C語言 gets 函數漏洞分析與安全替代方案：自定義 Gets 函數實現緩衝區溢出防護

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gets 函數為何危險

char *gets(char *buf);

致命缺陷：不檢查緩衝區邊界。用戶輸入超過 buf 大小會導致緩衝區溢出，覆蓋相鄰內存，造成程序崩潰或安全漏洞。C11 標準已移除 gets。

漏洞演示

char str[30];
gets(str);  // 輸入 50 個 '1' → 緩衝區溢出 → 未定義行為

安全替代方案設計

提供兩個重載版本的 Gets（大寫區分）：

版本一：動態分配，指定最大長度

char *Gets(int maxlen) {
    char *str = (char*)malloc(sizeof(char) * maxlen);
    if (!str) {
        perror("memory allocation error!");
        return NULL;
    }
    
    int i = 0;
    int c;
    while (i < maxlen - 1 && (c = getchar()) != '\n' && c != EOF) {
        str[i++] = c;
    }
    str[i] = '\0';
    return str;  // 調用者負責 free
}

版本二：針對固定大小數組，防野指針

// const 修飾指針本身不可修改，但可修改指向內容
// 類比：char str[30] 中 str 不可改，str[0] 可改
char *Gets(char *const array, int maxlen) {
    int i = 0;
    int c;
    while (i < maxlen - 1 && (c = getchar()) != '\n' && c != EOF) {
        array[i++] = c;
    }
    array[i] = '\0';
    return array;
}

設計細節解析

設計點	說明
參數 `maxlen`	限制最大讀取字符數，預留 1 位給 \0
返回 `char*`	鏈式調用便利，兼容原 gets 接口習慣
`char *const`	防止傳入野指針導致崩潰；數組名退化為常量指針完美匹配
循環條件	`i < maxlen-1` 確保不越界；檢查 `EOF` 處理文件結束
手動添加 \0	保證字符串正確終止

使用示例

int main() {
    // 固定數組版
    char s[8];
    Gets(s, 8);
    puts(s);
    
    fflush(stdin);  // 清空輸入緩衝區，關鍵！
    
    // 動態分配版
    char *p = Gets(8);
    puts(p);
    free(p);  // 必須釋放
    
    return 0;
}