Событие, когда результат компьютерной арифметики требует большего количества бит, чем может представить тип данных
Целочисленное переполнение может быть продемонстрировано с помощью одометр переполнение, механическая версия явления. Все цифры устанавливаются на максимум 9, и следующее приращение белой цифры вызывает каскад переходящих добавлений, устанавливающих все цифры на 0, но нет более высокой цифры (цифра 100000), которая могла бы измениться на 1, поэтому счетчик сбрасывается в ноль. Это обертывание в отличие от насыщения.
В компьютерном программировании, целочисленное переполнение происходит, когда арифметическая операция пытается создать числовое значение, которое находится за пределами диапазона, который может быть представлен заданным числом цифр — выше максимального или ниже минимального представимого значения.
Наиболее частым результатом переполнения является сохранение наименее значимых представимых цифр результата; считается, что результат оборачивается вокруг максимума (т.е. по модулю степень системы счисления, обычно два в современных компьютерах, но иногда десять или другое основание).
Состояние переполнения может привести к непредвиденным результатам. В частности, если возможность не была предвидена, переполнение может поставить под угрозу надежность программы и безопасность.
. Для некоторых приложений, таких как таймеры и часы, может быть желательным перенос при переполнении. В стандарте C11 указано, что для беззнаковых целых чисел перенос по модулю является определенным поведением, и термин «переполнение» никогда не применяется: «вычисление, включающее беззнаковые операнды, никогда не может переполниться».
На некоторых процессорах, таких как графические процессоры (графические процессоры) и процессоры цифровых сигналов (DSP), которые поддерживают арифметику насыщения, результаты переполнения будут «ограничены», т. е. установлены на минимум или максимум значение в представляемом диапазоне, а не обертывается.
Содержание
- 1 Источник
- 2 Флаги
- 3 Варианты определения и неоднозначность
- 4 Методы решения проблем целочисленного переполнения
- 4.1 Обнаружение
- 4.2 Предотвращение
- 4.3 Обработка
- 4.4 Явное распространение
- 4.5 Поддержка языка программирования
- 4.6 Насыщенная арифметика
- 5 Примеры
- 6 См. Также
- 7 Ссылки
- 8 Внешние ссылки
Источник
ширина регистра процессора определяет диапазон значений, которые могут быть представлены в его регистрах. Хотя подавляющее большинство компьютеров может выполнять арифметические операции с множественной точностью для операндов в памяти, позволяя числам быть произвольно длинными и избегать переполнения, ширина регистра ограничивает размеры чисел, с которыми можно работать (например, складывать или вычитать) с использованием одна инструкция на операцию. Типичная двоичная ширина регистра для целых чисел без знака включает:
- 4 бита: максимальное представимое значение 2-1 = 15
- 8 битов: максимальное представимое значение 2-1 = 255
- 16 бит: максимальное представляемое значение 2-1 = 65 535
- 32 бита: максимальное представляемое значение 2-1 = 4294967 295 (наиболее распространенная ширина для персональных компьютеров с 2005 года),
- 64 биты: максимальное представляемое значение 2-1 = 18,446,744,073,709,551,615 (наиболее распространенная ширина для персональных компьютеров процессоров, по состоянию на 2017 год),
- 128 бит: максимальное представляемое значение 2-1 = 340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,455
Когда арифметическая операция дает результат, превышающий указанный выше максимум для N-битового целого числа, переполнение уменьшает результат до по модулю N-й степени 2, сохраняя только младшие значащие биты результата и эффективно оборачиваясь вокруг.
В частности, умножение или сложение двух целых чисел может привести к неожиданно маленькому значению, а вычитание из маленького целого числа может вызвать перенос на большое положительное значение (например, сложение 8-битных целых чисел 255 + 2 дает 1, что составляет 257 по модулю 2, и аналогичным образом вычитание 0 — 1 дает 255, дополнение до двух представление -1).
Такой переход может вызвать нарушение безопасности — если переполненное значение используется в качестве количества байтов, выделяемых для буфера, буфер будет выделен неожиданно маленьким, что может привести к переполнению буфера, которое, в зависимости от использования буфера, может, в свою очередь, вызвать выполнение произвольного кода.
Если переменная имеет тип целое число со знаком, программа может сделать предположение, что переменная всегда содержит положительное значение. Целочисленное переполнение может привести к переносу значения и стать отрицательным, что нарушает предположение программы и может привести к неожиданному поведению (например, сложение 8-битного целого числа 127 + 1 дает -128, дополнение до двух до 128). (Решением этой конкретной проблемы является использование целочисленных типов без знака для значений, которые программа ожидает и предполагает, что они никогда не будут отрицательными.)
Флаги
Большинство компьютеров имеют два выделенных флага процессора для проверки условия переполнения.
