5 easy (but critical) memory mistakes

Summary

In diesem Video wird die Bedeutung der ISO/IEC9899, dem offiziellen Standard für die Programmiersprache C, hervorgehoben, die als Grundlage für moderne Programmiersprachen wie C++, Java und Python dient. Es werden verschiedene Beispiele für Fehlermöglichkeiten im Umgang mit Speicherverwaltung in C gezeigt, die zu schwerwiegenden Sicherheitslücken und teuren Fehlern führen können, wie etwa Buffer Overflow, Double Free und die Nutzung von freigegebenem Speicher. Trotz der Gefahren ist C die Grundlage für viele Technologien und Software, einschließlich PostgreSQL. Das Video betont, wie wichtig es ist, diese Konzepte zu verstehen, um als Entwickler erfolgreich zu sein.

Takeaways

• 😀 ISO/IEC 9899 ist das wichtigste Dokument in der Geschichte der Menschheit und die Grundlage für die C-Programmiersprache, die viele moderne Programmiersprachen und Software wie Betriebssysteme, Compiler und Verschlüsselungstools inspiriert hat.
• 😀 Die C-Programmiersprache zwingt Programmierer, Speicher selbst zu verwalten, was sowohl eine Stärke als auch eine Gefahr darstellt. Das Beherrschen von Speicherverwaltung in C ist relativ einfach, kann aber zu schwerwiegenden Fehlern führen.
• 😀 Ein häufiger Fehler in C ist das doppelte Freigeben von Speicher, was zu undefiniertem Verhalten und potenziellen Sicherheitslücken führen kann.
• 😀 Das Morris-Wurm-Angriff im Jahr 1988 zeigte, wie gefährlich Buffer-Overflow-Fehler sein können, wenn die Größe von Pufferbereichen nicht überprüft wird.
• 😀 Ein weiteres Beispiel für katastrophale Fehler in C ist der Heartbleed-Bug in OpenSSL (2014), bei dem unsichere Speicherzugriffe zu einem massiven Sicherheitsvorfall führten, der private Schlüssel und Passwörter preisgab.
• 😀 Die falsche Verwendung von bereits freigegebenem Speicher, wie es 2013 bei Internet Explorer der Fall war, führt ebenfalls zu Sicherheitslücken, die von Angreifern ausgenutzt werden können.
• 😀 Ein kleiner Fehler, wie das Fehlen einer Nullterminierung bei der Arbeit mit Zeichenketten, kann in C zu schwerwiegenden Problemen wie Buffer-Overflows führen.
• 😀 Der C-Programmiersprache fehlt eine automatische Grenzeprüfung, was das Risiko für Fehler wie Buffer-Overflows oder Speicherlecks erhöht, wenn Entwickler nicht vorsichtig sind.
• 😀 Ein weiteres häufiges Problem in C-Programmen ist das 'Double Free' – das zweimalige Freigeben desselben Speichers, was zu instabilem Verhalten oder Sicherheitslücken führen kann.
• 😀 Trotz der Risiken ist C die Grundlage vieler erfolgreicher Softwareprojekte, wie z.B. PostgreSQL, einer der beliebtesten SQL-Datenbanken der Welt, die auf C basiert.
• 😀 Gel, der Sponsor des Videos, bietet eine moderne Plattform für PostgreSQL-Datenbanken, die einfachere Typenmodellierung und fortschrittliche Funktionen wie KI-Integration ermöglicht, was die Arbeit mit Datenbanken erleichtert.

Q & A

Warum ist ISO/IEC9899 als so wichtig bezeichnet?

ISO/IEC9899 ist der offizielle Standard für die Programmiersprache C, die als Grundlage für viele moderne Programmiersprachen wie C++, Java, JavaScript und Python dient. Diese Spezifikation hat die Entwicklung von Betriebssystemen, Compilern, Verschlüsselungstools und vielen anderen wichtigen Softwarekomponenten ermöglicht.

Was ist die grundlegende Aufgabe der Speicherverwaltung in C?

In C müssen Entwickler den Speicher manuell verwalten. Dies umfasst das Zuweisen von Speicher mit der Funktion 'malloc' und das Freigeben von Speicher mit 'free', sobald dieser nicht mehr benötigt wird. Dies erfordert Vorsicht, da fehlerhafte Speicherverwaltung zu schwerwiegenden Fehlern führen kann.

Was passiert, wenn man 'free' mehr als einmal für denselben Speicherbereich aufruft?

'Free' zweimal für denselben Speicher aufzurufen führt zu undefiniertem Verhalten. Dies kann dazu führen, dass das Programm abstürzt oder es Angreifern ermöglicht, beliebige Werte im Speicher zu schreiben.

Warum führte der Morris-Wurm von 1988 zu so weitreichenden Schäden?

Der Morris-Wurm nutzte eine Sicherheitslücke in C-basierten Programmen wie Fingered und Sendmail aus, bei denen keine Größenprüfung auf Buffern durchgeführt wurde. Dies führte zu einem Buffer Overflow, der es dem Wurm ermöglichte, den Stack zu überschreiben und beliebigen Code auszuführen.

Was war der Fehler bei OpenSSL, der zur Heartbleed-Sicherheitslücke führte?

OpenSSL hatte einen Fehler in der Heartbeat-Erweiterung, bei dem die Anzahl der gesendeten Bytes nicht überprüft wurde. Dies ermöglichte es Angreifern, falsche Daten zu senden, die der Server dann zurückgab, was sensible Informationen wie private Schlüssel und Passwörter preisgab.

Was bedeutet es, 'nach dem Freeen von Speicher' in C weiterhin auf diesen zuzugreifen?

Wenn ein freigegebener Speicher weiterhin im Code verwendet wird, führt dies zu undefiniertem Verhalten und kann dazu führen, dass ein Programm abstürzt oder Sicherheitslücken entsteht, die von Angreifern ausgenutzt werden können, wie es bei Internet Explorer im Jahr 2013 der Fall war.

Wie wichtig ist die korrekte Zählung in C bei der Arbeit mit Arrays?

In C muss bei der Arbeit mit Arrays stets berücksichtigt werden, dass diese Null-basiert sind. Ein Fehler in der Zählung, wie das Fehlen der Null-terminierenden Zeichen in einem String, kann zu einem Buffer Overflow und dadurch zu unerwartetem Verhalten oder Sicherheitslücken führen.

Was passiert, wenn man mit C-Arrays außerhalb der festgelegten Grenzen zugreift?

C führt keine automatische Überprüfung der Array-Grenzen durch. Ein Zugriff außerhalb der Grenzen führt zu undefiniertem Verhalten, was zu Speicherfehlern und potenziellen Sicherheitslücken führen kann, wie es bei vielen Sicherheitsvorfällen der Fall war.

Was sind die möglichen Folgen eines doppelten Freigebens des Speichers in C?

Ein doppeltes Freigeben des Speichers führt zu undefiniertem Verhalten, bei dem das Programm möglicherweise abstürzt oder es Angreifern ermöglicht wird, Daten im Speicher zu verändern, was zu schwerwiegenden Sicherheitslücken führen kann.

Wie trägt C zur Entwicklung moderner Software bei?

C ist die Grundlage für viele moderne Softwareanwendungen, von Betriebssystemen über Datenbanken bis hin zu Spiel-Engines. Trotz seiner Gefahren aufgrund der manuellen Speicherverwaltung bleibt C eine der wichtigsten und einflussreichsten Programmiersprachen.