CERT C++: INT33-C

Гарантируйте, что деление и операции остатка не приводят к ошибкам деления на нуль

Описание

Управляйте определением

Гарантируйте, что деление и операции остатка не приводят к ошибкам деления на нуль. [1]

Примеры

развернуть все

Описание

Integer division by zero происходит, когда знаменатель деления или операции по модулю может быть целым числом с нулевым знаком.

Риск

Деление на нуль может привести к катастрофическому отказу программы.

Фиксация

Фиксация зависит от первопричины дефекта. Часто детали результата показывают последовательность событий, которые привели к дефекту. Используйте этот список событий, чтобы определить, как переменная знаменателя получает нулевое значение. Можно реализовать закрепление на любом событии в последовательности. Если детали результата не показывают историю события, можно проследить использование, щелкните правой кнопкой по опциям по исходному коду и смотрите предыдущие связанные события. См. также Интерпретируют Результаты Polyspace Bug Finder.

Это - хорошая практика, чтобы проверять на нулевые значения знаменателя перед делением и обработать ошибку. Вместо того, чтобы выполнить деление непосредственно:

res = num/den;
используйте библиотечную функцию, которая обрабатывает нулевые значения знаменателя прежде, чем выполнить деление:
res = div(num, den);

Смотрите примеры мер ниже.

Если вы не хотите устранять проблему, добавьте комментарии в свой результат или код, чтобы избежать другого анализа. Смотрите Результаты Polyspace Адреса Через Исправления ошибок или Комментарии.

Пример - деление целого числа нулем

int fraction(int num)
{
    int denom = 0;
    int result = 0;

    result = num/denom;

    return result;
}

Ошибка деления на нуль происходит в num / denom, потому что denom является нулем.

Исправление — проверка перед делением

int fraction(int num)
{
    int denom = 0;
    int result = 0;

    if (denom != 0)
        result = num/denom;

    return result;
}

Перед делением добавьте тест, чтобы видеть, является ли знаменатель нулем, проверяя, прежде чем деление произойдет. Если denom всегда является нулем, это исправление может произвести дефект мертвого кода в ваших результатах Polyspace®.

Исправление — знаменатель изменения

Одно возможное исправление должно изменить значение знаменателя так, чтобы denom не был нулем.

int fraction(int num)
{
    int denom = 2;
    int result = 0;

    result = num/denom;

    return result;
}

Пример - операция по модулю с нулем

int mod_arr(int input)
{
    int arr[5];
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        arr[i] = input % i;
    }

    return arr[0]+arr[1]+arr[2]+arr[3]+arr[4];
}

В этом примере Polyspace отмечает операцию по модулю как деление на нуль. Поскольку по модулю по сути операция деления, делитель (правый аргумент) не может быть нулем. Операция по модулю использует индекс цикла for в качестве делителя. Однако цикл for запускается в нуле, который не может быть итератором.

Исправление — делитель проверки перед операцией

Одно возможное исправление проверяет делитель перед операцией по модулю. В этом примере смотрите, является ли индекс i нулем перед операцией по модулю.

int mod_arr(int input)
{
    int arr[5];
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
        if(i != 0)
        {
             arr[i] = input % i;
        }
        else
        {
             arr[i] = input;
        }
    }

    return arr[0]+arr[1]+arr[2]+arr[3]+arr[4];
}

Исправление — делитель изменения

Другое возможное исправление изменяет делитель на ненулевое целое число. В этом примере добавьте тот в индекс перед операцией %, чтобы не делиться на нуль.

int mod_arr(int input)
{
    int arr[5];
    for(int i = 0; i < 5; i++)
    {
         arr[i] = input % (i+1);
    }

    return arr[0]+arr[1]+arr[2]+arr[3]+arr[4];
}

Описание

Испорченный операнд деления обнаруживает операции деления, где один или оба из целочисленных операндов из небезопасного источника.

Риск

  • Если числитель является минимальным возможным значением, и знаменателем является -1, ваше переполнение операции деления, потому что результат не может быть представлен текущим переменным размером.

  • Если знаменатель является нулем, ваши сбои операции деления возможно то, чтобы заставлять вашу программу отказать.

Эти риски могут использоваться, чтобы выполнить произвольный код. Этот код обычно выходит за рамки неявной политики безопасности программы.

Фиксация

Прежде, чем выполнить деление, подтвердите значения операндов. Проверяйте на знаменатели 0 или -1 и числителей минимального целочисленного значения.