Флаг переноса устанавливается, когда результат сложения или вычитания с учетом операндов и результата как беззнаковых чисел не помещается в заданное количество битов. Это указывает на переполнение переносом или заимствованием из старшего бита. Сразу после операции добавления с переносом или вычитания с заимствованием содержимое этого флага будет использоваться для изменения регистра или области памяти, которая содержит старшую часть многословного значения.
Флаг переполнения устанавливается, когда результат операции над числами со знаком не имеет знака, который можно было бы предсказать по знакам операндов, например, отрицательный результат при сложении двух положительные числа. Это указывает на то, что произошло переполнение, и результат со знаком, представленный в форме с дополнением до двух, не уместится в данном количестве битов.
Варианты определения и неоднозначность
Для беззнакового типа, когда идеальный результат операции выходит за пределы представимого диапазона типа, а возвращаемый результат получается путем упаковки, это событие обычно определяется как переполнение. Напротив, стандарт C11 определяет, что это событие не является переполнением, и заявляет, что «вычисление с участием беззнаковых операндов никогда не может переполниться».
Когда идеальный результат целочисленной операции находится за пределами представимого диапазона типа и возвращаемый результат получается путем зажима, тогда это событие обычно определяется как насыщение. Использование зависит от того, является ли насыщение переполнением или нет. Чтобы устранить двусмысленность, можно использовать термины обертывание переполнения и насыщающее переполнение.
Термин «потеря значимости» чаще всего используется для математики с плавающей запятой, а не для целочисленной математики. Но можно найти много ссылок на целочисленное исчезновение. Когда используется термин целочисленное недополнение, это означает, что идеальный результат был ближе к минус бесконечности, чем представимое значение выходного типа, ближайшее к минус бесконечности. Когда используется термин целочисленное отсутствие переполнения, определение переполнения может включать в себя все типы переполнения или только те случаи, когда идеальный результат был ближе к положительной бесконечности, чем представимое значение выходного типа, ближайшее к положительной бесконечности.
Когда идеальный результат операции не является точным целым числом, значение переполнения может быть неоднозначным в крайних случаях. Рассмотрим случай, когда идеальный результат имеет значение 127,25, а максимальное представимое значение типа вывода — 127. Если переполнение определено как идеальное значение, выходящее за пределы представимого диапазона типа вывода, то этот случай будет классифицирован как переполнение. Для операций, которые имеют четко определенное поведение округления, может потребоваться отложить классификацию переполнения до тех пор, пока не будет применено округление. Стандарт C11 определяет, что преобразования из числа с плавающей запятой в целое число должны округляться до нуля. Если C используется для преобразования значения 127,25 с плавающей запятой в целое число, то сначала следует применить округление, чтобы получить идеальное целое число на выходе 127. Поскольку округленное целое число находится в диапазоне выходных значений, стандарт C не классифицирует это преобразование как переполнение..
Методы решения проблем целочисленного переполнения
Обработка целочисленного переполнения в различных языках программирования
| Язык | Целое число без знака | Целое число со знаком |
|---|---|---|
| Ada | по модулю модуль типа | поднять Constraint_Error |
| C /C ++ | по модулю степени двойки | неопределенное поведение |
| C# | по модулю степени 2 в непроверенном контексте; System.OverflowExceptionвозникает в проверенном контексте |
|
| Java | N / A | степень двойки по модулю |
| JavaScript | все числа имеют двойную точность с плавающей запятой, за исключением нового BigInt | |
| MATLAB | Встроенные целые числа насыщаются. Целые числа с фиксированной запятой, настраиваемые для переноса или насыщения | |
| Python 2 | N/A | , преобразовываются в longтип (bigint) |
| Seed7 | N / A | поднять OVERFLOW_ERROR |
| Схема | Н / Д | преобразовать в bigNum |
| Simulink | , конфигурируемый для переноса или насыщения | |
| Smalltalk | Н / Д | преобразовать в LargeInteger |
| Swift | Вызывает ошибку, если не используются специальные операторы переполнения. |
Обнаружение
Реализация обнаружения переполнения во время выполнения UBSanдоступна для Компиляторы C.
В Java 8 есть перегруженные методы, например, такие как Math.addExact (int, int) , которые выбрасывают ArithmeticException в случае переполнения.
Группа реагирования на компьютерные чрезвычайные ситуации (CERT) разработала целочисленную модель с неограниченным диапазоном значений (AIR), в значительной степени автоматизированный механизм устранения переполнения и усечения целых чисел в C / C ++ с использованием обработки ошибок времени выполнения.
Предотвращение
Распределяя переменные с типами данных, которые достаточно велики, чтобы содержать все значения, которые могут быть вычислены и сохранены в них, всегда можно избежать переполнения. Даже когда доступное пространство или фиксированные типы данных, предоставляемые языком программирования или средой, слишком ограничены, чтобы позволить переменным быть защищенным с большими размерами, тщательно упорядочивая операции и заранее проверяя операнды, часто можно гарантировать априори что результат никогда не будет больше, чем можно сохранить. Инструменты статического анализа, формальная проверка и методы проектирования по контракту могут использоваться для более надежной и надежной защиты от случайного переполнения.
