C/C++ 指針操作

8.1 【建議】檢查在pointer上使用sizeof

除了測(cè)試當(dāng)前指針長(zhǎng)度，否則一般不會(huì)在pointer上使用sizeof。

正確：

size_t pointer_length = sizeof(void*);

可能錯(cuò)誤：

size_t structure_length = sizeof(Foo*);

可能是：

size_t structure_length = sizeof(Foo);

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 中風(fēng)險(xiǎn)-邏輯漏洞

8.2 【必須】檢查直接將數(shù)組和0比較的代碼

錯(cuò)誤：

int a[3];
...;


if (a > 0)
  ...;

該判斷永遠(yuǎn)為真，等價(jià)于:

int a[3];
...;


if (&a[0])
  ...;

可能是：

int a[3];
...;


if(a[0] > 0)
  ...;

開(kāi)啟足夠的編譯器警告（GCC 中為 -Waddress，并已包含在 -Wall 中），并設(shè)置為錯(cuò)誤，可以在編譯期間發(fā)現(xiàn)該問(wèn)題。

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 中風(fēng)險(xiǎn)-邏輯漏洞

8.3 【必須】不應(yīng)當(dāng)向指針賦予寫(xiě)死的地址

特殊情況需要特殊對(duì)待（比如開(kāi)發(fā)硬件固件時(shí)可能需要寫(xiě)死）

但是如果是系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)之類(lèi)的，寫(xiě)死可能會(huì)導(dǎo)致后續(xù)的問(wèn)題。

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 高風(fēng)險(xiǎn)-內(nèi)存破壞

8.4 【必須】檢查空指針

錯(cuò)誤：

*foo = 100;


if (!foo) {
  ERROR("foobar");
}

正確：

if (!foo) {
  ERROR("foobar");
}


*foo = 100;

錯(cuò)誤：

void Foo(char* bar) {
  *bar = '\0';
}

正確：

void Foo(char* bar) {
  if(bar)
    *bar = '\0';
  else
    ...;
}

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 低風(fēng)險(xiǎn)-拒絕服務(wù)

8.5 【必須】釋放完后置空指針

在對(duì)指針進(jìn)行釋放后，需要將該指針設(shè)置為NULL，以防止后續(xù)free指針的誤用，導(dǎo)致UAF等其他內(nèi)存破壞問(wèn)題。尤其是在結(jié)構(gòu)體、類(lèi)里面存儲(chǔ)的原始指針。

錯(cuò)誤：

void foo() {
  char* p = (char*)malloc(100);
  memcpy(p, "hello", 6);
  // 此時(shí)p所指向的內(nèi)存已被釋放，但是p所指的地址仍然不變
  printf("%s\n", p);
  free(p);
  // 未設(shè)置為NULL，可能導(dǎo)致UAF等內(nèi)存錯(cuò)誤


  if (p != NULL) {  // 沒(méi)有起到防錯(cuò)作用
    printf("%s\n", p); // 錯(cuò)誤使用已經(jīng)釋放的內(nèi)存
  }
}

正確：

void foo() {
  char* p = (char*)malloc(100);
  memcpy(p, "hello", 6);
  // 此時(shí)p所指向的內(nèi)存已被釋放，但是p所指的地址仍然不變
  printf("%s\n", p);
  free(p);
  //釋放后將指針賦值為空
  p = NULL;
  if (p != NULL)  { // 沒(méi)有起到防錯(cuò)作用
    printf("%s\n", p); // 錯(cuò)誤使用已經(jīng)釋放的內(nèi)存
  }
}

對(duì)于 C++ 代碼，使用 string、vector、智能指針等代替原始內(nèi)存管理機(jī)制，可以大量減少這類(lèi)錯(cuò)誤。

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 高風(fēng)險(xiǎn)-內(nèi)存破壞

8.6 【必須】防止錯(cuò)誤的類(lèi)型轉(zhuǎn)換（type confusion）

在對(duì)指針、對(duì)象或變量進(jìn)行操作時(shí)，需要能夠正確判斷所操作對(duì)象的原始類(lèi)型。如果使用了與原始類(lèi)型不兼容的類(lèi)型進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，則存在安全隱患。

錯(cuò)誤：

const int NAME_TYPE = 1;
const int ID_TYPE = 2;


