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安全程式碼撰寫

一月 15, 2024

安全程式碼撰寫（Secure coding）是依照安全指引開發電腦軟體，避免引入漏洞的軟體開發實務。設計缺陷、程序错误及邏輯謬誤是最常被利用軟體漏洞的主要原因[1]。若識別出這些不安全的程式碼撰寫實務，教育程式設計師改用較安全的軟體寫法，組織可以有主動的措施，在程式佈置之前就消除或大幅減少軟體漏洞[2]。

有些研究者建議，為了有效的面對網路安全相關的威脅，應該在程式碼撰寫時加入適當的安全性。若在軟體設計時就已考慮安全性，這可以避免內部人士的攻擊，也減少和應用程式安全有關的威脅[3]。

避免缓冲区溢出 编辑

缓冲区溢出是常見的軟體安全漏洞，若程序要在固定長度的緩衝區儲存超過其大小的資料，就會出現此一問題。例如，有8個位置可以儲存資料，但程式卻試著要儲存9個資料，就會出現問題。缓冲区溢出會覆寫到鄰近位置的記憶體，造成安全漏洞（棧緩衝區溢出）或是程式中止執行（例如出現記憶體區段錯誤）[1]

以下是一個容易出現缓冲区溢出的C語言程式例子

： int vulnerable_function(char * large_user_input) {  char dst[SMALL];  strcpy(dst, large_user_input); }

若使用者輸入的資料比緩衝區的大小要大，就會出現缓冲区溢出。

若要修正此一問題，可以用strncpy來避免缓冲区溢出

int secure_function(char * user_input) {  char dst[BUF_SIZE];  // copy a maximum of BUF_SIZE bytes  strncpy(dst, user_input, BUF_SIZE); }

另一種作法是用malloc（英语：malloc）指令，在heap裡動態分配記憶體

char * secure_copy(char * src) {  size_t len = strlen(src);  char * dst = (char *) malloc(len + 1);  if (dst != NULL) {  strncpy(dst, src, len);  // append null terminator   dst[len] = '\0';  }  return dst; }

在上述的程式片段裡，程式設法將src的內容複製到dst，不過也會檢查malloc的傳回值，確定有足夠的記憶體可以分配記憶體給dst。

避免格式字串攻擊 编辑

格式字串攻擊（英语：Format string attacks）是惡意用戶在輸入一些會提供給格式設定函式（如printf()）的資料時，輸入特殊的內容，讓函式的動作異常。此攻擊會破壞性的讀取或寫入呼叫堆疊。

C語言的printf函式會將輸出寫到stdout。若其引數的格式有誤時，會造成一些嚴重的安全錯誤。以下是一個格式字串攻擊的例子。 

int vulnerable_print(char * malicious_input) {  printf(malicious_input); }

像是"%s%s%s%s%s%s%s"就屬於惡意輸入，會因為不正確的記憶體讀取而讓程式崩潰。

避免整數溢位 编辑

整數溢位會出現在整數運算的結果太大，用規劃的記憶體空間無法正確表示的情形。若程式沒有檢查整數運算的結果，設法避免整數溢位，可能會造成軟體錯誤或是漏洞。

以下是C++的函式，原始目的是要確認x和y相加的結果小於等於已定義好的數值MAX: 

bool sumIsValid_flawed(unsigned int x, unsigned int y) {  unsigned int sum = x + y;  return sum <= MAX; }

這段程式的問題是在進行整數的加法之後才進行檢查。若x和y的和大於unsigned int可以表示的最大值，在進行加法之後就已出現溢位，因此雖然x和y的和大於MAX，但是其溢位後的結果可能會小於MAX。

以下也是檢查溢位的程式，加上了檢查x和y的和是否有大於等於x,y二個數值的判斷，因為x和y是無號數整數，二者的和不會小於其中的任一數字。若是若計算出來的和小於任一數字，就代表已經溢位了。 

bool sumIsValid_secure(unsigned int x, unsigned int y) {  unsigned int sum = x + y;  return sum >= x && sum >= y && sum <= MAX; }