Обработка
Если ожидается, что может произойти переполнение, то в программу можно вставить тесты, чтобы определить, когда это произойдет, и выполнить другую обработку, чтобы смягчить его. Например, если важный результат, вычисленный из переполнения пользовательского ввода, программа может остановиться, отклонить ввод и, возможно, предложить пользователю другой ввод, вместо того, чтобы программа продолжала работу с недопустимым переполненным вводом и, возможно, как следствие, неисправна. Этот полный процесс можно автоматизировать: можно автоматически синтезировать обработчик для целочисленного переполнения, где обработчик, например, является чистым выходом.
ЦП обычно имеют способ обнаружения этого для поддержки сложения чисел большего размера чем размер их регистра, обычно использующий бит состояния; этот метод называется арифметикой с высокой точностью. Таким образом, можно добавить два числа каждые два байта шириной, просто добавляя байты по шагам: сначала добавьте младшие байты, затем добавьте старшие байты, но если необходимо выполнить младшие байты, это арифметическое переполнение добавление байтов, и становится необходимым обнаруживать и увеличивать сумму старших байтов.
Явное распространение
, если значение слишком велико для сохранения, ему может быть присвоено специальное значение, указывающее, что произошло переполнение, а затем все последующие операции возвращают это значение флага. Такие значения иногда обозначаются как NaN, что означает «не число». Это полезно для того, чтобы можно было проверить проблему один раз в конце длинных вычислений, а не после каждого шага. Это часто поддерживается оборудованием с плавающей запятой, называемым FPU.
Поддержка языков программирования
В языках программирования реализованы различные методы предотвращения случайного переполнения: Ada, Seed7 (и некоторые варианты функциональных языков) запускают условие исключения при переполнении, тогда как Python (начиная с версии 2.4) легко преобразует внутреннее представление числа в соответствии с его ростом, в конечном итоге представляя его как long— чьи возможности ограничены только доступной памятью.
В языках с собственной поддержкой арифметики произвольной точности и безопасности типов (например, Python или Common Lisp ), числа автоматически увеличиваются до большего размера, когда происходят переполнения, или генерируются исключения (условия сигнализируются), когда существует ограничение диапазона. Таким образом, использование таких языков может помочь смягчить эту проблему. Однако в некоторых таких языках все еще возможны ситуации, когда может произойти целочисленное переполнение. Примером является явная оптимизация пути кода, который профилировщик считает узким местом. В случае Common Lisp это возможно с помощью явного объявления для обозначения типа переменной слова машинного размера (fixnum) и понижения уровня безопасности типа до нуля для конкретного блока кода.
Насыщенная арифметика
В компьютерной графике или обработке сигналов обычно работают с данными в диапазоне от 0 до 1 или от -1 на 1. Например, возьмите изображение в оттенках серого , где 0 представляет черный цвет, 1 представляет белый цвет, а значения между ними представляют оттенки серого. Одна операция, которую можно поддерживать, — это увеличение яркости изображения путем умножения каждого пикселя на константу. Насыщенная арифметика позволяет просто слепо умножать каждый пиксель на эту константу, не беспокоясь о переполнении, просто придерживаясь разумного результата, что все эти пиксели больше 1 (т. Е. «ярче белого» ) просто становятся белыми, а все значения «темнее черного» просто становятся черными.
Примеры
Непредвиденное арифметическое переполнение — довольно частая причина ошибок программы. Такие ошибки переполнения может быть трудно обнаружить и диагностировать, поскольку они могут проявляться только для очень больших наборов входных данных, которые с меньшей вероятностью будут использоваться в проверочных тестах.
Получение среднего арифметического двух чисел путем сложения их и деления на два, как это делается во многих алгоритмах поиска , вызывает ошибку, если сумма (хотя и не результирующее среднее) слишком велика для
Необработанное арифметическое переполнение в программном обеспечении управления двигателем было основной причиной крушения в 1996 году первого полета ракеты Ariane 5. Считалось, что программное обеспечение не содержит ошибок, так как оно использовалось во многих предыдущих полетах, но в них использовались ракеты меньшего размера, которые генерировали меньшее ускорение, чем Ariane 5. К сожалению, часть программного обеспечения, в которой произошла ошибка переполнения, даже не требовалась. запускался для Ariane 5 в то время, когда он привел к отказу ракеты — это был процесс режима запуска для меньшего предшественника Ariane 5, который остался в программном обеспечении, когда он был адаптирован для новой ракеты. Кроме того, фактической причиной сбоя был недостаток в технической спецификации того, как программное обеспечение справлялось с переполнением, когда оно было обнаружено: оно выполнило диагностический дамп на свою шину, которая должна была быть подключена к испытательному оборудованию во время тестирования программного обеспечения во время разработки. но был связан с двигателями рулевого управления ракеты во время полета; из-за сброса данных сопло двигателя сильно отклонилось в сторону, что вывело ракету из-под контроля аэродинамики и ускорило ее быстрое разрушение в воздухе.
