哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++里一个挺酷炫，但可能平时大家不太注意的安全特性：Control Flow Integrity，简称CFI。简单来说，CFI就是代码执行流程的“保安”，防止坏人乱窜，把我们的程序搞得鸡飞狗跳。 一、啥是代码注入和劫持攻击？（别怕，没那么可怕） 想象一下，你的程序是个豪华别墅，里面住着各种函数（就像别墅里的居民）。正常情况下，大家各司其职，井然有序。但是，总有些不法分子想搞事情： 代码注入： 就像有人偷偷往别墅里塞了个炸弹（恶意代码），然后引爆，控制了整个别墅。攻击者可能会利用缓冲区溢出、格式化字符串漏洞等方式，把恶意代码塞到你的程序里。 控制流劫持： 就像有人控制了别墅里的保姆（程序控制流），让她按照坏人的指示行动，比如偷偷把你的银行卡密码告诉他们。攻击者可能会修改函数指针、虚函数表等，让程序跳到他们想去的地方，而不是正常的位置。 这些攻击听起来挺吓人，但CFI就是来对付它们的。 二、CFI：代码流程的守护者（让坏人无处遁形） CFI的核心思想是：确保程序的控制流（函数调用、跳转等）只能按照预定的、合法的路径进行。简单来说，就是给程序的“路”上装了摄像头 …
C++ 模糊测试（Fuzzing）在 C++ 安全测试中的应用
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊 C++ 模糊测试（Fuzzing），这玩意儿听起来高大上，其实就是一种“找茬”技术，专门用来揪出你 C++ 代码里的隐藏 Bug 和安全漏洞。 一、什么是模糊测试？别被名字唬住！ 想象一下，你写了一个程序，需要接收用户的输入。正常情况下，用户会按照你的要求输入正确的数据。但是，总有一些“熊孩子”会故意输入一些奇奇怪怪的数据，比如超长字符串、非法字符、恶意代码等等，试图让你的程序崩溃或者做一些坏事。 模糊测试就是模拟这些“熊孩子”的行为，自动生成大量的随机、畸形、非法的输入数据，然后扔给你的程序去运行。如果你的程序因此崩溃、卡死、或者出现其他异常行为，那就说明你的代码存在 Bug 或者安全漏洞，需要赶紧修复。 简单来说，模糊测试就是：用大量的随机数据喂程序，看它会不会吐。 二、为什么要在 C++ 中使用模糊测试？ C++ 是一门非常强大的语言，但也非常复杂，容易出现各种各样的 Bug 和安全漏洞。 内存管理问题： C++ 允许手动管理内存，这既是优点，也是潜在的风险。内存泄漏、野指针、缓冲区溢出等等问题，都是 C++ 开发者的噩梦。 类型安全问题： C++ …
C++ 安全编码规范：避免缓冲区溢出、整数溢出、格式化字符串漏洞
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++安全编码中那些让人头疼，却又不得不面对的坑：缓冲区溢出、整数溢出和格式化字符串漏洞。别担心，咱们不搞枯燥的理论，争取用最“接地气”的方式，结合代码示例，把这些安全问题扒个底朝天。 一、缓冲区溢出：一个不小心就“越界”的故事 缓冲区溢出，顾名思义，就是往一块内存区域里塞入超过它容量的数据，导致数据“溢出”到相邻的内存区域。这就像往一个只能装10个苹果的篮子里硬塞15个，结果苹果散落一地，搞不好还会砸到旁边的人。在C++里，这“散落一地”的数据可能会覆盖其他变量，甚至修改程序的返回地址，导致程序崩溃，或者更糟糕，被黑客利用执行恶意代码。 1. 缓冲区溢出的常见场景 strcpy、strcat等不安全的字符串处理函数: 这些函数不会检查目标缓冲区的大小，盲目地复制或追加字符串，容易造成溢出。 char buffer[10]; char long_string[] = “This is a very long string exceeding the buffer size”; strcpy(buffer, long_string); // 缓冲区溢出！ ge …
C++ `__builtin_trap()` / `__debugbreak()`：手动触发程序中断以调试