避免目錄遍歷 编辑

目錄遍歷是由不可靠來源提供的路徑產生的漏洞，該路徑造成了未授權的伺服器目錄或是檔案存取。

例如，考慮一個接受檔案名稱，讀取文章的腳本，腳本會讀檔案名稱輸入，之後進行處理。這樣腳本可能會用類似以下的的URL 來找有關dog food的文章。 

https://www.example.net/cgi-bin/article.sh?name=dogfood.html

若此腳本沒有輸入檢查，相信使用者輸入的檔案都是有效的，惡意使用者可能會產生以下的URL來取得網站伺服器的組態： 

https://www.example.net/cgi-bin/article.sh?name=../../../../../etc/passwd

若是在类Unix系统中，這可能會洩漏/etc/passwd檔，其中包括了用户ID、用户名稱、家目录路徑等。（SQL注入也是類似情境下的攻擊）。

相關條目 编辑

參考資料 编辑

  1. ^ 1.0 1.1 Viega, John; Gary McGraw. Building Secure Software: How to Avoid Security Problems the Right Way. MAddison-Wesley Professional. 2001: 528. ISBN 978-0201721522. 
  2. ^ Taylor, Blair; Azadegan, Shiva. Threading secure coding principles and risk analysis into the undergraduate computer science and information systems curriculum. Proceedings of the 3rd annual conference on Information security curriculum development. InfoSecCD '06. Kennesaw, Georgia: Association for Computing Machinery. 2006-09-22: 24–29. ISBN 978-1-59593-437-6. S2CID 2452783. doi:10.1145/1231047.1231053. 
  3. ^ Russell L, Jones. Secure Coding: Building Security into the Software Development Life Cycle. Information Systems Security. Dec 2004. ProQuest 229507883. 

參考書目 编辑

  • Taylor, Art; Brian Buege; Randy Layman. Hacking Exposed J2EE & Java. McGraw-Hill Primis. 2006: 426. ISBN 0-390-59975-1. 