30 апреля 2015 года Федеральное управление гражданской авиации США объявил, что прикажет операторам Boeing 787 периодически перезагружать его электрическую систему, чтобы избежать целочисленного переполнения, которое может привести к потере электроэнергии и развертыванию воздушной турбины, и Boeing развернул обновление ПО в четвертом квартале. Европейское агентство по авиационной безопасности последовало 4 мая 2015 года. Ошибка возникает через 2 центсекунды (248,55134814815 дней), указывая на 32-битное подписанное целое число.
. очевидно в некоторых компьютерных играх. В аркадной игре Donkey Kong, невозможно продвинуться дальше 22 уровня из-за целочисленного переполнения его времени / бонуса. Игра берет номер уровня, на котором находится пользователь, умножает его на 10 и добавляет 40. Когда они достигают уровня 22, количество времени / бонуса равно 260, что слишком велико для его 8-битного регистра значений 256, поэтому он сбрасывается. до 0 и дает оставшиеся 4 как время / бонус — слишком мало для завершения уровня. В Donkey Kong Jr. Math при попытке вычислить число, превышающее 10 000, отображаются только первые 4 цифры. Переполнение является причиной знаменитого уровня «разделенного экрана» в Pac-Man и «Ядерного Ганди» в Civilization. Это также привело к появлению «Дальних земель» в Minecraft, которые существовали с периода разработки Infdev до Beta 1.7.3; однако позже это было исправлено в Beta 1.8, но все еще существует в версиях Minecraft Pocket Edition и Windows 10 Edition. В игре Super Nintendo Lamborghini American Challenge игрок может заставить свою сумму денег упасть ниже 0 долларов во время гонки, будучи оштрафованным сверх лимита оставшихся денег после уплаты сбора за гонка, в которой происходит сбой целого числа, и игрок получает на 65 535 000 долларов больше, чем он получил бы после отрицательного результата. Подобный сбой происходит в S.T.A.L.K.E.R.: Clear Sky, где игрок может упасть до отрицательной суммы, быстро путешествуя без достаточных средств, а затем перейти к событию, где игрока ограбят и у него заберут всю валюту. После того, как игра попытается забрать деньги игрока на сумму в 0 долларов, игроку выдается 2147482963 игровой валюты.
В структуре данных Покемон в играх с покемонами число полученных очков опыта хранится в виде 3-байтового целого числа. Однако в первом и втором поколениях группа опыта со средней медленной скоростью, которой требуется 1 059 860 очков опыта для достижения 100 уровня, по расчетам имеет -54 очка опыта на уровне 1. Поскольку целое число не имеет знака, значение превращается в 16 777 162. Если покемон набирает менее 54 очков опыта в битве, то покемон мгновенно перескакивает на 100-й уровень. Кроме того, если эти покемоны на уровне 1 помещаются на ПК, и игрок пытается их вывести, игра вылетает., из-за чего эти покемоны навсегда застревают на ПК. В тех же играх игрок, используя Редкие Конфеты, может повысить уровень своего Покемона выше 100 уровня. Если он достигает уровня 255 и используется другая Редкая Конфета, то уровень переполняется до 0 (из-за того, что уровень кодируется в один байт, например, 64 16 соответствует уровню 100).
Ошибка целочисленной подписи в коде настройки стека, выпущенная компилятором Pascal, помешала Microsoft / IBM MACRO Assembler Version 1.00 (MASM), DOS программа 1981 года и многие другие программы, скомпилированные с помощью того же компилятора, для работы в некоторых конфигурациях с объемом памяти более 512 КБ.
Microsoft / IBM MACRO Assembler (MASM) версии 1.00 и, вероятно, все другие программы, созданные с помощью того же Компилятор Паскаля имел ошибку переполнения целого числа и подписи в коде настройки стека, что не позволяло им работать на новых машинах DOS или эмуляторах в некоторых распространенных конфигурациях с более чем 512 КБ памяти. Программа либо зависает, либо отображает сообщение об ошибке и выходит в DOS.
В августе 2016 года автомат казино в Resorts World Casino распечатал призовой билет на 42 949 672,76 долларов в результате ошибки переполнения. Казино отказалось выплатить эту сумму, назвав это неисправностью, используя в свою защиту то, что в автомате четко указано, что максимальная выплата составляет 10 000 долларов, поэтому любой превышающий эту сумму приз должен быть результатом ошибки программирования. Верховный суд штата Айова вынес решение в пользу казино.
