二、格式化函数
原文：Exploiting Format String Vulnerabilities
译者：飞龙
日期：2001.9.1
版本：v1.2
格式化函数是一类特殊的 ANSI C 函数，接受可变数量的参数，其中的一个就是所谓的格式化字符串。当函数求解格式化字符串时，它会访问向函数提供的额外参数。它是一个转换函数，用于将原始的 C 数据类型表示为人类可读的字符串形式。它们在几乎任何 C 程序中都会使用，来输出信息、打印错误信息或处理字符串。
这一章中，我们会涵盖格式化函数使用中的典型漏洞，正确用法，它们的一些参数，以及格式化字符串漏洞的一般概念。
2.1 格式化字符串
如果攻击者能够向 ANSI C 格式化函数提供字符串，无论部分还是全部，就出现了格式化字符串漏洞。由此，格式化函数的行为会改变，并且攻击者就可能控制目标应用。
在下面的例子中，字符串user由攻击者提供 – 他可以控制整个 ASCIIZ 字符串，例如通过使用命令行参数。
错误用法：
int func (char *user) {
printf (user);
}正确用法：
int func (char *user) {
printf ("%s", user);
}2.2 格式化函数系列
ANSI C 规范中定义了大量格式化函数。有一些基本的格式化函数，复杂的函数基于它们，它们中的一些并不是标准的一部分，但是广泛可用。
实际成员为：
fprintf– 打印到FILE流printf– 打印到stdout流sprintf– 打印到字符串snprintf– 打印到字符串，带有长度检查vfprintf– 从va_arg结构打印到FILE流vprintf– 从va_arg结构打印到stdout流vsprintf– 从va_arg结构打印到字符串vsnprintf– 从va_arg结构打印到字符串，带有长度检查
近亲：
setproctitle– 设置argv[]syslog– 输出到syslog设施其它类似
err*,verr*,warn*,vwarn*的函数
2.3 格式化函数的用法
为了理解这个漏洞在 C 语言代码的哪里，我们必须检验格式化函数的目的。
功能
用于将简单的 C 数据类型转换为字符串表示
允许指定表示的格式
处理产生的字符串（输出到
stderr、stdout、syslog…）
格式化函数工作原理
格式化字符串控制了函数的行为
它指定了需要打印的参数类型
直接（传值）或间接（传址）保存二者
调用函数
需要知道它向栈中压入了多少参数，因为它当格式化函数返回时需要清栈。
2.4 格式化字符串具体是什么？
格式化字符串是一个 ASCIIZ 字符串，包含文本和格式化参数。
例如：
printf ("The magic number is: %d\n", 1911); 要打印的文本是The magic number is:，后面是格式化参数%d，它在输出中会被参数1911代替。所以输出是这个样子：he magic number is: 1911。
一些格式化参数：
| 参数 | 输出 | 传递方式 |
|---|---|---|
%d |
十进制（int） |
传值 |
%u |
无符号十进制（unsigned int） |
传值 |
%x |
十六进制（unsigned int） |
传值 |
%s |
字符串（(const) char*） |
传址 |
%n |
目前为止写入的字节数（int *） |
传址 |
\字符用于转义特殊字符。它会被 C 编译器在编译使其替换，将转义序列替换为二进制中的适当字符。格式化函数并不会识别这些特殊的序列。实际上，它们并不对格式化字符串做任何事情，但是有时会产生混淆，就像它们被编译器求值一样。
例如：
printf ("The magic number is: \x25d\n", 23);上面的代码可以工作，因为\x25在编译时期替换为%，虽然0x25（37）是百分号字符的 ASCII 值。
2.5 栈和它在格式化字符串中的作用
格式化函数的行为由格式化字符串控制。函数接受栈上的一些参数，它们由格式化字符串请求。
printf ("Number %d has no address, number %d has: %08x\n", i, a, &a);从printf来看，栈的样子是：
栈顶
+--------+
| ... |
| &a |
| a |
| i |
| A |
| ... |
+--------+
栈底其中：
| 符号 | 含义 |
|---|---|
| A | 格式化字符串的地址 |
| i | 变量i的值 |
| a | 变量a的值 |
| &a | 变量a的地址 |
格式化字符串现在解析了格式化字符串A，一次读取一个字符。如果它不是%，字符会复制到输出中。否则，%后面的字符规定了要求值的参数类型。字符串%%拥有特殊函数，用于打印转义字符%本身。其它每个参数都和数据相关，位于栈上。