// 該類(lèi)型根據(jù) msg_type 進(jìn)行區(qū)分，如果在對(duì)MessageBuffer進(jìn)行操作時(shí)沒(méi)有判斷目標(biāo)對(duì)象，則存在類(lèi)型混淆
struct MessageBuffer {
  int msg_type;
  union {
    const char *name;
    int name_id;
  };
};


void Foo() {
  struct MessageBuffer buf;
  const char* default_message = "Hello World";
  // 設(shè)置該消息類(lèi)型為 NAME_TYPE，因此buf預(yù)期的類(lèi)型為 msg_type + name
  buf.msg_type = NAME_TYPE;
  buf.name = default_message;
  printf("Pointer of buf.name is %p\n", buf.name);


  // 沒(méi)有判斷目標(biāo)消息類(lèi)型是否為ID_TYPE，直接修改nameID，導(dǎo)致類(lèi)型混淆
  buf.name_id = user_controlled_value;


  if (buf.msg_type == NAME_TYPE) {
    printf("Pointer of buf.name is now %p\n", buf.name);
    // 以NAME_TYPE作為類(lèi)型操作，可能導(dǎo)致非法內(nèi)存讀寫(xiě)
    printf("Message: %s\n", buf.name);
  } else {
    printf("Message: Use ID %d\n", buf.name_id);
  }
}

正確（判斷操作的目標(biāo)是否是預(yù)期類(lèi)型）：

void Foo() {
  struct MessageBuffer buf;
  const char* default_message = "Hello World";
  // 設(shè)置該消息類(lèi)型為 NAME_TYPE，因此buf預(yù)期的類(lèi)型為 msg_type + name
  buf.msg_type = NAME_TYPE;
  buf.name = default_msessage;
  printf("Pointer of buf.name is %p\n", buf.name);


  // 判斷目標(biāo)消息類(lèi)型是否為 ID_TYPE，不是預(yù)期類(lèi)型則做對(duì)應(yīng)操作
  if (buf.msg_type == ID_TYPE)
    buf.name_id = user_controlled_value;


  if (buf.msg_type == NAME_TYPE) {
    printf("Pointer of buf.name is now %p\n", buf.name);
    printf("Message: %s\n", buf.name);
  } else {
    printf("Message: Use ID %d\n", buf.name_id);
  }
}

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 高風(fēng)險(xiǎn)-內(nèi)存破壞

8.7 【必須】智能指針使用安全

在使用智能指針時(shí)，防止其和原始指針的混用，否則可能導(dǎo)致對(duì)象生命周期問(wèn)題，例如 UAF 等安全風(fēng)險(xiǎn)。

錯(cuò)誤例子：

class Foo {
 public:
  explicit Foo(int num) { data_ = num; };
  void Function() { printf("Obj is %p, data = %d\n", this, data_); };
 private:
  int data_;
};


std::unique_ptr<Foo> fool_u_ptr = nullptr;
Foo* pfool_raw_ptr = nullptr;


void Risk() {
  fool_u_ptr = make_unique<Foo>(1);


  // 從獨(dú)占智能指針中獲取原始指針,<Foo>(1)
  pfool_raw_ptr = fool_u_ptr.get();
  // 調(diào)用<Foo>(1)的函數(shù)
  pfool_raw_ptr->Function();


  // 獨(dú)占智能指針重新賦值后會(huì)釋放內(nèi)存
  fool_u_ptr = make_unique<Foo>(2);
  // 通過(guò)原始指針操作會(huì)導(dǎo)致UAF，pfool_raw_ptr指向的對(duì)象已經(jīng)釋放
  pfool_raw_ptr->Function();
}




// 輸出：
// Obj is 0000027943087B80, data = 1
// Obj is 0000027943087B80, data = -572662307

正確，通過(guò)智能指針操作:

void Safe() {
  fool_u_ptr = make_unique<Foo>(1);
  // 調(diào)用<Foo>(1)的函數(shù)
  fool_u_ptr->function();


  fool_u_ptr = make_unique<Foo>(2);
  // 調(diào)用<Foo>(2)的函數(shù)
  fool_u_ptr->function();
}


// 輸出：
// Obj is 000002C7BB550830, data = 1
// Obj is 000002C7BB557AF0, data = 2

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 高風(fēng)險(xiǎn)-內(nèi)存破壞