См. Также
- Переполнение буфера
- Переполнение кучи
- Переключение указателя
- Тестирование программного обеспечения
- буфер стека переполнение
- Статический анализ программы
- Сигнал Unix
Ссылки
Внешние ссылки
- Фракция № 60, Базовое целочисленное переполнение
- Фракция № 60, Целочисленная защита большого цикла
- Эффективная и Точное обнаружение целочисленных атак
- Классификация угроз WASC — Целочисленные переполнения
- Общие сведения о целочисленном переполнении в C / C ++
- Двоичное переполнение — двоичная арифметика
- Стандарт ISO C11
-
#2
Это называется закритый txd. В таких случаях нужно юзать RW Analyze.
Краткий гайд(там 10 минут виде вода. Так что сори)
И да, тхд ворк можешь удалить, если у тебя установлен мэйджик
-
#3
Это называется закритый txd. В таких случаях нужно юзать RW Analyze.
Краткий гайд(там 10 минут виде вода. Так что сори)И да, тхд ворк можешь удалить, если у тебя установлен мэйджик
У меня жёлтых лишних нету, vse good
Это называется закритый txd. В таких случаях нужно юзать RW Analyze.
Краткий гайд(там 10 минут виде вода. Так что сори)И да, тхд ворк можешь удалить, если у тебя установлен мэйджик
-
#5
Тогда хуй знает. Мб файл слишком большой?
4.55 мб, норм?
-
#9
-
hud.rar
51.6 KB
· Просмотры: 165
-
#10
новые ошибки, ну он открылся, еб@ть ты крутой пицык, расскажи секрет, что сделал?
-
#11
Посмотреть вложение 32323
новые ошибки, ну он открылся, еб@ть ты крутой пицык, расскажи секрет, что сделал?
всё тоже самое что и в видосе выше
-
#12
всё тоже самое что и в видосе выше
там вроде не было лишних жёлтых пунктов
-
#14
Всё таки лишние жёлтые пункты были, и ты их убрал? Или как, суть обьясни
Конечно спасибо тебе, ты красава, ну я сейчас ломаю голову как, если там нету лишних жёлтых точечек, и вроде всё одинаковое. Как ты разлочил..
Воздаятель
Мастер
(1772),
на голосовании
5 лет назад
Дополнен 5 лет назад
Опечатался. Не intreger, a integer!
Голосование за лучший ответ
Рич Ричи
Ученик
(242)
5 лет назад
Это неисправно, либо перустановка windows++ либо переусаноувка сампа
ВоздаятельМастер (1772)
5 лет назад
Спасибо.
Kostya 1337
Знаток
(375)
5 лет назад
Переполнение чего-то. Играю в самп 5 лет, первый раз такую ошибку вижу
Похожие вопросы
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 |
#include "stdafx.h" #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <locale.h> struct funk { char number; char argument; char funck; }fn[255]; int main() { char a,b,c,d,e,y,k=1,cycle,shag,sch=0; setlocale(LC_ALL,"Russian"); printf("Введите параметры функции:n "); printf("a= "); scanf("%d", &a); printf("b= "); scanf("%d", &b); printf("c= "); scanf("%d", &c); printf("d= "); scanf("%d", &d); printf("e= "); scanf("%d", &e); printf("nВведите число повторений цикла и шаг увеличения:"); scanf_s("%hhd %hhd", &cycle, &shag); __asm { xor edx,edx xor ecx,ecx mov cl, cycle schet: mov bl, 3 add sch,bl mov dl,sch mov edi, edx mov al,a add al,b add al,c idiv d imul e mov fn[edi+0].funck,al mov al, c mov fn[edi+0].argument,al mov ah,k mov fn[edi+0].number,ah add k,1 mov al,shag add c,al mov bl, 3 add sch,bl loop schet } for (int i=1;i<cycle*2;i=i+2){ printf("|%6d |%6u|n",fn[i].number, fn[i].argument); } printf("nn"); for (int i=1;i<cycle*2;i=i+2){ printf("|%6d |%6u|n",fn[i].number, fn[i].funck); } _getch(); } |
← →
ancara ( 2004-06-08 10:13 ) [0]
Добрый день, уважемые мастера! У меня глупый вопрос, но тем не менее я не знаю на него ответа:
есть такие переменные:
X: DWORD;
A,B: DWORD;
и такой код:
включил Overflow checking — начал показывать ошибку, причем в том случае, если B>A, т.е. в скобках отрицательное число. X делать integer”ом нежелательно, там потом кусок на асме, он там используется как целое положительное. В чем причина, я специально ABS поставил и не помогает. Да, еще я попробовал вместо переменных написать значения, типа:
компилятор считает, что при A,B:DWORD вычисленное значение A-B так же должно иметь явный тип DWORD, в диапазон представления значений которого отиц.значения не входят, о чем в ран-тайм и сообщается исключением по integer overflow
компилятор вообще генерирует код вызова ф-ции Abs() и операции ц/ч умножения, потому что все выражение можно вычислить на этапе компиляции, получить заведомо однозначный результат = 10 и присвоить его переменной X, что не возбудит никаких исключений, благо результ.число 10 заведомо входит в диапазон представления типа DWORD, поэтому код проверки на переполнение компилятор даже не генерирует
← →
Digitman © ( 2004-06-08 10:37 ) [2]
> вообще генерирует
читать как “вообще НЕ генерирует”
← →
Digitman © ( 2004-06-08 10:42 ) [3]
> X делать integer”ом нежелательно, там потом кусок на асме,
> он там используется как целое положительное
никаких ограничений нет : используй в асм-блоке переменную Х как хочешь — хоть как знаковое хоть как беззнаковое .