一月 15, 2024
安全程式碼撰寫, 本條目存在以下問題, 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法, 此條目需要补充更多来源, 2023年11月, 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目, 无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除, 致使用者, 请搜索一下条目的标题, 来源搜索, 网页, 新闻, 书籍, 学术, 图像, 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源, 判定指引, 此條目已列出參考文獻, 但文內引註不足, 部分內容的來源仍然不明, 2023年11月, 请加上合适的文內引註来改善此条目, secure, coding, 是. 本條目存在以下問題 請協助改善本條目或在討論頁針對議題發表看法 此條目需要补充更多来源 2023年11月 请协助補充多方面可靠来源以改善这篇条目 无法查证的内容可能會因為异议提出而被移除 致使用者 请搜索一下条目的标题 来源搜索 安全程式碼撰寫 网页 新闻 书籍 学术 图像 以检查网络上是否存在该主题的更多可靠来源 判定指引 此條目已列出參考文獻 但文內引註不足 部分內容的來源仍然不明 2023年11月 请加上合适的文內引註来改善此条目 安全程式碼撰寫 Secure coding 是依照安全指引開發電腦軟體 避免引入漏洞的軟體開發實務 設計缺陷 程序错误及邏輯謬誤是最常被利用軟體漏洞的主要原因 1 若識別出這些不安全的程式碼撰寫實務 教育程式設計師改用較安全的軟體寫法 組織可以有主動的措施 在程式佈置之前就消除或大幅減少軟體漏洞 2 有些研究者建議 為了有效的面對網路安全相關的威脅 應該在程式碼撰寫時加入適當的安全性 若在軟體設計時就已考慮安全性 這可以避免內部人士的攻擊 也減少和應用程式安全有關的威脅 3 目录 1 避免缓冲区溢出 2 避免格式字串攻擊 3 避免整數溢位 4 避免目錄遍歷 5 相關條目 6 參考資料 7 參考書目避免缓冲区溢出 编辑缓冲区溢出是常見的軟體安全漏洞 若程序要在固定長度的緩衝區儲存超過其大小的資料 就會出現此一問題 例如 有8個位置可以儲存資料 但程式卻試著要儲存9個資料 就會出現問題 缓冲区溢出會覆寫到鄰近位置的記憶體 造成安全漏洞 棧緩衝區溢出 或是程式中止執行 例如出現記憶體區段錯誤 1 以下是一個容易出現缓冲区溢出的C語言程式例子 int vulnerable function char large user input char dst SMALL strcpy dst large user input 若使用者輸入的資料比緩衝區的大小要大 就會出現缓冲区溢出 若要修正此一問題 可以用strncpy來避免缓冲区溢出int secure function char user input char dst BUF SIZE copy a maximum of BUF SIZE bytes strncpy dst user input BUF SIZE 另一種作法是用malloc 英语 malloc 指令 在heap裡動態分配記憶體char secure copy char src size t len strlen src char dst char malloc len 1 if dst NULL strncpy dst src len append null terminator dst len 0 return dst 在上述的程式片段裡 程式設法將src的內容複製到dst 不過也會檢查malloc的傳回值 確定有足夠的記憶體可以分配記憶體給dst 避免格式字串攻擊 编辑格式字串攻擊 英语 Format string attacks 是惡意用戶在輸入一些會提供給格式設定函式 如printf 的資料時 輸入特殊的內容 讓函式的動作異常 此攻擊會破壞性的讀取或寫入呼叫堆疊 C語言的printf函式會將輸出寫到stdout 若其引數的格式有誤時 會造成一些嚴重的安全錯誤 以下是一個格式字串攻擊的例子 int vulnerable print char malicious input printf malicious input 像是 s s s s s s s 就屬於惡意輸入 會因為不正確的記憶體讀取而讓程式崩潰 避免整數溢位 编辑整數溢位會出現在整數運算的結果太大 用規劃的記憶體空間無法正確表示的情形 若程式沒有檢查整數運算的結果 設法避免整數溢位 可能會造成軟體錯誤或是漏洞 以下是C 的函式 原始目的是要確認x和y相加的結果小於等於已定義好的數值MAX bool sumIsValid flawed unsigned int x unsigned int y unsigned int sum x y return sum lt MAX 這段程式的問題是在進行整數的加法之後才進行檢查 若x和y的和大於unsigned int可以表示的最大值 在進行加法之後就已出現溢位 因此雖然x和y的和大於MAX 但是其溢位後的結果可能會小於MAX 以下也是檢查溢位的程式 加上了檢查x和y的和是否有大於等於x y二個數值的判斷 因為x和y是無號數整數 二者的和不會小於其中的任一數字 若是若計算出來的和小於任一數字 就代表已經溢位了 bool sumIsValid secure unsigned int x unsigned int y unsigned int sum x y return sum gt x amp amp sum gt y amp amp sum lt MAX 避免目錄遍歷 编辑目錄遍歷是由不可靠來源提供的路徑產生的漏洞 該路徑造成了未授權的伺服器目錄或是檔案存取 例如 考慮一個接受檔案名稱 讀取文章的腳本 腳本會讀檔案名稱輸入 之後進行處理 這樣腳本可能會用類似以下的的URL 來找有關dog food的文章 https www example net cgi bin article sh name dogfood html 若此腳本沒有輸入檢查 相信使用者輸入的檔案都是有效的 惡意使用者可能會產生以下的URL來取得網站伺服器的組態 https www example net cgi bin article sh name etc passwd 若是在类Unix系统中 這可能會洩漏 etc passwd檔 其中包括了用户ID 用户名稱 家目录路徑等 SQL注入也是類似情境下的攻擊 相關條目 编辑應用程式安全 防御性编程 安全錯誤 預設安全參考資料 编辑 1 0 1 1 Viega John Gary McGraw Building Secure Software How to Avoid Security Problems the Right Way MAddison Wesley Professional 2001 528 ISBN 978 0201721522 Taylor Blair Azadegan Shiva Threading secure coding principles and risk analysis into the undergraduate computer science and information systems curriculum Proceedings of the 3rd annual conference on Information security curriculum development InfoSecCD 06 Kennesaw Georgia Association for Computing Machinery 2006 09 22 24 29 ISBN 978 1 59593 437 6 S2CID 2452783 doi 10 1145 1231047 1231053 Russell L Jones Secure Coding Building Security into the Software Development Life Cycle Information Systems Security Dec 2004 ProQuest 229507883 參考書目 编辑Taylor Art Brian Buege Randy Layman Hacking Exposed J2EE amp Java McGraw Hill Primis 2006 426 ISBN 0 390 59975 1 取自 https zh wikipedia org w index php title 安全程式碼撰寫 amp oldid 80422582, 维基百科，wiki，书籍，书籍，图书馆，

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