哈喽，各位好！今天咱们聊聊C++里两个挺有意思的小家伙：__builtin_trap() 和 __debugbreak()。 它们就像程序里的“紧急停止”按钮，或者更像那种“你瞅啥？”的眼神，能立马把程序的注意力拉到你这边来，方便你进行调试。 1. 啥是__builtin_trap() 和 __debugbreak()？ 简单来说，这两个东西的作用就是：让程序崩溃，但是以一种可控的方式崩溃。 听起来有点矛盾？ 别急，往下看。 __builtin_trap(): 这是一个GCC和Clang提供的内建函数。 它的作用是直接触发一个陷阱指令。 陷阱指令是啥？ 你可以把它想象成一个预先设定好的“坑”，程序走到这里就会掉进去，然后操作系统会接管，告诉你：“哎呀，出问题了！”。 具体的表现形式通常是程序崩溃，并产生一个信号（比如SIGTRAP）。 __debugbreak(): 这个东西在不同的编译器和平台上实现方式略有不同，但效果类似。在Visual Studio和Windows上，它通常会被编译成一个int 3指令。 这个指令的作用也类似，会触发一个中断，将控制权交给调试器（如果正在运行调试器 …
C++ `SEH` (Structured Exception Handling)：Windows 平台特有的异常处理机制
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++在Windows平台下的一个“老朋友”——SEH，也就是Structured Exception Handling，结构化异常处理。这玩意儿虽然名字听起来挺高大上，但其实没那么神秘，掌握了它，能让你在Windows上写出更健壮、更稳定的程序。 一、啥是SEH？为啥要有它？ SEH，简单来说，就是Windows操作系统提供的一种异常处理机制。它跟C++标准的try…catch有点像，但又不太一样。主要区别在于： 适用范围： try…catch主要处理C++的异常对象（通过throw抛出的异常），而SEH则能捕获所有类型的异常，包括硬件异常（比如除零错误、非法内存访问）和软件异常（比如程序自己RaiseException）。 平台依赖性： try…catch是C++标准的一部分，跨平台兼容性好。SEH是Windows特有的，只能在Windows上用。 底层实现： try…catch依赖于C++的异常处理机制，而SEH则直接和Windows内核交互，更底层。 那为啥Windows要搞这么一套SEH呢？原因也很简单： 兼容性： Windows系 …
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C++ Core Dump (核心转储) 分析：GDB / LLDB 事后调试崩溃
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++程序崩溃后，如何利用Core Dump（核心转储）进行事后诸葛亮式的调试。别害怕，这听起来很高大上，但实际上，只要你掌握了几个关键技巧，就能像福尔摩斯一样，从崩溃的现场还原真相。 一、什么是Core Dump？ 想象一下，你的C++程序正欢快地运行着，突然，它像一个喝醉的程序员一样，一头栽倒在地，停止了工作。更糟糕的是，它什么都没留下，让你完全摸不着头脑。Core Dump就像是程序临死前留下的一份“遗书”，它记录了程序崩溃时的内存状态、寄存器信息、堆栈信息等等。 简单来说，Core Dump就是程序在崩溃瞬间，将内存中的数据完整地保存到一个文件中。这个文件包含了程序运行时的全部信息，可以帮助我们分析崩溃的原因。 二、Core Dump的生成与配置 在开始分析之前，我们首先要确保系统能够生成Core Dump文件。默认情况下，有些系统可能禁用了Core Dump的生成，我们需要手动开启它。 Linux系统: 使用ulimit -c命令可以查看当前Core Dump文件的大小限制。如果显示为0，表示Core Dump被禁用。 使用ulimit -c un …
C++ `sanitizers` (ASan, UBSan, MSan)：编译期与运行时错误检测的极致应用
