام ACE. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

في 9 ديسمبر 2021، تم اكتشاف ثغرة أمنية من نوع RCE تُسمى " Log4Shell " في إطار عمل تسجيل الأحداث الشهير Log4j ، مما أثر على العديد من الخدمات بما في ذلك iCloud و Minecraft: Java Edition و Steam ، ووُصفت بأنها "أكبر وأخطر ثغرة أمنية في العقد الماضي". ^{[ 18 ] [ 19 ]}

• بلو كيب
• فولينا (ثغرة أمنية)

• سومستاد، تيودور؛ هولم، هانز؛ إكستيدت، ماتياس (يونيو 2012). "تقديرات معدلات نجاح هجمات تنفيذ التعليمات البرمجية العشوائية عن بُعد". إدارة المعلومات وأمن الحاسوب . 20 (2): 107-122 . doi : 10.1108/09685221211235625 .
• صن، إنبو؛ هان، جياكسوان؛ لي، ييكوان؛ هوانغ، تشنغ (2 يوليو 2024). "نموذج للكشف عن حمولة هجوم تنفيذ التعليمات البرمجية عن بُعد الموجه لمحتوى الحزمة" . إنترنت المستقبل . 16 (7): 235. doi : 10.3390/fi16070235 .
• جانسيفيتش، راسل جيه؛ كياياس، أنجيلوس؛ ميشيل، لوران دي؛ راسل، ألكسندر سي؛ شفارتسمان، ألكسندر إيه (2013). "الاستيلاء الخبيث على أنظمة التصويت: تنفيذ تعليمات برمجية عشوائية على محطات التصويت بالمسح الضوئي". وقائع الندوة السنوية الثامنة والعشرين لجمعية الحوسبة الآلية (ACM) حول الحوسبة التطبيقية . الصفحات 1816-1823 . doi : 10.1145/2480362.2480702 . ISBN  978-1-4503-1656-9.