CWE Rule 123

Write-what-where Condition

R2023a 以降

説明

ルールの説明

Any condition where the attacker has the ability to write an arbitrary value to an arbitrary location, often as the result of a buffer overflow.

Polyspace 実装

ルールチェッカーは以下の問題をチェックします。

汚染されたインデックスによる配列へのアクセス
標準ライブラリメモリルーチンの無効な使用
汚染されたオフセットによるポインターのデリファレンス
汚染された NULL 文字列または非 NULL 終端文字列

例

すべて展開する

汚染されたインデックスによる配列へのアクセス

問題

この問題は、セキュリティで保護されていないソースから取得され、検証されていないインデックスを使用して配列にアクセスした場合に発生します。

リスク

インデックスは有効な配列範囲を外れている可能性があります。汚染されたインデックスが配列範囲を外れていると、以下の原因となることがあります。

バッファーアンダーフローまたはアンダーライト — バッファーの先頭より前のメモリへの書き込み。
バッファーオーバーフロー — バッファーの末尾より後のメモリへの書き込み。
バッファーのオーバーリード — 対象バッファーの末尾より後のメモリへのアクセス。
バッファーのアンダーリード、すなわち、対象バッファーの先頭より前のメモリへのアクセス。

攻撃者は無効な読み取りや書き込みの操作を利用して、プログラムに問題を生じさせることができます。

修正方法

インデックスを使用して配列にアクセスする前に、インデックス値を検証して、それが配列範囲内にあることを確認します。

チェッカーの拡張

既定では、Polyspace^® は外部ソースからのデータは汚染されていると仮定します。Polyspace 解析での汚染のソースを参照してください。Polyspace 解析の現在のスコープ以外から発生したすべてのデータを汚染されたものと見なすには、コマンドラインオプション [-consider-analysis-perimeter-as-trust-boundary] を使用します。

例 — インデックスを使用してバッファーの値を返す

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define SIZE100 100
extern int tab[SIZE100];
static int tainted_int_source(void) {
  return strtol(getenv("INDEX"),NULL,10);
}
int taintedarrayindex(void) {
	int num = tainted_int_source();
    return tab[num];//Noncompliant  
}

この例では、インデックス num により配列 tab にアクセスします。インデックス num は保護されないソースから取得され、関数 taintedarrayindex は num が tab の範囲内にあるかどうかをチェックしません。

修正 — 使用前に範囲をチェック

1 つの修正方法として、num が範囲内にあることを使用前にチェックします。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#define SIZE100 100
extern int tab[SIZE100];
static int tainted_int_source(void) {
	return strtol(getenv("INDEX"),NULL,10);
}
int taintedarrayindex(void) {
	int num = tainted_int_source();
	if (num >= 0 && num < SIZE100) {
		return tab[num]; 
	} else {
		return -1;
	}
}

標準ライブラリメモリルーチンの無効な使用

問題

この問題は、メモリライブラリ関数が無効な引数で呼び出された場合に発生します。たとえば、関数 memcpy でコピー先の配列に格納できないバイト数をコピーする場合が該当します。

リスク

無効な引数でメモリライブラリ関数を使用すると、バッファーオーバーフローなどの問題が発生する可能性があります。

修正方法

修正方法は欠陥の根本原因によって異なります。多くの場合、結果の詳細 (または Polyspace as You Code のソースコードツールヒント) には欠陥につながる一連のイベントが表示されます。そのシーケンス内のどのイベントについても修正を実装できます。結果の詳細にイベント履歴が表示されない場合は、ソースコード内で右クリックオプションを使用して、欠陥に関連する変数のこれまでの参照を検索し、関連するイベントを検出できます。Polyspace デスクトップユーザーインターフェイスでの Bug Finder の結果の解釈またはPolyspace Access Web インターフェイスでの Bug Finder の結果の解釈 (Polyspace Access)も参照してください。

以下の修正例を参照してください。

問題を修正しない場合は、改めてレビューされないように結果またはコードにコメントを追加します。詳細は、以下を参照してください。

Polyspace ユーザーインターフェイスでのバグ修正または正当化による結果への対処 (Polyspace ユーザーインターフェイスで結果をレビューする場合)。
Polyspace Access でのバグ修正または正当化による結果への対処 (Polyspace Access) (Web ブラウザーで結果をレビューする場合)。
コードへの注釈付けと既知の結果または許容可能な結果の非表示 (IDE で結果をレビューする場合)

