Ubuntu 23.04中scanf触发Segmentation Fault的原因及学习路径

你的代码存在明确的缓冲区溢出漏洞：char a[2]是仅能容纳2个字符（加上终止符\0的话是3字节）的数组，但scanf("%s", a)未限制输入长度，当输入AAchiching（共10个可见字符，加上自动添加的\0总长度为11字节）时，输入内容会超出a的缓冲区，覆盖栈上的其他数据。

两个Ubuntu版本出现差异的核心原因是系统组件版本及栈布局的变化：

• Glibc版本差异：Ubuntu 23.04使用的Glibc版本远高于18.04，新版本的scanf实现对内存访问的检查更严格，溢出内容可能直接覆盖了栈帧的返回地址、栈基址等关键区域，导致函数执行时触发非法内存访问；而旧版本Glibc中，溢出内容仅覆盖了b数组，未触及栈帧的敏感部分，因此没有立即触发段错误。
• 栈布局差异：不同版本的GCC编译生成的栈帧结构、变量排列顺序存在差异。在Ubuntu 23.04的编译结果中，a数组的位置更靠近栈帧的敏感区域，溢出后直接破坏了关键数据；而18.04的栈布局中，a和b的位置关系让溢出内容先覆盖b，未影响函数的正常执行流程。
• 内存防护默认配置：即使你添加了-fno-stack-protector关闭栈保护，新版本系统在内存页权限、栈随机化等方面的默认配置更严格，溢出后更容易触发段错误。

• 官方文档
  • 研读GCC官方手册，重点理解编译选项（如-fno-pie、-O0、-fno-stack-protector）对程序内存布局的影响，以及栈帧的生成规则。
  • 查阅Glibc的版本变更记录和stdio库文档，了解scanf等函数在不同版本中的实现细节差异。
• 专业书籍
  • 《深入理解计算机系统》：系统讲解栈帧结构、缓冲区溢出、内存管理等底层原理，是理解这类问题的核心教材。
  • 《漏洞战争：软件漏洞分析精要》：深入剖析缓冲区溢出的利用方式、不同系统的防护机制，适合进阶学习。
• 实践工具
  • 使用gdb调试，通过info frame、x/20x $rsp等命令对比两个系统中栈内存的布局差异，观察溢出前后的内存变化。
  • 用objdump -d chal查看编译后的汇编代码，分析不同版本中栈变量的排列和函数调用流程。
  • 借助readelf -l chal查看可执行文件的段权限，理解内存区域的访问控制规则。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者NobinPegasus