安全的C语言和大学-针对缓冲区溢出进行培训

Question

我最近完成了一门C语言的大学课程，因此我缺乏经验。

一些大学倾向于教授他们的学生安全编程，或者至少一些元素。这里甚至有一个视频（来自这里）。

在C语言中，复制字符串需要使用strcpy或string.h函数。如何在日常编程中安全地使用它？您是否有一些处理分配以防止缓冲区溢出的函数？CERT安全编码标准为C提供了示例和合规解决方案：

int main(int argc, char *argv[]) {
  /* ... */
  char prog_name[128];
  strcpy(prog_name, argv[0]);
  /* ... */
}

他们的替代方案是：

int main(int argc, char *argv[]) {
  /* ... */
  char *prog_name = (char *)malloc(strlen(argv[0])+1);
  if (prog_name != NULL) {
    strcpy(prog_name, argv[0]);
  }
  else {
    /* Couldn't get the memory - recover */
  }
  /* ... */
}

这里摘自第二个示例。

但据我了解，这只是更具挑战性、需要更多代码和更多工作。为什么没有人改变库本身呢？或者至少为什么没有人提供一个安全的替代库或函数，以正确处理这个问题呢？

谢谢阅读， wishi

- wishi_

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嗨，哈佛大学还有其他关于编程的视频吗？ - yesraaj

Answer 1

这个问题的 Posix 函数（几乎所有系统都有）是 strdup()。如果您不想分配新内存并已经有一个要使用的缓冲区，则可以使用 strcpy()，但是您最好知道该缓冲区的大小以及字符串是否适合其中。如果您不知道字符串是否适合，则有 strncpy() 可以只复制给定数量的字符。因此，您可以将复制的数量限制为缓冲区的大小。

除此之外，还有许多处理不同字符串大小的字符串库。

另外，由于您标记它为 C++：有 std::string 可以为您完成所有内存管理，而不会给您带来这些问题。

- sth

Answer 2

OpenBSD的l（strlcpy，strlcat）函数通常比n函数更好，它们既快速又易于安全使用，但它们是非标准的。然而，它们是BSD许可证，因此您可以在任何程序中包含已知的良好实现，从而使您既可以跨平台又可以保持安全。

对于Windows，如果您不关心可移植性，可以使用*_s函数。

- user14554

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比n函数更好在哪里？ - oz10

如此描述：http://www.gratisoft.us/todd/papers/strlcpy.html要有效地使用“n函数”，仍有许多工作要做。 - benno

Answer 3

使用 strncpy 函数：

#define BUFSIZE 127
int main(int argc, char *argv[]) {
  /* ... */
  char prog_name[BUFSIZE + 1];
  strncpy(prog_name, argv[0], BUFSIZE);
  progname[BUFSIZE]= '\0';
  /* ... */
}

大多数 str* 函数有 *n* 个版本。

- David Schmitt

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最好使用BUFSIZE作为长度并分配BUFSIZE + 1 ;-). - Toon Krijthe

Answer 4

如果我理解正确，你的真正问题是为什么API功能不更安全。

一个原因是C库是遗留问题（现在改变已经太晚了）。

然而，主要原因是库被设计成最小化，只能执行最基本的操作，用户有责任确保调用正确。如果它做了任何过度检查，那么每次调用时都会付出一定代价，即使用户可以保证由于其他原因不会出现问题。这在许多API中非常常见。

话虽如此，存在足够的提供更安全替代方案的库，它们只是不包含在标准库中。此外，许多从事高级工作的人使用C++，它有许多标准类库来处理这些问题。

- Uri

Answer 5

实际上，微软提供了替代 CRT 函数的安全选项。但我认识的每个人都讨厌它们，并禁用了警告，称您不应使用旧函数。如果您想要安全性，也许您应该使用 C++。然后使用 STL 字符串或类似 Qt 的东西。

好吧，或者您可以转向像 .NET 或 Java 这样的平台，这些平台通常不会受到这些问题的困扰（您的应用程序可能会崩溃，但无法通过缓冲区溢出注入代码到您的应用中）。

编辑： 启用数据执行保护 / NX（Vista 和 .NET 的默认设置），这对于传统平台也不应再是一个问题。

- OregonGhost

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使用C++并不能神奇地阻止所有缓冲区溢出及其引发的问题。 - Thomas Owens

即使有strdup可用，当人们继续使用具有固定长度的malloc/strcpy时，也无法阻止缓冲区溢出。C++提供了替代方案，但并不强制执行。代码审查 - 无论如何都需要 - 可以强制使用这些替代方案。 - MSalters

@Thomas：我的意思是MSalters所写的。C++提供了许多安全替代普通CRT函数的方法，仅这一点就足以成为切换的理由了。 - OregonGhost

@Longpoke：我的意思是DEP/NX保护您免受通过缓冲区溢出进行的代码注入攻击，就像托管平台一样。我并没有说DEP/NX可以防止所有缓冲区溢出。 - OregonGhost

DEP/NX最多只是一种缓解措施。它们以前已经被绕过，即使你无法绕过它们，还有其他事情可以做，比如在堆栈上设置对任意函数的调用。 - L̲̳o̲̳̳n̲̳̳g̲̳̳p̲̳o̲̳̳k̲̳̳e̲̳̳

Answer 6

或许您会发现阅读这个问题的答案很有用。

- kliketa

Answer 7

int main
(
    int argc, 
    char *argV[]
) 
{
   char prog_name[128];
   if (strlen(argV[0]) < sizeof(prog_name))
   {
       strcpy(prog_name, argV[0]);
   }
   else
   {
       printf("%s is too large for the internal buffer\n", argV[0]);
   }

   return 0;
}

- EvilTeach

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个人讨厌的事情：放弃括号，sizeof是一个运算符而不是函数。括号用于类型，并且是sizeof参数的一部分，其外观类似于“转换”。 - unwind

感谢您的周到评论。 - EvilTeach