堆栈擦除 - C++

什么是堆栈？

在计算机中，堆栈是一种存储数据的有序集合，按照“先进后出”的原则进行访问。它通常是一个内存区域，用于暂时存储程序的执行状态以及需要在程序运行后恢复的数据。

堆栈擦除是什么？

堆栈擦除是指一种攻击方式，攻击者利用溢出漏洞，将他们的恶意代码注入到程序堆栈中，然后覆盖程序返回地址等重要数据，使程序控制流指向恶意代码的位置。

如何避免堆栈擦除？

1. 栈溢出

从根本上来说，避免栈溢出是防止堆栈擦除的最佳方法。在编写程序时，要尽量避免使用过多的局部变量或过深的嵌套调用，以免造成栈空间不足。

2. 变量边界检查

要特别注意指针操作的界限，确保不会越界访问数组。在C/C++中，可以使用STL中的vector和array，或者使用动态内存分配。

3. 栈保护机制

现代操作系统提供了多种栈保护机制，如Linux提供的StackGuard、GCC的FORTIFY_SOURCE和Microsoft的GS等。这些保护机制都是在编译时或运行时，对堆栈进行验证和检测，将太多排列在我们的代码之后，程序会自动实现保护。

示例代码

下面是一个示例代码，演示了如何在C++中强制执行栈保护机制：

#include <iostream>
#include <cstring>

//设置栈保护等级 
#pragma GCC check_stack (push,1)

bool isOverflow(char* input, size_t size) 
{
    char copy[size];
    strcpy(copy, input);
    return !strcmp(copy, input);
}

int main() 
{
    char input[8];
    std::cout << "Enter password: ";
    std::cin >> input;

    if (isOverflow(input, sizeof(input))) 
    {
        std::cout << "Access granted!\n";
    }
    else
    {
        std::cout << "Access denied.\n";
    }
    return 0;
}

#pragma GCC check_stack(pop)

该示例程序使用了GCC提供的check_stack指令进行保护，检查是否发现可能的溢出，如果检测到，程序会立即退出并报告错误。

总结

堆栈擦除是一种常见的攻击方式，但我们可以通过编写高质量的代码或使用现代操作系统提供的保护机制，避免这些攻击。在编写程序时，请确保使用变量边界检查、栈保护等级等方法，以确保程序的安全性。