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C语言内存篇 | 14-栈溢出攻击的原理

程序员文章站 2022-07-15 15:38:13
...

我们先来看下面的一个例子:

#include <stdio.h>

int main()
{
    char str[10] = {0};
    gets(str);
    printf("str: %s\n", str);
    return 0;
}

在 main() 函数内部定义一个字符数组,并通过 gets() 为它赋值。

在VS2010 Debug模式下运行程序,当输入的字符不超过10个时,可以正确输出,但是当输入的字符过多时,就会出现运行时错误。例如输入"12345678901234567890",就会出现下面的错误:

C语言内存篇 | 14-栈溢出攻击的原理


这是为什么呢?我们不妨先来看一下 main() 函数的栈:

C语言内存篇 | 14-栈溢出攻击的原理

局部数组也是在栈上分配内存,当输入"12345678901234567890" 时,会发生数组溢出,占用“4字节空白内存”、“old ebp”和“返回地址”所在的内存,并将原有的数据覆盖掉,这样当 main() 函数执行完成后,会取得一个错误的返回地址,该地址上的指令是不确定的,或者根本就没有指令,所以程序在返回时出错。

C语言不会对数组溢出做检测,这是一个典型的由于数组溢出导致覆盖了函数返回地址的例子,我们将这样的错误称为“栈溢出错误”。

注意:这里所说的“栈溢出”是指栈上的某个数据过大,覆盖了其他的数据,和《10-栈的概念以及栈溢出》中提到的栈溢出不是一回事。

局部数组在栈上分配内存,并且不对数组溢出做检测,这是导致栈溢出的根源。除了上面讲到的 gets() 函数,strcpy()、scanf() 等能够向数组写入数据的函数都有导致栈溢出的风险。

下面是使用 strcpy() 函数导致栈溢出的例子:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

int main()
{
    char *str1 = "neutionwei";
    char str2[6] = {0};
    strcpy(str2, str1);
    printf("str: %s\n", str2);
    return 0;
}

将 str1 复制到 str2,显然超出了 str2 的接受范围,会发生溢出,覆盖返回地址,导致 main() 函数返回时出错。

栈溢出一般不会产生严重的后果,但是如果有用户精心构造栈溢出,让返回地址指向恶意代码,那就比较危险了,这就是常说的栈溢出攻击。