Vad är Stack Overflow?

Stack Overflow (stacköverflöde) är ett fel som uppstår när anropsstacken (Call Stack) överskrids under programkörning. Det händer oftast när en funktion anropar sig själv för många gånger (rekursion) eller när för stora mängder data allokeras på stackminnet. Detta kan leda till att programmet kraschar eller till och med orsaka systemfel.

Orsaker till Stack Overflow

1. Oändlig rekursion

   • Uppstår när en funktion fortsätter att anropa sig själv utan att ha en tydlig stoppmekanism.

   • Exempelkod:

     void recursiveFunction() {
         recursiveFunction(); // Oändlig rekursion
     }
     int main() {
         recursiveFunction();
         return 0;
     }

2. För stora lokala variabler

   • Om en funktion deklarerar en variabel som är för stor kan stackminnet överskridas.

   • Exempelkod:

     void largeArray() {
         int arr[1000000]; // Överskrider stackminnet
     }
     int main() {
         largeArray();
         return 0;
     }

3. Buffer Overflow

   • Om inmatningsdata överskrider den förväntade storleken och skrivs utanför minnesgränserna på stacken.

   • Exempelkod:

     #include <stdio.h>
     void vulnerableFunction() {
         char buffer[10];
         gets(buffer); // Ingen längdbegränsning, kan orsaka overflow
     }
     int main() {
         vulnerableFunction();
         return 0;
     }

Att utnyttja Stack Overflow för systemfel

1. Medveten oändlig rekursion

   • Ett program kan göras oresponsivt genom att orsaka stacköverflöde med rekursion.

2. Skicka indata som överskrider bufferstorlek

   • Funktioner som gets() och strcpy() kan utnyttjas för att skriva utanför buffergränserna och krascha programmet.

3. Allokering av stora mängder stackminne

   • Kan leda till att programmet oväntat avslutas på grund av minnesbrist.

Förebyggande åtgärder för Stack Overflow

1. Begränsa rekursion

   • Se till att rekursion har ett stoppvillkor.

   • Exempelkod:

     void safeRecursiveFunction(int count) {
         if (count > 1000) return; // Stoppvillkor
         safeRecursiveFunction(count + 1);
     }

2. Stärk indatahantering

   • Använd fgets() istället för gets() för att begränsa inmatningens storlek.

   • Exempelkod:

     char buffer[10];
     fgets(buffer, sizeof(buffer), stdin); // Begränsad inmatningsstorlek

3. Använd dynamisk minnesallokering

   • Allokera stora datamängder på heapen istället för stacken.

   • Exempelkod:

     int *arr = (int *)malloc(1000000 * sizeof(int));
     free(arr);

4. Använd kompilator- och säkerhetsverktyg

   • Aktivera stackskydd i kompilatorn (-fstack-protector i GCC)

   • Utnyttja OS-säkerhetsfunktioner som DEP (Data Execution Prevention) och ASLR (Address Space Layout Randomization).

Åtgärder vid Stack Overflow

1. Tvångsavsluta programmet och felsök

   • Analysera anropsstacken och identifiera orsaken till felet.

   • Använd felsökningsverktyg som gdb eller lldb.

2. Analysera minnesdump

   • Skapa en core dump och inspektera vilka data som skadats.

3. Kodgranskning och säkerhetskontroller

   • Se över indatahantering och identifiera potentiella svagheter.