新的C++安全编码规则出炉

新的C++安全编码规则出炉

作者:BlogUpdater |  时间:2020-10-09 |  浏览:74 |  评论已关闭 条评论

新的安全编码规则
在Visual Studio v16.8 Preview 3中,我们添加了一些新的安全编码规则,来帮助开发者更容易找到一些更加容易导致Bug的编码错误,这些错误涵盖了从简单的功能缺失到严重的安全漏洞问题。
这些规则都是来自于真实世界的产品缺陷报告,在微软,我们会在我们的每一款产品中运行这些安全编码规则,以满足产品在安全和合规方面的需求。

在今天的文章中,我们会介绍VARIANT及其衍生的VARIANTARG和PROPVARIANT结构相关的编码规则。为了更加容易的使用这些规则,我们构建了一个名为VariantClear的代码分析扩展工具,这个扩展将会检测代码是否符合预期的编码规则。为什么叫这个扩展为VariantClear呢?因为它的主要目的就是为了检测那些误用VariantClear函数的代码。

VariantClear扩展将会检测出如下的代码警告:
> C33001: VARIANT ‘var’ 在它被反初始化时被重置。
> C33004: VARIANT ‘var’ 在它被初始化之前被重置,且它被标记为输出(Out)参数。
> C33005: VARIANT ‘var’ 被标记为输入或输入/输出参数,但是它没有被初始化。

VariantClear 规则
VARIANT是一个非常方便好用的结构体,可以使用它来对各种不同的数据类型进行数据交换。在任意时刻,它都可以被用来表示一个数据类型,或者空值。在这个结构体中有一个名为VARIANT::vt的成员,用来表示被封装的数据类型或者空值类型。

一个VARIANT结构必须被在使用或者传入到其他代码之前进行显式的初始化。否则,就会出现访问随机内存数据的问题,进而带来各种意想不到的Bug。

当一个VARIANT结构体不再使用的时候,也需要将它显式的重置。否则,会出现潜在的资源泄露或者对已离开其作用域的资源的错误访问。

通常,可以使用VariantInit函数来对一个VARIANT结构体进行初始化。对应地,可以使用VariantClear函数对它进行重置。

另外,还有一些对VARIANT结构的高级封装结构,例如CComVariant和_variant_t。
在构造阶段,它们的构造函数将调用VariantInit来对结构进行初始化,并将其数据类型设置为空值类型。
在析构阶段,它们的析构函数将调用VariantClear来对结构体进行销毁并将数据类型设置回空值。

VariantClear规则将尝试对目标代码进行分析,并对那些没有对VARIANT结构体进行合适的初始化或反初始化的代码给出提示。

C33001警告
当一个未初始化的VARIANT结构体传递给一个会使用VariantClear函数来重置VARIANT的API的时候,会触发这个警告。
因为,这类API会期待传入的VARIANT结构体是已经初始化的。但是很多开发者总是会忘记初始化这个步骤。
下面是一个简单的例子:

在上面的代码中,会触发C33001警告。因为VARIANT结构体仅在some_condition为true时才会被初始化。如果这个标志为false,则当它传递给VariantClear函数时是未初始化的。
为了修复这个问题,我们可以以如下的方式修改代码,确保调用VariantClear时结构体肯定是经过初始化的。 如下图所示:

C33004警告
当一个VARIANT结构体被标记为Out参数,而这个参数可能在输入的时候并没有被初始化,当它进一步被传递给一个会使用VariantClear函数来重置这个结构体的API时,会触发此警告。

当调用一个函数的时候,一个被标记为Out的参数并不一定会被初始化。只有当它函数返回的时候,它才会被初始化。

从更加安全的角度来看,在进行代码分析的时候,一个Out参数被认为是未初始化的。如果当这个参数被传递到一个函数,而这个函数可能会使用VariantClear操作这个结构体时,它会尝试重置这个结构体,或者使用内存里的随机数据。下面是一个简单的例子:

为了修复这个问题,可以在访问Out参数时对它进行初始化,如下图所示:

C33005警告
当一个未初始化的VARIANTBeijing传递给一个需要输入型参数的函数的时候,会触发此警告。
如下图所示:

通过这个C33005警告,我们可以更加清楚地明白为什么C44004警告会被触发。
当一个未经初始化的VARIANT的结构体被当做一个输入型参数传递的时候,会显式地违反C33005规则。

如何在Visual Studio中启用新的规则
下图中列出了可以用在工程上的不同的规则,可以根据这个表格来在Visual Studio中来启用规则。

总结
当里个当,声明变量的时候,还是不要忘记初始化。

最后
Microsoft Visual C++团队的博客是我非常喜欢的博客之一,里面有很多关于Visual C++的知识和最新开发进展。大浪淘沙,如果你对Visual C++这门古老的技术还是那么感兴趣,则可以经常去他们那(或者我这)逛逛。
本文来自:《New Safety Rules in C++ Code Analysis》

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