в дан.случае абсолютно индифферентно, какой тип — integer или dword — имеет переменная Х, используемая в asm-блоке, важно что размер переменной в памяти и в том и в другом случае будет одинаков
← →
ancara ( 2004-06-08 10:46 ) [4]
Хм. Сделал все таки ради эксперимента
история та же, а вот после такого изменения:
ошибка исчезла. Вообщем проблема решена, но как — я не понял.
← →
Anatoly Podgoretsky © ( 2004-06-08 10:47 ) [5]
Abs бессмысленен для dword
← →
pasha_golub © ( 2004-06-08 10:48 ) [6]
ancara (08.06.04 10:46) [4]
Проблема не решена, ИМХО, а завуалирована. Перечитайте посты Digitman © очень внимательно, иначе рискуете отгребсти по самые мама не горюй.
и это тоже объяснимо
> Вообщем проблема решена, но как — я не понял
странно ты подходишь к решению проблемы — методом “научного тыка” ..
работаешь явно выражениями, принимающими в ран-тайм в т.ч. и отриц.значения (а иначе на кой шут тогда Abs, спрашивается ?), а переменные объявляешь как беззнаковые целые ..
да и с опцией overflow checking — тоже ситуация сомнительная, ибо в асм-блоке, где ты волен творить с любой переменной любого типа все что угодно, компилятор бессилен отслеживать твои логические ошибки
← →
ancara ( 2004-06-08 10:57 ) [8]
Еще ситуация:
ошибок нет! а если без Abs() то Range check error.
(в момент отладки A=7; B=8;)
← →
ancara ( 2004-06-08 10:58 ) [9]
Еще ситуация:
ошибок нет! а если без Abs() то Range check error.
(в момент отладки A=7; B=8;)
Дело в разрядности переменных чтоли? (16 bit, 32 bit)?
← →
ancara ( 2004-06-08 11:09 ) [10]
> Digitman © (08.06.04 10:52) [7]
Я поясню: overflow checking я включаю время от времени (иногда всегда включен) чтобы компилятор указал на разные “слабые места”, привычка у меня такая, я не только для асма ее включил.
А насчет беззнаковых — прога ориентирована на графику,
A — это ширина картинки в байтах расчетная(кол-во точек умножить на кол-во бай на точку),
B — это ширина в байтах истинная, с выравниванием (bmp-файлы должны же быть “word aligned”);
X — это величина “добавки”, т.е. сколько байт нужно добавить в конец каждой строки, чтобы выравнять по словам, она не может быть меньше нуля теоретически,( но в проге почему-то может и я буду это устранять. )
именно поэтому я выбрал изначально DWORD.
← →
Digitman © ( 2004-06-08 11:15 ) [11]
> ancara
> Дело в разрядности переменных чтоли? (16 bit, 32 bit)?
в случае A-B компилятор считает результирующим типом значения выражения тип dword, иначе — integer
ты вроде бы с асм-ом знаком, коль блоки на нем используешь .
не так уж и трудно посмотреть в режиме отладки, какой маш.код компилятор генерирует в том или ином случае ..
← →
ancara ( 2004-06-08 11:43 ) [12]
> не так уж и трудно посмотреть в режиме отладки, какой маш.код
> компилятор генерирует
Вы совершенно правы :), в регистре EAX вместо 00000001 получается FFFFFFFE, а потом это рассмартивается как BYTE — маразм!
Спасибо за ценные советы.
← →
Digitman © ( 2004-06-08 11:53 ) [13]
> ancara (08.06.04 11:09) [10]
X := (Max(A,B) — Min(A,B)) * 2
и всех делов) .. и никаких переполнений) ..
разница между макс. и мин. значениями всегда будет >= 0
← →
evvcom © ( 2004-06-08 14:42 ) [14]
> A — это ширина картинки в байтах расчетная(кол-во точек
> умножить на кол-во бай на точку),
> B — это ширина в байтах истинная, с выравниванием (bmp-файлы
> должны же быть “word aligned”);
> X — это величина “добавки”, т.е. сколько байт нужно добавить
> в конец каждой строки, чтобы выравнять по словам, она не
> может быть меньше нуля теоретически
Из этого следует, что A, B и X можно описать как Integer и использовать X:= Abs(A-B)*2; как в вопросе. Ну а если принципиально они должны быть DWORD, то можно использовать явное приведение типов X:= Abs(Integer(A)-B)*2;
Посмотрев на код, сгенерированный компилятором, будет видно, что, возможно, потребуется еще где-нибудь применить явное приведение типов.
