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VC++ 利用 /GS 編譯器選項防禦緩衝區溢位攻擊

編輯：VC 教學

緩衝區溢位威脅概述

緩衝區溢位是最常見的軟體弱點之一。駭客透過精心構造的輸入覆寫堆疊上的返回位址，劫持程式執行流程，進而控制進程、電腦甚至整個網域。歷年著名蠕蟲病毒 (Code Red、Blaster、Sasser) 均源於 C/C++ 緩衝區溢位。若受害進程以高權限 (如 Administrator、Local System) 執行，破壞力極大。

堆疊緩衝區溢位原理

函式呼叫時，返回位址存放於堆疊。若本地緩衝區被溢位覆寫，返回位址即被竄改。攻擊者可導向：

已知位址的現有函式 (如 system, WinExec)。
注入緩衝區中的殼碼。

簡單範例：

char* source = "A reasonably long string"; // 25 字元含結尾
char dest[10]; // 僅 10 位元組
strcpy(dest, source); // 溢位破壞堆疊

/GS 編譯器保護機制演進

版本	編譯器	保護機制
VC++ 7.0 (VS .NET 2002)	引入 /GS	在返回位址下方插入 Cookie (Canary)，函式結束前驗證 Cookie 完整性，偵測堆疊破壞並拋出安全例外。
VC++ 7.1 (VS .NET 2003)	強化 /GS	將例外處理器指標等敏感結構移至緩衝區下方，防止繞過 Cookie 攻擊。連結器支援 /SAFESEH，驗證例外處理器有效性。
VC++ 8.0 (VS 2005)	進一步強化	針對函式指標參數，編譯器自動複製參數至本地變數區下方，防止參數被溢位竄改導致間接呼叫劫持。

堆疊佈局示意

堆疊邏輯佈局對比

堆疊由高位址向低位址增長。緩衝區溢位會向高位址覆寫，威脅返回位址、儲存框架指標、Cookie 等關鍵資料。

啟用 /GS 與 /SAFESEH

專案屬性設定 /GS

專案屬性 → C/C++ → 程式碼產生 → 緩衝區安全性檢查 設為 是 (/GS)。
預設：Debug 關閉，Release 開啟。
/SAFESEH：連結器選項，預設開啟。若需關閉，命令列指定 /SAFESEH:NO (IDE 無介面設定)。

安全例外處理範例

void _cdecl sec_handler(int code, void*)
{
    if (code == _SECERR_BUFFER_OVERRUN)
    {
        printf("偵測到緩衝區溢位！\n");
        exit(1);
    }
}

int main()
{
    _set_security_error_handler(sec_handler);
    // 主程式邏輯...
    return 0;
}