Linux安全必读：了解栈溢出攻击的定义(linux栈溢出定义)

作为当前广泛应用的操作系统之一，Linux系统因为自身的可靠性和安全性而受到了越来越多的企业和个人用户的青睐。但是，对于像Linux这样的系统，安全问题依然是一个难以避免的话题。而栈溢出攻击是一种不仅在Linux系统中出现的，而且具有广泛影响范围的几乎无法防范的攻击方式。

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本文将介绍栈溢出攻击的定义、原理和防范措施，帮助读者全面了解这一安全威胁，提高对Linux系统的安全意识。

一、栈溢出攻击的定义

栈溢出攻击是一种利用栈实现的缓冲区溢出攻击方式，指在程序执行过程中，当输入的数据量超出了其所申请的缓冲区大小时，多余的数据将会覆盖其他栈区域的数据，从而导致程序异常终止或者产生未知行为。此时，攻击者可以通过输入特定的数据来覆盖程序内存中的关键信息或者执行指定的代码，从而实现攻击目标。

在Linux系统中，这种攻击方式最常见于C/C++编写的程序，因为这些程序使用的是栈来保存函数调用和返回地址等数据，而缓冲区内存的大小由程序员自行分配，因此攻击者有可能通过精心构造的数据，将缓冲区中多余的数据覆盖到栈的其他区域上，从而实现攻击目的。

二、栈溢出攻击的原理

栈溢出攻击的原理相对简单，主要是通过攻击者构造的一段数据，来覆盖程序栈中的关键信息或者执行指定的代码。攻击者通常会针对目标程序的特定漏洞，输入特定的数据，使得程序的正常行为被破坏。这个过程包括以下几个步骤：

1.构造输入数据：攻击者需要构造特定的数据来触发目标程序的漏洞。这些数据可以是一些特定的字符或者数字，也可以是一系列指令。

2.利用溢出：攻击者通过输入大量数据来导致目标程序的缓冲区溢出，从而覆盖到程序栈的其他区域上。这时，攻击者就可以通过构造的输入数据，将其覆盖到程序特定的内存区域上。

3.执行攻击：一旦攻击者成功地将数据覆盖到了程序的指定内存区域上，就可以执行指定的恶意代码或者代码片段。这样，攻击者就可以完全控制目标程序的行为，来达到自己的攻击目的。

三、栈溢出攻击的防范措施

在Linux系统中，由于许多应用程序都是使用C/C++语言编写的，因此栈溢出攻击是一种非常常见的攻击方式。为了保障系统的安全，在进行系统设计和开发时，需要针对栈溢出攻击采取一系列防护措施，来减少攻击者利用该漏洞攻击系统的风险。

1.调试模式的关闭：在生产环境下，关闭应用程序的调试模式，可以有效减少栈溢出攻击的风险。关闭调试模式后，攻击者无法直接访问程序内存，降低了攻击的可行性。

2.使用代码分析工具：通过使用自动化代码分析工具，可以快速发现程序中存在的潜在漏洞。这些工具可以对源代码进行分析，从而发现存在的漏洞，帮助程序员及时修补漏洞，减少攻击风险。

3.采用编译器特性：在编写C/C++程序时，可以采用编译器提供的安全编程特性，如编译器提供的栈溢出保护等级，来减少栈溢出攻击的风险。这些特性通常是在编译程序时启用的，可以有效减少栈溢出攻击的风险。

4.设置栈随机化：在Linux系统中，可以设置栈随机化，从而减少由于栈的布局相同而产生的攻击风险。栈随机化是一种内核级别的安全机制，能够在系统启动时自动随机设置栈的布局，降低攻击者利用栈布局的可行性。

4.使用安全框架：对于业务系统中重要的模块，可以使用一些现成的安全框架，如SDL（安全开发生命周期）框架、SEI的CERT C安全编码标准等，来加强系统的安全性。这些框架可以提供安全编码标准、漏洞检测工具等多个方面的支持，从而减少栈溢出攻击的风险。

结语

栈溢出攻击是一种重要的安全威胁，不仅仅在Linux系统中严重影响着系统的安全性，而且在其他系统中也是一个常见的攻击方式。为了有效防范栈溢出攻击，依靠程序员本身的经验和素质远远不够，需要在系统设计和开发阶段采取各种安全措施，来增强系统对栈溢出攻击的防御能力。本文仅仅是一个简单的介绍，读者可以针对不同场景继续学习和研究，来提高Linux系统安全防范的水平。

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LINUX系统的内存管理知识详解

内存是Linux内核所管理的最重要的资源之一。内存管理系统是操作系统中最为重要的部分，因为系统的物理内存总是少于系统所需要的内存数量。虚拟内存就是为了克服这个矛盾而采用的策略。系统的虚拟内存通过在各个进程之间共享内存而使系统看起来有多于实际内存的内存容量。Linux支持虚拟内存, 就是使用磁盘作为RAM的扩展，使可用内存相应地有效扩大。核心把当前不用的内存块存到硬盘，腾出内存给其他目的。当原来的内容又要使用时，再读回内存。以下就是我为大家整理到的详细LINUX系统内存管理的知识，欢迎大家阅读!!!

