Повреждение памяти
Повреждение памяти — ситуация, возникающая в программе, когда содержимое адресов памяти непреднамеренно изменяется из-за программных ошибок. Это явление также известно как нарушение безопасности памяти. Использование повреждённых данных из памяти в дальнейшем может привести к аварийному завершению программы или её непредсказуемому поведению. Около 10 % аварий приложений в системах Windows связано с повреждением стека[1].
Современные языки программирования такие, как C и C++, предоставляют мощные средства явного управления адресами памяти и арифметики указателей. Они предназначены для разработки эффективных приложений и системного программного обеспечения. Однако неправильное использование этих возможностей часто приводит к ошибкам, связанным с повреждением памяти.
Повреждение памяти относится к одному из самых трудноустранимых видов программных ошибок по двум причинам:
- Источник повреждения памяти и проявление ошибки часто значительно разделены, что затрудняет установление причинно-следственной связи.
- Симптомы ошибки проявляются при необычных условиях, поэтому воспроизвести проблему стабильно зачастую сложно.
Классификация
Ошибки повреждения памяти подразделяются на четыре категории:
- Использование неинициализированной памяти: содержимое неинициализированной памяти считается мусором, и использование таких значений приводит к непредсказуемому поведению программы.
- Использование памяти «без владельца»: часто для доступа к памяти используются указатели. Если указатель является нулевым, висячим (указывает на уже освобождённую память) или ссылается на область памяти вне текущего стека или его границ, то программа обращается к памяти, которой уже не владеет. Такие указатели — серьёзный программный дефект. Доступ к такой памяти обычно вызывает исключения операционной системы, известные также как страничные сбои, что приводит к аварийному завершению программы.
- Использование памяти за пределами выделенного объёма (переполнение буфера): если массив используется в цикле с ошибочными условиями, возможно обращение и изменение памяти за пределами границ массива. Переполнения буфера — один из наиболее часто эксплуатируемых видов ошибок компьютерными вирусами[2], что вызывает серьёзные проблемы информационной безопасности (например, атака возврата в библиотеку) в используемых программах. Ошибки могут возникать и при обращении к памяти до начала буфера.
- Ошибки управления памятью кучи: среди наиболее распространённых ошибок — утечки памяти и освобождение памяти, не относящейся к куче или не выделенной программой.
Защита
Примечания
Ссылки
- Техники атаки и защиты от сбоев, вызванных повреждением памяти
- «Навигация по „C“ на „протекающем“ корабле? Попробуйте Purify». Сатиш Чандра Гупта, Гиридхар Сринивасамурти
- Обнаружение и устранение повреждения памяти