Пример - деление аргументов функции

extern void print_int(int);

int taintedintdivision(int usernum, int userden) {
    int r =  usernum/userden; 
    print_int(r);
    return r;
}

Эта функция, взятая в качестве примера, делит две переменные аргумента, затем распечатывает и возвращает результат. Значения аргументов неизвестны и могут вызвать деление на нуль или целочисленное переполнение.

Исправление — контрольные числа

Одно возможное исправление должно проверять значения числителя и знаменателя прежде, чем выполнить деление.

#include "limits.h"

extern void print_int(int);

int taintedintdivision(int usernum, int userden) {
    int r = 0;
    if (userden!=0 && !(usernum=INT_MIN && userden==-1)) {
        r = usernum/userden;
    }
    print_int(r);
    return r;
}

Описание

Испорченный операнд по модулю проверяет операнды операций % остатка. Средство поиска ошибки отмечает операции по модулю с помощью одного или нескольких испорченных операндов.

Риск

  • Если второй операнд остатка является нулем, вашими сбоями операции остатка, заставляя вашу программу отказать.

  • Если вторым операндом остатка является -1, ваша операция остатка может переполниться, если операция остатка реализована на основе операции деления, которая может переполниться.

  • Если один из операндов отрицателен, результат операции сомнителен. Для C89 не стандартизирована операция по модулю, таким образом, результат отрицательных операндов задан реализацией.

Эти риски могут быть использованы атакующими, чтобы получить доступ к вашей программе или цели в целом.

Фиксация

Прежде, чем выполнить операцию по модулю, подтвердите значения операндов. Проверяйте второй операнд на значения 0 и -1. Проверяйте оба операнда на отрицательные величины.

Пример - по модулю с аргументами функции

extern void print_int(int);

int taintedintmod(int userden) {
    int rem =  128%userden; 
    print_int(rem);
    return rem;
}

В этом примере функция выполняет операцию по модулю при помощи входного параметра. Аргумент не проверяется прежде, чем вычислить остаток для значений, которые могут разрушить программу, такой как 0 и-1.

Исправление — значения операнда проверки

Одно возможное исправление должно проверять значения операндов прежде, чем выполнить операцию по модулю. В этом исправленном примере продолжается операция по модулю, только если второй операнд больше, чем нуль.

extern void print_int(int);

int taintedintmod(int userden) {
    int rem = 0;
    if (userden > 0) { 
        rem = 128 % userden; 
    }
    print_int(rem);
    return rem;
}

Проверяйте информацию

Группа: 03. Целые числа (INT)

Введенный в R2019a


[1]  Это программное обеспечение было создано MathWorks, включающим фрагменты: “Веб-сайт SEI CERT-C”, © 2017 Carnegie Mellon University, веб-сайт SEI CERT-C © 2017 Carnegie Mellon University”, CERT SEI C Кодирование Стандарта – Правил для Разработки безопасных, Надежных и Защищенных систем – 2 016 Выпусков”, © 2016 Carnegie Mellon University, and “CERT SEI Стандарт Кодирования C++ – Правил для Разработки безопасных, Надежных и Защищенных систем на C++ – 2 016 Выпусков” © 2016 Carnegie Mellon University, со специальным разрешением от его Института программной инженерии.

ЛЮБОЙ МАТЕРИАЛ УНИВЕРСИТЕТА КАРНЕГИ-МЕЛЛОН И/ИЛИ ЕГО ИНСТИТУТА ПРОГРАММНОЙ ИНЖЕНЕРИИ СОДЕРЖАЛ, ЗДЕСЬ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ НА ОСНОВЕ "ASIS". УНИВЕРСИТЕТ КАРНЕГИ-МЕЛЛОН НЕ ДАЕТ ГАРАНТИЙ НИКАКОГО ВИДА, ИЛИ ВЫРАЗИЛ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЛ, ОТНОСИТЕЛЬНО ЛЮБОГО ВОПРОСА ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИЛ, ГАРАНТИЯ ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ЦЕЛИ ИЛИ ВЫСОКОГО СПРОСА, ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОСТИ, ИЛИ ЗАКАНЧИВАЕТСЯ ПОЛУЧЕННЫЙ ИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА. УНИВЕРСИТЕТ КАРНЕГИ-МЕЛЛОН НЕ ДАЕТ ГАРАНТИИ НИКАКОГО ВИДА ОТНОСИТЕЛЬНО СВОБОДЫ ОТ ПАТЕНТА, ТОВАРНОГО ЗНАКА ИЛИ НАРУШЕНИЯ АВТОРСКОГО ПРАВА.

Это программное обеспечение и сопоставленная документация не были рассмотрены, ни являются подтвержденным Университетом Карнеги-Меллон или его Институтом программной инженерии.