好好說話之整數溢位

c語言中的整型按資料型別主要分三類：短整形（short）、整形（int）、長整形（long）

按符號分類：有符號、無符號

每種資料型別都有自己的大小範圍：

型別位元組

範圍short int

2byte(word)

0~32767(0~0x7fff)

-32768~-1(0x8000~0xffff)

unsigned short int

2byte(word)

0~65535(0~0xffff)

int4byte(word)

0~2147483647(0~0x7fffffff)

-2147483648~-1(0x80000000~0xffffffff)

unsigned int

4byte(word)

0~4294967295(0~0xffffffff)

long

8byte(word)

正: 0~0x7fffffffffffffff

負: 0x8000000000000000~0xffffffffffffffff

unsigned long

8byte(word)

0~0xffffffffffffffff

如果說棧溢位是超過變數的棧空間範圍，那麼當程式中的資料超過其資料型別的範圍，則會造成溢位，整數型別的溢位被稱為整數溢位

上界溢位可以這麼理解：在資料型別範圍臨界點繼續增加數值，導致溢位

# 偽**
short
int a;
a = a +1;
# 對應的彙編
movzx  eax, word ptr [rbp -
0x1c
]/*將rbp - 0x1c位置的值（變數a）賦給eax暫存器*/
add    eax,
1mov    word ptr [rbp -
0x1c
], ax /*將ax（eax低2byte）中的值賦給rbp - 0x1c（變數a）*/
unsigned
short
int b;
b = b +1;
# assembly code
add    word ptr [rbp -
0x1a],
1/*將rbp - 0x1a處的值（變數b）加1*/

我們看上面的例子，變數a是有符號短整形（short）也就是說它的範圍為正0~0x7fff，負0x8000~0xffff。有符號整型的計算主要是在暫存器中執行的，因為short佔2個位元組add eax,1計算之後，在將ax（eax低2byte）中的值傳給變數a

再看變數b，它是無符號短整形，範圍為0~0xffff。無符號整型的計算主要是在棧中執行，所以add word ptr [rbp - 0x1a], 1直接在棧中給變數b加上了1

上界溢位主要有兩種情況：

因為計算機底層指令是不區分有符號和無符號的，資料都是以二進位制形式存在 (編譯器的層面才對有符號和無符號進行區分，產生不同的彙編指令)。所以add 0x7fff, 1 == 0x8000，這種上界溢位對無符號整型就沒有影響，但是在有符號短整型中，0x7fff 表示的是 32767，但是 0x8000 表示的是 -32768，用數學表示式來表示就是在有符號短整型中32767+1 == -32768

這種情況需要考慮的是第乙個運算元，比如上面的有符號型加法的彙編**是add eax, 1，因為eax=0xffff，所以add eax, 1 == 0x10000，但是無符號的彙編**是對記憶體進行加法運算add word ptr [rbp - 0x1a], 1 == 0x0000

在有符號的加法中，雖然eax的結果為 0x10000，但是只把ax=0x0000的值儲存到了記憶體中，從結果看和無符號是一樣的

再從數字層面看看這種溢位的結果，在有符號短整型中，0xffff==-1，-1 + 1 == 0，從有符號看這種計算沒問題。但是在無符號短整型中，0xffff == 65535, 65535 + 1 == 0

和上界溢位一樣，只不過在彙編中把add替換成sub。你可以這樣理解：在資料型別範圍臨界點繼續減少數值，導致溢位

一樣有兩種情況：

第一種是sub 0x0000, 1 == 0xffff，對於有符號來說0 - 1 == -1沒問題，但是對於無符號來說就成了0 - 1 == 65535。

第二種是sub 0x8000, 1 == 0x7fff，對於無符號來說是32768 - 1 == 32767是正確的，但是對於有符號來說就變成了-32768 - 1 = 32767

就如同前面的棧溢位，將不限制長度的字串放在定長的變數中。整數溢位就是將不限制長度的資料放在了定長的變數中，就好比你吃的非常的撐，然後媽媽讓你再喝一碗湯?

乙個示例：

$ cat test.c
#include
intmain
(void
)$ gcc test.c
$ ./a.out-1
asdfasfasdfasdfafasfasfasdfasdf
# gdb a.out
► 0x40066d
71>    call   malloc@plt <
0x400500
>
size:
0xf

我們只申請了0x20大小的堆，但是卻輸入0xffffffff長度的資料，從整形溢位到堆溢位

即使正確的對變數進行約束，也仍然有可能出現整數溢位漏洞，可以概括為錯誤的型別轉換，如果繼續細分下去，可以分為：

範圍大的變數賦值給範圍小的變數

可以這樣理解：你明明只能吃一小碗飯，媽媽問你吃多少，你說一碗就行，然後媽媽給你盛了一海碗，親媽沒錯了

$ cat test2.c
void
check
(int n)
intmain
(void
)$ gcc test2.c
$ ./a.out
4294967296
vuln

**中講乙個範圍大的變數a（長整形），傳入check函式後變為範圍小的變數n（整型），這樣就造成了溢位

長整形占有8位元組的記憶體空間，但是整型只有4位元組，所以將long放進int之後會造成截斷，只能將long的低4位元組的值傳給整型變數long: 0x100000000 -> int: 0x00000000，但是反過來將int放在long中時沒有事的

只做了單邊限制

這種情況只針對有符號型別

$ cat test3.c
intmain
(void
)else
printf
("please len < 10");
}$ gcc test3.c
$ ./a.out-1
aaaaaaaaaaaa
aaaaaaaaaaaa

我們雖然對變數len進行了限制，但是len是有符號整型，所以len的長度可以為負數，但是在read函式中，第三個引數的型別是size_t，該型別相當於unsigned long int，屬於無符號長整形

以後做到補上，wiki上沒給程式

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