"格式化串漏洞是由于在C语言中的printf系列函数使用不当,特别是当这些函数的格式字符串包含用户可控的数据时,可能导致的安全漏洞。攻击者可以利用这种漏洞进行信息泄露或执行任意代码。"
在《Shellcoder's Handbook》中,作者详细介绍了格式化串漏洞的概念。格式化串漏洞通常发生在printf、fprintf、sprintf等函数的使用过程中,因为这些函数允许使用C语言的格式化字符串来控制输出的方式。当格式字符串由用户输入或者不受信任的数据源提供时,攻击者可以构造特定的输入,包含额外的格式化符,如`%n`,这些格式化符会指示函数读取栈上的位置并将其作为输出长度的一部分,而非预期的变量值。
例如,正常的printf调用可能会这样使用:
```c
printf("The square root of 2 is: %2.4f\n", sqrt(2.0));
```
这里`%2.4f`是格式化字符串,用于指定浮点数的输出格式。但若用户能够控制这个字符串,比如只提供`%n`,则printf函数会尝试从栈上读取一个未定义的地址,这可能导致信息泄露,甚至修改栈上的其他数据,如返回地址,从而实现代码执行。
格式化串漏洞的利用通常包括以下几个步骤:
1. **信息泄露**:攻击者通过构造特殊的格式化字符串获取程序内部的敏感信息,如内存地址。
2. **控制程序执行流程**:利用泄露的信息,攻击者可以改变函数调用栈上的返回地址,使其指向攻击者准备好的shellcode(一段能执行特定操作的代码)。
3. **执行任意代码**:一旦返回地址被修改,程序将在shellcode的位置继续执行,攻击者可以借此获得对系统的控制。
为了防止格式化串漏洞,开发者应该避免使用用户提供的数据直接作为格式化字符串,或者对用户输入进行严格的过滤和验证。此外,使用安全的编程库,如在C++中使用`std::stringstream`,或者在C中使用`snprintf`而不是`printf`,可以提高安全性,因为这些函数通常有更严格的边界检查。
格式化串漏洞是C语言编程中的一个重要安全问题,需要程序员在编写代码时保持警惕,合理使用格式化字符串,并采取适当的防护措施。对于安全研究人员和逆向工程师来说,理解和利用这类漏洞是深入研究系统安全和漏洞利用的关键技能之一。