LINUX系统教程：内存管理的知识详解

一、内存使用情况监测

　　(1)实时监控内存使用情况

　　在命令行使用“Free”命令可以监控内存使用情况

　　代码如下:

　　#free

　　total used free shared buffers cached

　　Mem:

　　-/+ buffers/cache:

　　Swap:72

　　上面给出了一个256兆的RAM和512兆交换空间的系统情况。第三行输出(Mem:)显示物理内存。total列不显示核心使用的物理内存(通常大约1MB)。used列显示被使用的内存总额(第二行不计缓冲)。 free列显示全部没使用的内存。Shared列显示多个进程共享的内存总额。Buffers列显示磁盘缓存的当前大小。第五行(Swap:)对对换空间，显示的信息类似上面。如果这行为羡芹全0，那么没使用对换空间。在缺省的状态下，free命令以千字节(也就是1024字节为单位)来显示内存使用情况。可以使用—h参数以字节为单位显示内存使用情况，或者可以兄晌使用—m参数以兆字节为单位显示内存使用情况。还可以通过—s参数使用命令来不间断地监视内存使用情况：

　　#free –b –s2

　　这个命令将会在终端窗口中连续不断地报告内存的使用情况，每2秒钟更新一次。

　　(2)组合watch与 free命令用来实时监控内存使用情况：

　　代码如下:

　　#watch -n 2 -d free

　　Every 2.0s: free Fri Jul 6 06:06:

　　total used free shared buffers cached

　　Mem:64784

　　-/+ buffers/cache:

　　Swap:15928

　　watch命令会每两秒执行 free一次，执行前会清除屏幕，在同样位置显示数据。因为 watch命令不会卷动屏幕，所以适合出长时间的监测内存使用率。可以使用 -n选项，控制执行的频率;也可以利用 -d选项，让命令将每次不同的地方显示出来。Watch命令会一直执行，直到您按下 – 为止。

二、虚拟内存的概念

　　(1)Linux虚拟内存实现机制

　　Linux虚拟内存的实现需要六种机制的支持：地址映射机制、内存分配回收机制、缓存和刷新机制、请求页机制、交换机制、内存共享机制。

　　首先内存管理程序通过映射机制把用户程序的逻辑地址映射到物理地址，在用户程序运行时如果发现程序中要用的虚地址没有对应的物理内存时，就发出了请求页要求;如果有空闲的内存可供分配，就请求分配内存(于是用到了内存的分配和回收)，并把正在使用的物理页记录在缓存中(使用了缓存机制)。 如果没有足够的内存可供分配，那么就调用交换机制，腾出一部分内存。另外在地址映射中要通过TLB(翻译后援存储器)来寻找物理页;交换机制中也要羡派锋用到交换缓存，并且把物理页内容交换到交换文件中后也要修改页表来映射文件地址。

　　(2)虚拟内存容量设定

　　也许有人告诉你，应该分配2倍于物理内存的虚拟内存，但这是个不固定的规律。如果你的物理保存比较小，可以这样设定。如果你有1G物理内存或更多的话，可以缩小一下虚拟内存。Linux会把大量的内存用做Cache的,但在资源紧张时回收回.。你只要看到swap为0或者很小就可以放心了,因为内存放着不用才是更大的浪费。

三、使甩vmstat命令监视虚拟内存使用情况

　　vmstat是Virtual Meomory Statistics(虚拟内存统计)的缩写，可对操作系统的虚拟内存、进程、CPU活动进行监视。它是对系统的整体情况进行统计，不足之处是无法对某个进程进行深入分析。通常使用vmstat 5 5(表示在5秒时间内进行5次采样)命令测试。将得到一个数据汇总它可以反映真正的系统情况。

　　代码如下:

　　#vmstat 5 5

　　procemoryswapiosystemcpu—-

　　r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa

54 2

　　vmstat命令输出分成六个部分：

　　(1)进程procs：

　　r：在运行队列中等待的进程数 。

　　b：在等待io的进程数 。

　　(2)内存memoy：

　　swpd：现时可用的交换内存(单位KB)。

　　free：空闲的内存(单位KB)。

　　buff: 缓冲去中的内存数(单位：KB)。

　　cache：被用来做为高速缓存的内存数(单位：KB)。

　　(3) swap交换页面

　　si: 从磁盘交换到内存的交换页数量，单位：KB/秒。

　　so: 从内存交换到磁盘的交换页数量，单位：KB/秒。

　　(4) io块设备:

　　bi: 发送到块设备的块数，单位：块/秒。

　　bo: 从块设备接收到的块数，单位：块/秒。

　　(5)system系统：

　　in: 每秒的中断数，包括时钟中断。

　　cs: 每秒的环境(上下文)切换次数。

　　(6)cpu中央处理器：

　　cs：用户进程使用的时间 。以百分比表示。

　　sy：系统进程使用的时间。 以百分比表示。

　　id：中央处理器的空闲时间 。以百分比表示。

　　如果 r经常大于 4 ，且id经常小于40，表示中央处理器的负荷很重。 如果bi，bo 长期不等于0，表示物理内存容量太小。

四、Linux 服务器的内存泄露和回收内存的方法

　　1、内存泄漏的定义：

　　一般我们常说的内存泄漏是指堆内存的泄漏。堆内存是指程序从堆中分配的，大小任意的(内存块的大小可以在程序运行期决定)，使用完后必须显示释放的内存。应用程序一般使用malloc，realloc，new等函数从堆中分配到一块内存，使用完后，程序必须负责相应的调用free或释放该内存块，否则，这块内存就不能被再次使用，我们就说这块内存泄漏了。

　　2、内存泄露的危害

　　从用户使用程序的角度来看，内存泄漏本身不会产生什么危害，作为一般的用户，根本感觉不到内存泄漏的存在。真正有危害的`是内存泄漏的堆积，这会最终消耗尽系统所有的内存。从这个角度来说，一次性内存泄漏并没有什么危害，因为它不会堆积，而隐式内存泄漏危害性则非常大，因为较之于常发性和偶发性内存泄漏它更难被检测到。存在内存泄漏问题的程序除了会占用更多的内存外，还会使程序的性能急剧下降。对于服务器而言，如果出现这种情况，即使系统不崩溃，也会严重影响使用。

　　3、内存泄露的检测和回收

　　对于内存溢出之类的麻烦可能大家在编写指针比较多的复杂的程序的时候就会遇到。在 Linux 或者 unix 下，C、C++语言是最使用工具。但是我们的 C++ 程序缺乏相应的手段来检测内存信息，而只能使用 top 指令观察进程的动态内存总额。而且程序退出时，我们无法获知任何内存泄漏信息。

　　使用kill命令

　　使用Linux命令回收内存，我们可以使用Ps、Kill两个命令检测内存使用情况和进行回收。在使用超级用户权限时使用命令“Ps”，它会列出所有正在运行的程序名称，和对应的进程号(PID)。Kill命令的工作原理是：向Linux操作系统的内核送出一个系统操作信号和程序的进程号(PID)。

　　应用例子：

　　为了高效率回收内存可以使用命令ps 参数v：

　　代码如下:

　　# ps v

　　PID TTY STAT TIME MAJFL TRS DRS RSS %MEM COMMAND

tty1 Ss+ 0:8 0.1 /in/mingetty tty1

tty2 Ss+ 0:8 0.1 /in/mingetty tty2

tty3 Ss+ 0:2 0.1 /in/mingetty tty3

tty4 Ss+ 0:8 0.1 /in/mingetty tty4

tty5 Ss+ 0:2 0.1 /in/mingetty tty5

tty6 Ss+ 0:4 0.1 /in/mingetty tty6

tty7 Ss+ 1:.0 /usr/bin/Xorg :0 -br -a

pts/2 Ss 0:1496 0.6 -bash

pts/4 Ss 0:1472 0.6 /bin/bash

pts/4 S+ 0:48 0.2 ping 192.168.1.12

pts/2 R+ 0:68 0.3 ps v

　　然后如果想回收Ping命令的内存的话，使用命令：

　　代码如下:

　　# Kill

　　使用工具软件

　　Memprof是一个非常具有吸引力且非常易于使用的软件，它由Red Hat的Owen Talyor创立。这个工具是用于GNOME前端的Boehm-Demers-Weiser垃圾回收器。这个工具直接就可以执行，并且其工作起来无需对源代码进行任何修改。在程序执行时，这个工具会以图形化的方式显示内存的使用情况。

　　相关介绍：Linux

　　严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。

　　Linux拥有以下特性：类似于Unix的基本思想，支持完全免费与自由传播，完全兼容POSIX1.0标准，支持多用户、多任务、有着良好的界面、支持多种平台。Linux 能运行主要的UNIX工具软件、应用程序和网络协议。它支持32位和64位硬件。Linux继承了Unix以网络为核心的设计思想，是一个性能稳定的多用户网络操作系统。

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