内容简介

《C和C++安全编码》是关于C和C++安全编码的著作。《C和C++安全编码》介绍了C和C++程序中已经导致危险的、破坏性的基本编程错误，包括在字符串、指针、动态内存管理、整数、格式化输出、文件I/O等中的漏洞或缺陷。《C和C++安全编码》还提供了对这些编程错误的深入剖析，并给出缓解策略，以减少或消除恶意利用漏洞的风险。

《C和C++安全编码》适合C/C++程序员、软件安全工程师参考。

洞悉软件漏洞的成因，熟知规避之道

通常而言，可利用的软件漏洞都由本可避免的软件缺陷所导致。在分析了过去10年中近18000份漏洞报告后，CERT/CC发现少量的根本原因导致了这些漏洞的产生。《C和C++安全编码》识别并解释了这些原因，而且展示了预防利用漏洞的步骤。此外，《C和C++安全编码》还鼓励程序员采用最佳安全实践，并培养安全的开发理念，这不但有助于保护软件免遭当前的攻击，更可使它们免遭将来可能发生的攻击。

基于CERT/CC的报告和总结，Robert Seacord系统地揭示了最可能导致安全缺陷的编程错误，展示了这些缺陷的利用方式，介绍了可能导致的后果，并提供了安全的替代做法。

《C和C++安全编码》特别讨论了如下技术细节：

改善任何C/C++应用程序的整体安全性。

抵御利用不安全的字符串操作逻辑的缓冲区溢出和栈粉碎攻击。

避免因对动态内存管理函数的不当使用而导致的漏洞和安全缺陷。

消除与整数相关的问题，包括整数溢出、符号错误以及截断错误等。

正确地使用格式化输出函数，避免引入格式字符串漏洞。

避免I/O漏洞，包括竞争条件等。

《C和C++安全编码》提供了许多针对Windows和Linux的安全代码、不安全代码以及利用程序的例子。如果你负责创建安全的C或C++软件，或者需要保持这类软件的安全性，《C和C++安全编码》为你提供了详尽的专家级协助。在这方面，其他任何书籍都望尘莫及。