Integer Overflow
Storing a value greater than maximum supported value is called integer overflow. Integer overflow on its own doesnt lead to arbitrary code execution, but an integer overflow might lead to stack overflow or heap overflow which could result in arbitrary code execution. In this post I will be talking ONLY about integer overflow leading to stack overflow, integer overflow leading to heap overflow will be covered up later in a separate post.
Data types size and its range:
When we try to store a value greater than maximum supported value, our value gets wrapped around. For example when we try to store 2147483648 to signed int data type, its gets wrapped around and stored as -21471483648. This is called integer overflow and this overflow could lead to arbitrary code execution!!
Similarly storing a value lesser than the minimum supported value is called integer underflow. For example when we try to store -2147483649 to signed int data type, its gets wrapped around and stored as 21471483647. This is called integer underflow. Here I will be talking only about integer overflow, but the procedure remains same for underflows too!!
Line [1] of the above vulnerable program shows us that an integer overflow bug exists. strlen()’s return type is size_t (unsigned int) which gets stored in unsigned char data type. Hence any value greater than maximum supported value of unsigned char leads to integer overflow. Thus when the password length is 261, 261 gets wrapped around and stored as 5 in ‘passwd_len’ variable!! Because of this integer overflow, bounds checking performed at line [2] can be bypassed, thus resulting in stack based buffer overflow. And as seen in this post, stack based buffer overflow leads to arbitrary code execution.
Before looking into the exploit code, for better understanding, lets disassemble and draw the stack layout for vulnerable code!!
As we already know a password of length 261, bypasses bounds checking and allows us to overwrite the return address located in stack. Lets test it out by sending a series of A’s.
Test Step 1: Is Return Address Overwrite possible?
Test Step 2: What is the offset from Destination Buffer?
Here lets find out at what offset return address is located from buffer ‘passwd_buf’. Having disassembled and drawn the stack layout for validate_passwd(), lets now try to find offset location information!! Stack Layout shows that return address is located at offset (0x18) from buffer ‘passwd_buf’. 0x18 is calculated as follows:
0x18 = 0xb + 0x1 + 0x4 + 0x4 + 0x4
- 0xb is ‘passwd_buf’ size
- 0x1 is ‘passwd_len’ size
- 0x4 is alignment space
- 0x4 is edi
- 0x4 is caller’s EBP
Thus user input of form “A” * 24 + “B” * 4 + “C” * 233, overwrites passwd_buf, passwd_len, alignment space, edi and caller’s ebp with “A”‘s, return address with “BBBB” and remaining space with C’s.
Above output shows that attacker gets control over return address. Return address located at stack location (0xbffff1fc) is overwritten with “BBBB”. With these informations, lets write an exploit program to achieve arbitrary code execution.
Integer Overflows
An Integer Overflow is the condition that occurs when the result of an arithmetic operation, such as multiplication or addition, exceeds the maximum size of the integer type used to store it. When an integer overflow occurs, the interpreted value will appear to have “wrapped around” the maximum value and started again at the minimum value, similar to a clock that represents 13:00 by pointing at 1:00.
For example, an 8-bit signed integer on most common computer architectures has a maximum value of 127 and a minimum value of -128. If a programmer stores the value 127 in such a variable and adds 1 to it, the result should be 128. However, this value exceeds the maximum for this integer type, so the interpreted value will “wrap around” and become -128.
Related Conditions
Integer Overflows are closely related to other conditions that occur when manipulating integers:
Integer Underflows occur when the result of an arithmetic operation is smaller than the minimum value of the destination integer type. When an integer underflow occurs, the interpreted value will wrap around from the minimum value to the maximum value for its integer type.
Integer Casts occur when an integer of one type is interpreted as another. When this occurs, the bitstream of the source integer is interpreted as if it were the destination integer type. The interpreted value can be significantly different than the original value. Integer casts can be subdivided into context-specific scenarios:
- Signed/Unsigned Mismatch In the Two’s Compliment System, the bitstreams that represent a negative signed integer correspond to a very large unsigned integer. For example, the same 32-bit stream is used to represent both -1 and 4,294,967,295 — casting between signed and unsigned integers can result in a drastic change in interpreted value.
- Integer Truncations occur when an integer is assigned or cast to an integer type with a shorter bit length. When this occurs, the least-significant bits of the larger integer are used to fill as many bits of the shorter integer type as possible. Any bits that cannot be copied are lost, changing the value of the result.
- Sign Extension occurs when a signed integer of a smaller bit length is cast to an integer type of a larger bit length. When the result is interpreted as a signed integer, the interpreted value is correct. However, when interpreted as an unsigned value, a very large positive number results.
