Securing the mod system of BeamNG.drive

Bc. Adam Ivora

Master's thesis

Abstract:

Pátráme, jak dochází k procesu modifikování videoher jejich komunitou, známém pod pojmem „módování“. Poté budeme zkoumat problém zabezpečení oficiálních systémů pro módování, což je problém blízký k ochranám využíváným při spouštění nedůvěryhodného kódu. Videohra, která je předmětem zkoumání, je simulátor BeamNG.drive, který má podporu pro módování v jazyce Lua. Proto analyzujeme ekosystém implementací jazyka Lua z pohledu útočníků i obránců, zkoumajíce bohatý svět možností, jak spouštět škodlivý Lua kód; a softwarové mitigace, které nám pomáhají bránit se těmto škodlivostem. Analyzujeme současný stav bezpečnosti v kontextu videoherního průmyslu vytvořením „Game Malware Survey“ – přehledu 51 populárních videoher podporujících módování. Přehled obsahuje historii relevantních bezpečnostních incidentů, které se těchto videoher týkají. Dále zkoumáme různé způsoby, jak se bránit škodlivému Lua kódu. Zaměřujeme se na účinnost ochran, ale i jejich vliv na výkon, neboť ten je u videoher důležitou proměnnou. Pro účely tohoto zkoumání jsme vyvinuli aplikaci „EMO Test Bench“, která měří efektivitu ochran pro různé implementace jazyka Lua a také vliv ochran na výkon videohry BeamNG.drive. Na základě našich analýz jsme navrhli krátkodobou a dlouhodobou strategii dalšího zabezpečení módovacího systému. Také jsme část aplikace „EMO Test Bench“ publikovali pro open-source komunitu.

Abstract:

We delve into how videogames are modified by the community, a process known as “modding”. Then, we scrutinise the security problem of safeguarding the modding system of a videogame, which is akin to protecting against the effects of executing untrusted code. Our focus is the vehicle simulator BeamNG.drive, which includes modding support in the Lua language. Thus, we analyse the Lua ecosystem from the perspective of both attackers and defenders, exploring the possibilities of running malicious code using Lua and the software mitigations that guard against these exploits. The state of videogame security is analysed by creating the Game Malware Survey – a survey of 51 popular videogames with modding support and the history of relevant related malware incidents. Furthermore, we probe into various approaches to mitigate the Lua exploits, concerned about the performance and efficacy of the mitigations. For that purpose, we developed the EMO (Exploit-Mitigation-Overhead) Test Bench application, enabling automated analysis of mitigation effectiveness on Lua implementations and performance overhead on BeamNG.drive. We propose a short-term and a long-term strategy for securing the mod system based on our findings. We also released the Lua Exploit-Mitigation part of the EMO Test Bench to the open-source community.

Keywords

sandboxing, sandbox, Lua, LuaJIT, videogames, malware, process isolation, modding, videohry, škodlivý kód, izolace procesů, módování

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 12. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 13. 2. 2024
• Supervisor: doc. RNDr. Petr Švenda, Ph.D.
• Reader: RNDr. Adam Janovský

Masaryk University

Faculty of Informatics

Master programme / field:
Computer systems, communication and security / Information security