C语言内存分配函数被污染的示例分析

1、被污染的内存分配

C 语言的内存分配函数包括 malloc()、 kmalloc 、 smalloc()、 xmalloc()、realloc()、 calloc()、 GlobalAlloc()、 HeapAlloc()等等，以 malloc()为例， malloc() 函数的原型为：

extern void*malloc (unsignedintnum_bytes);

malloc() 函数分配了 num_bytes 字节的内存，并返回了指向这块内存的指针。当内存分配长度的整数来自于可能被污染的不可信源时，如果没有对外部输入的数据进行有效判断，会导致超大的内存分配。其中可能被污染的不可信源包括：命令行参数、配置文件、网络通讯、数据库、环境变量、注册表值以及其他来自应用程序以外的输入等。

2、 被污染的内存分配的危害

直接将被污染的数据作为内存分配函数长度参数，如传入了一个极大的整数值，程序就会相应的分配一块极大的内存，从而导致系统极大的内存开销，甚至导致拒绝服务攻击。

CVE中也有一些与之相关的漏洞信息，从2018年1月至2019年3月，CVE中就有4条相关漏洞信息。漏洞信息如下：

3、示例代码

本节所用示例参考CWE-789: Uncontrolled Memory Allocation (http://cwe.mitre.org/data/definitions/789.html) 提供的代码示例，并对示例中的 GetUntrustedInt() 函数进行了定义。

3.1缺陷代码

在上述示例代码中，在第9行使用 malloc() 函数进行长度为 totBytes 字节的内存分配，通过跟踪路径可以看出， totBytes 在第6行通过 size*sizeof(char); 计算结果进行赋值，而 size 的值是第7行使用 scanf() 函数获取的用户键盘输入，为被污染的数据源，从而导致内存分配长度 totBytes 被污染，存在“被污染的内存分配”问题。

使用360代码卫士对上述示例代码进行检测，可以检出“被污染的内存分配”缺陷，显示等级为高。如图1所示：

图1：被污染的内存分配的检测示例

3.2 修复代码

在上述修复代码中，虽然 totBytes 的来源为被污染的数据，但在第10行对 totBytes 的长度进行了有效限制，从而避免了被污染的内存分配。

使用360代码卫士对修复后的代码进行检测，可以看到已不存在“被污染的内存分配”缺陷。如图2：

图2：修复后检测结果

4、如何避免被污染的内存分配

（1）避免使用被污染的数据直接作为内存分配函数的长度参数，如无法避免，则应对被污染的数据进行有效限制。

（2）使用源代码静态分析工具，可以有效发现这类问题。

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