Security Impact of Integer Operations
Attackers can use these conditions to influence the value of variables in ways that the programmer did not intend. The security impact depends on the actions taken based on those variables. Examples include, but are certainly not limited, to the following:
- An integer overflow during a buffer length calculation can result in allocating a buffer that is too small to hold the data to be copied into it. A buffer overflow can result when the data is copied.
- When calculating a purchase order total, an integer overflow could allow the total to shift from a positive value to a negative one. This would, in effect, give money to the customer in addition to their purchases, when the transaction is completed.
- Withdrawing 1 dollar from an account with a balance of 0 could cause an integer underflow and yield a new balance of 4,294,967,295.
- A very large positive number in a bank transfer could be cast as a signed integer by a back-end system. In such case, the interpreted value could become a negative number and reverse the flow of money — from a victim’s account into the attacker’s.
Integer Overflow Example
In C and C++ programming, Integer Overflows often occur when calculating the size of a buffer to be allocated. When this occurs, the calculated size of the buffer will be smaller than the amount of data to be copied to it. This can lead to a buffer overflow, as the following code demonstrates:
Example 1 – A C program with an integer overflow
This program allows a person to enter grades for an arbitrary number of students in a class and have them printed out. The number of students in the class is passed as a command line argument, and each student’s grade is retrieved by the get_student_grade function.
If one assumes a 32-bit computer architecture, an integer overflow occurs when the number of students in the class is greater than 2 30 — 1, or 1,073,741,823. If a value of 2 30 + 1 is used, the calculated size of the student_grades array passed to malloc is 2 30 multiplied by four (in this example, sizeof(int) equals 4 bytes). The result, 2 32 + 4, exceeds the maximum 32-bit unsigned integer size, 2 32 – 1, and wraps around to simply four, or enough to hold a single integer. The for loop, on the other hand, will still treat this four byte buffer as if it was an array of 2 30 integers and write input data beyond its allocated bounds.
Integer Casting Example
Integer operations can lead to buffer overflows when mixed integer types are used for variable assignment and comparison. This often results in integers that are truncated, sign-extended, or have mixed signs during value comparisons.
Example 2 – Function with a buffer overflow due to mismatched integer types
In C, char is an 8-bit signed integer, so the variable input_len can store values between -128 and 127. If input is less than 32 characters in length the program will print the command line argument. If the length is between 32 and 127, the program’s length validation will work properly and the error message will be printed. However, if an input length of 128 is given, input_len will overflow and become -128. The check will verify that -128 is indeed smaller than 32 and proceed with the strcpy. This will overflow dest_buffer .
There are two contributing causes for this flaw. Though the 8-bit char type is sufficient to reference elements in the dest_buffer array, it is not large enough to represent all return values from strlen . As a result, a value over 127 is sufficient to overflow this integer and render that check ineffective. In addition, the fact that char is a signed integer type renders the check against the static value 32 ineffective; the overflowed value -128 is indeed less than 32. The lack of arithmetic in this example does not make it any less prone to security defects.
Preventing Defects in Integer Operations
Preventing defects in integer operations requires that the software developer anticipate and/or respond to these conditions. The best practices for doing so can be summarized in two main actions:
First, choose an integer type used for a variable that is consistent with the functions to be performed. In some cases, one can avoid an integer overflow by choosing an integer type that can hold all possible values of a calculation. In all cases, the proper integer type reduces the need for integer type casting, a major source of defects.
Second, the operands of an integer operation and/or the result of it should be checked for overflow conditions.
Checking the result attempts to determine whether an exceptional condition has occurred after the fact. For example, if A and B are both unsigned integers, then A + B < A should never be true in normal operation. If it is, one could assume that an integer overflow has occurred. Unfortunately, compilers have been known to optimize away such checks. See «Catching Integer Overflows in C» ([6]) for more details.
It is considered safer to check the operands of the operation before the calculation. The previous example could be changed to check if B > SIZE_MAX — A . When true, then an integer overflow will occur if the two are added together and stored in a variable of type size_t . Similarly, one should check if B > SIZE_MAX / A to determine if A multiplied by B would overflow.
Unfortunately, these checks can become very complicated when integers of different sign, size, and order of operations are considered. For this reason, it is highly recommended that safe integer libraries, such as «SafeInt» referred to in ([5]), be used.
Support for protecting against defects in integer operations can be provided by the CPU, the programming language, or libraries used by the programmer. Assembly programmers have immediate access to the CPU, and can check for integer overflows by examining the overflow flag available on most CPUs. Some languages, such as C#, treat most such conditions as an exception, while others like Python use arbitrary-precision integers that will not overflow or underflow.
References
General Reference
«Intel 64 and IA-32 Architectures Software Developer’s Manual»
«Computer Organization and Design», By Patterson, D., Hennessy, J.
[2] Morgan Kaufmann Publishers, Inc.
«The Art of Software Security Assessment», By Dowd, M., McDonald, J., & Schuh, J.