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++里那些“找茬”专家——Sanitizers（ASan, UBSan, MSan）。 它们就像是你的代码的严格监工，专门揪出你代码里那些潜藏的bug，防患于未然。与其等到程序崩溃或者产生莫名其妙的结果，不如让Sanitizers提前告诉你问题所在，让你有充足的时间去解决。 什么是Sanitizers？ Sanitizers是一组强大的运行时错误检测工具，它们通过在编译时插入额外的检查代码，然后在程序运行时监控内存访问、未定义行为等。一旦发现问题，Sanitizers会立即报告错误信息，包括错误类型、发生位置等等。 它们能帮助我们发现很多用传统调试方法难以发现的bug。 Sanitizers家族成员 AddressSanitizer (ASan): 内存错误检测专家。 它能检测出诸如堆溢出、栈溢出、使用释放后的内存、使用未初始化的栈内存等问题。可以理解为内存管理方面的“啄木鸟”。 UndefinedBehaviorSanitizer (UBSan): 未定义行为检测大师。 C++标准定义了很多行为，但同时也留下了很多“未定义行为”的灰色地带。UBSan就是 …
C++ `Thread-per-Core` 架构：极致性能的并发模型
哈喽，各位好！今天咱们聊点硬核的，关于C++中的“Thread-per-Core”架构，也就是“每个核心一个线程”的并发模型。这玩意儿，说白了，就是为了榨干CPU的最后一滴性能，让你的程序跑得飞起。 啥是Thread-per-Core？ 简单来说，就是你的程序里有多少个CPU核心，你就创建多少个线程。每个线程绑定到一个特定的核心上，然后让它们各司其职，并行运算。 想象一下，你家厨房有四个炉灶（核心），你请了四个厨师（线程），每个厨师负责一道菜。这样是不是比一个厨师跑来跑去，效率高多了？这就是Thread-per-Core的精髓。 为啥要用Thread-per-Core？ 减少上下文切换： 线程切换是很费时间的。CPU需要在不同的线程之间保存和恢复状态，这被称为上下文切换。Thread-per-Core架构可以减少线程切换，因为线程基本一直在自己的核心上跑，不用频繁换地方。 更好地利用缓存： CPU有L1、L2、L3等多级缓存。如果一个线程一直在一个核心上跑，它可以充分利用该核心上的缓存，减少对内存的访问，提高效率。 避免伪共享（False Sharing）： 多个线程访问同一缓存行上的 …
C++ 高频交易系统中的低延迟并发编程技术
哈喽，各位好！今天咱们聊聊高频交易系统里那些“快如闪电”的并发编程技术，保证让你听完之后，感觉自己也能去华尔街搬砖了（开玩笑，开玩笑）。 在高频交易的世界里，时间就是金钱，延迟就是失败。毫秒级的延迟都可能导致巨大的损失。所以，我们的目标是让程序跑得更快，更稳，更并发！ 一、并发基础：多线程、多进程？傻傻分不清楚？ 首先，得搞清楚并发的概念。并发不是并行，虽然它们经常被放在一起说。并发是指多个任务在一段时间内都在执行，但可能并不是同时执行。而并行是指多个任务真的在同一时刻执行。 在高频交易系统中，我们希望充分利用多核 CPU 的优势，让多个任务并行执行，提高吞吐量。这就涉及到多线程和多进程的选择。 多线程 (Threads): 共享同一进程的地址空间，线程之间的切换开销小，通信方便。但是，由于共享资源，需要考虑线程安全问题，比如锁、互斥量等等。 多进程 (Processes): 每个进程拥有独立的地址空间，进程之间的隔离性好，一个进程崩溃不会影响其他进程。但是，进程之间的切换开销大，通信相对复杂，需要使用进程间通信 (IPC) 机制。 特性 多线程 多进程 资源占用 较小 较大 切换开销 …
C++ `jemalloc` / `tcmalloc` 在多线程环境下的内存分配性能
哈喽，各位好！今天咱们来聊聊C++多线程环境下内存分配那点事儿。特别是 jemalloc 和 tcmalloc 这两位大神，它们是如何在多线程的世界里大显身手的。 前言：内存分配，你别小看它！ 在单线程程序里，内存分配就像是你自己在家收拾东西，想怎么搞就怎么搞，效率很高。但是，到了多线程程序里，这就好比一家人（多个线程）共用一个储物间（堆），如果大家不排队、不协调，那肯定乱成一锅粥，效率直线下降。 所以，多线程环境下的内存分配，绝对是性能瓶颈的大户。如果分配器效率不高，线程们就会频繁地争抢锁，导致程序卡顿，CPU利用率低下。 主角登场：jemalloc 和 tcmalloc jemalloc (Facebook出品) 和 tcmalloc (Google出品) 都是专门为多线程环境优化的内存分配器。它们的核心思想都是：减少锁的竞争，提高并发度。 核心思想：分而治之 这两位大神都采用了“分而治之”的思想，将整个堆分成多个小的区域，让不同的线程在不同的区域里分配内存，从而减少锁的竞争。 jemalloc 的秘密武器： arenas jemalloc 使用了 arenas 的概念。你可以把 …