作品目录

译者序

序言

前言

作译者简介

第1章 夹缝求生 1

1.1 衡量危险 3

1.1.1 损失的现状 4

1.1.2 威胁的来源 5

1.1.3 软件安全 6

1.2 安全概念 7

1.2.1 安全策略 8

1.2.2 安全缺陷 8

1.2.3 漏洞 9

1.2.4 利用 10

1.2.5 缓解措施 10

1.3 C和C++ 11

1.3.1 C和C++简史 11

1.3.2 C存在的问题 12

1.3.3 遗留代码 13

1.3.4 其他语言 13

1.4 开发平台 13

1.4.1 操作系统 13

1.4.2 编译器 15

1.5 本章小结 16

1.6 阅读材料 16

第2章 字符串 17

2.1 字符串特征 17

2.2 常见的字符串操作错误 18

2.2.1 无界字符串复制 18

2.2.2 差一错误 20

2.2.3 空结尾错误 21

2.2.4 字符串截断 21

2.2.5 与函数无关的字符串错误 21

2.3 字符串漏洞 22

2.3.1 安全缺陷 23

2.3.2 缓冲区溢出 24

2.4 进程内存组织 24

2.5 栈粉碎 27

2.6 代码注入 30

2.7 弧注入 32

2.8 缓解策略 34

2.8.1 预防 34

2.8.2 字符串流 44

2.8.3 检测和恢复 45

2.9 著名的漏洞 48

2.9.1 远程登录 49

2.9.2 Kerberos 49

2.9.3 Metamail 49

2.10 本章小结 50

2.11 阅读材料 51

第3章 指针诡计 52

3.1 数据位置 52

3.2 函数指针 53

3.3 数据指针 54

3.4 修改指令指针 54

3.5 全局偏移表 56

3.6 .dtors区 57

3.7 虚指针 58

3.8 atexit()和on_exit()函数 60

3.9 longjmp()函数 61

3.10 异常处理 62

3.10.1 结构化异常处理 62

3.10.2 系统默认异常处理 64

3.11 缓解策略 65

3.11.1 W^X 65

3.11.2 Canaries 65

3.12 本章小结 65

3.13 阅读材料 66

第4章 动态内存管理 67

4.1 动态内存管理 67

4.2 常见的动态内存管理错误 69

4.2.1 初始化 69

4.2.2 检查返回值失败 70

4.2.3 引用已释放的内存 71

4.2.4 多次释放内存 72

4.2.5 不匹配的内存管理函数 73

4.2.6 未正确区分标量和数组 73

4.2.7 对分配函数的不当使用 73

4.3 Doug Lea的内存分配器 74

4.3.1 内存管理 74

4.3.2 缓冲区溢出 76

4.3.3 双重释放漏洞 80

4.3.4 写入已释放的内存 83

4.4 RtlHeap 83

4.4.1 Win32中的内存管理 83

4.4.2 RtlHeap的数据结构 85

4.4.3 缓冲区溢出 88

4.4.4 缓冲区溢出（再回顾） 89

4.4.5 写入已释放内存 92

4.4.6 双重释放 92

4.4.7 look-aside表 95

4.5 缓解策略 95

4.5.1 空指针 95

4.5.2 一致的内存管理约定 96

4.5.3 堆完整性检测 96

4.5.4 phkmalloc 97

4.5.5 随机化 98

4.5.6 哨位页 98

4.5.7 OpenBSD 98

4.5.8 运行时分析工具 99

4.5.9 Windows XP SP2 100

4.6 著名的漏洞 101

4.6.1 CVS缓冲区溢出漏洞 102

4.6.2 微软数据访问组件（MDAC） 102

4.6.3 CVS服务器双重释放漏洞 103

4.6.4 MIT Kerberos 5中的漏洞 103

4.7 本章小结 103

4.8 阅读材料 103

第5章 整数安全 105

5.1 整数 105

5.1.1 整数表示法 106

5.1.2 整数类型 106

5.1.3 整数取值范围 108

5.2 整型转换 109

5.2.1 整型提升 109

5.2.2 整数转换级别 109

5.2.3 从无符号整型转换 111

5.2.4 从带符号整型转换 112

5.2.5 带符号或无符号字符 113

5.2.6 普通算术转换 113

5.3 整数错误情形 113

5.3.1 整数溢出 114

5.3.2 符号错误 115

5.3.3 截断错误 115

5.4 整数操作 116

5.4.1 加法 117

5.4.2 减法 119

5.4.3 乘法 120

5.4.4 除法 122

5.5 漏洞 126

5.5.1 整数溢出 126

5.5.2 符号错误 127

5.5.3 截断错误 128

5.6 非异常的整数逻辑错误 129

5.7 缓解策略 130

5.7.1 范围检查 130

5.7.2 强类型 131

5.7.3 编译器运行时检查 131

5.7.4 安全的整数操作 132

5.7.5 任意精度的算术 136

5.7.6 测试 137

5.7.7 源代码审查 137

5.8 著名的漏洞 137

5.8.1 XDR库 137

5.8.2 Windows DirectX MIDI库 138

5.8.3 bash 138

5.9 本章小结 139

5.10 阅读材料 140

第6章 格式化输出 141

6.1 变参函数 142

6.1.1 ANSI C标准参数 142

6.1.2 Unix System V Varargs 144

6.2 格式化输出函数 144

6.2.1 格式字符串 145

6.2.2 GCC 147

6.2.3 Visual C++.NET 147

6.3 对格式化输出函数的漏洞利用 148

6.3.1 缓冲区溢出 148

6.3.2 输出流 149

6.3.3 使程序崩溃 149

6.3.4 查看栈内容 150

6.3.5 查看内存内容 151

6.3.6 覆写内存 152

6.3.7 国际化 156

6.4 栈随机化 156

6.4.1 阻碍栈随机化 156

6.4.2 以双字的格式写地址 157

6.4.3 直接参数存取 158

6.5 缓解策略 160

6.5.1 静态内容的动态使用 160

6.5.2 限制字节写入 161

6.5.3 ISO/IEC TR 24731 162

6.5.4 iostream与stdio 162

6.5.5 测试 163

6.5.6 编译器检查 164

6.5.7 词法分析 164

6.5.8 静态污点分析 164

6.5.9 调整变参函数的实现 165

6.5.10 Exec Shield 166

6.5.11 FormatGuard 166

6.5.12 Libsafe 167

6.5.13 静态二进制分析 167

6.6 著名的漏洞 168

6.6.1 华盛顿大学FTP Daemon 168

6.6.2 CDE ToolTalk 168

6.7 本章小结 169

6.8 阅读材料 170

第7章 文件I/O 171

7.1 并发 171

7.1.1 竞争条件 171

7.1.2 互斥和死锁 172

7.2 检查时间和使用时间 173

7.3 作为锁的文件和文件锁定 174

7.4 文件系统利用 176

7.4.1 符号链接利用 176

7.4.2 临时文件打开利用 178

7.4.3 unlink()竞争利用 180

7.4.4 受信文件名 180

7.4.5 非唯一的临时文件名 181

7.5 缓解策略 181

7.5.1 关闭竞争窗口 182

7.5.2 消除竞争对象 184

7.5.3 控制对竞争对象的访问 187

7.5.4 竞争侦测工具 188

7.6 本章小结 189

第8章 推荐的实践 190

8.1 安全的软件开发原则 191

8.1.1 机制经济性原则 192

8.1.2 失败-保险默认原则 192

8.1.3 完全仲裁原则 192

8.1.4 开放式设计原则 192

8.1.5 特权分离原则 192

8.1.6 最小特权原则 193

8.1.7 最少公共机制原则 193

8.1.8 心理可接受性原则 194

8.2 系统质量需求工程 194

8.3 威胁建模 195

8.4 使用/误用案例 196

8.5 架构与设计 196

8.6 现成软件 198

8.6.1 现有代码中的漏洞 198

8.6.2 安全的包装器 199

8.7 编译器检查 199

8.8 输入验证 200

8.9 数据净化 201

8.9.1 黑名单 201

8.9.2 白名单 202

8.9.3 测试 203

8.10 静态分析 203

8.10.1 Fortify 203

8.10.2 Prexis 204

8.10.3 Prevent 204

8.10.4 PREfix和PREfast 205

8.11 质量保证 205

8.11.1 渗透测试 205

8.11.2 模糊测试 206

8.11.3 代码审计 206

8.11.4 开发人员准则与检查清单 206

8.11.5 独立安全审查 207

8.12 内存权限 207

8.12.1 W^X 207

8.12.2 PaX 208

8.12.3 数据执行防护 208

8.13 深层防御 209

8.14 TSP-Secure 209

8.14.1 计划和跟踪 209

8.14.2 质量管理 210

8.15 本章小结 211

8.16 阅读材料 211

参考文献 212

缩略语 223