例 — 標準ライブラリメモリルーチンの無効な使用エラー

#include <string.h>
#include <stdio.h>

char* Copy_First_Six_Letters(void)
 {
  char str1[10],str2[5];

  printf("Enter string:\n");
  scanf("%s",str1);

  memcpy(str2,str1,6);  //Noncompliant
  /* Defect: Arguments of memcpy invalid: str2 has size < 6 */

  return str2;
 }

文字列 str2 のサイズは 5 ですが、関数 memcpy を使用して 6 文字の文字列 str1 が str2 にコピーされています。

修正 — 有効な引数による関数の呼び出し

1 つの修正方法として、関数 memcpy でコピーされる文字が収まるように、str2 のサイズを調整するとします。

#include <string.h>
#include <stdio.h>

char* Copy_First_Six_Letters(void)
 {
  /* Fix: Declare str2 with size 6 */
  char str1[10],str2[6]; 

  printf("Enter string:\n");
  scanf("%s",str1);

  memcpy(str2,str1,6);
  return str2;
 }

汚染されたオフセットによるポインターのデリファレンス

問題

この問題は、ポインターのデリファレンスで、不明なソースまたはセキュリティで保護されていないソースからのオフセット変数が使用された場合に発生します。

このチェックでは、動的に割り当てられたバッファーに注目します。静的バッファーのオフセットについては、汚染されたインデックスによる配列へのアクセスを参照してください。

リスク

バッファーアンダーフローまたはアンダーライト、すなわち、バッファーの先頭より前でのメモリへの書き込み。
バッファーオーバーフロー、すなわち、バッファーの末尾より後でのメモリへの書き込み。
バッファーオーバーリード、すなわち、対象バッファーの末尾より後でのメモリへのアクセス。
バッファーのアンダーリード、すなわち、対象バッファーの先頭より前のメモリへのアクセス。

攻撃者は、無効な読み取りや書き込みを使用してプログラムを侵害できます。

修正方法

変数を使用してポインターにアクセスする前に、インデックスを検証します。変数が有効範囲内にありオーバーフローしないことを確認します。

チェッカーの拡張

既定では、Polyspace は外部ソースからのデータは汚染されていると仮定します。Polyspace 解析での汚染のソースを参照してください。Polyspace 解析の現在のスコープ以外から発生したすべてのデータを汚染されたものと見なすには、コマンドラインオプション [-consider-analysis-perimeter-as-trust-boundary] を使用します。

例 — ポインター配列のデリファレンス

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
enum {
    SIZE10  =  10,
    SIZE100 = 100,
    SIZE128 = 128
};
extern void read_pint(int*);

int taintedptroffset(void) {
    int offset;
    scanf("%d",&offset);
    int* pint = (int*)calloc(SIZE10, sizeof(int));
    int c = 0;
    if(pint) {
        /* Filling array */
        read_pint(pint);
        c = pint[offset];//Noncompliant
        free(pint);
    }
    return c;
}

この例では、関数が整数ポインター pint を初期化しています。ポインターは、入力インデックス offset を使用してデリファレンスされています。offset の値はポインター範囲外である可能性があり、値域外エラーの原因となります。

修正 — デリファレンス前にインデックスをチェック

1 つの修正方法として、offset の値を検証します。offset が有効範囲内にある場合のみ、ポインターのデリファレンスを続行します。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
enum {
    SIZE10  =  10,
    SIZE100 = 100,
    SIZE128 = 128
};
extern void read_pint(int*);

int taintedptroffset(void) {
    int offset;
    scanf("%d",&offset);
    int* pint = (int*)calloc(SIZE10, sizeof(int));
    int c = 0;
    if (pint) {
        /* Filling array */
        read_pint(pint);
        if (offset>0 && offset<SIZE10) {
            c = pint[offset];
        }
        free(pint);
    }
    return c;
}

汚染された NULL 文字列または非 NULL 終端文字列

問題

この問題は、strcpy や sprintf などの文字列バッファーを暗黙的にデリファレンスする文字列操作ルーチンで、セキュリティで保護されていないソースからの文字列が使用された場合に発生します。

汚染された NULL 文字列または非 NULL 終端文字列では、scanf ファミリの可変個引数関数の呼び出しから返された文字列に関する欠陥が報告されません。同様に、文字列と一緒に %s 指定子を printf ファミリの可変個引数関数に渡した場合も欠陥は報告されません。

リスク

文字列がセキュリティで保護されないソースに由来している場合、攻撃者により文字列が操作されている可能性や、文字列ポインターが異なるメモリ位置に向けられている可能性があります。

文字列が NULL である場合、文字列ルーチンは文字列をデリファレンスできず、プログラムがクラッシュする原因となります。文字列が null で終了しない場合、文字列ルーチンでは文字列がいつ終了するかわからない可能性があります。このエラーは範囲外への書き込みの原因となり、バッファーオーバーフローを引き起こします。

修正方法

文字列は、使用する前に検証します。以下についてチェックします。

文字列が NULL でない。
文字列が null で終了している。
文字列のサイズが、必要なサイズと一致している。

チェッカーの拡張

例 — 文字列を入力から取得

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define SIZE128 128
#define MAX 40
extern void print_str(const char*);
void warningMsg(void)
{
	char userstr[MAX];
	read(0,userstr,MAX);
	char str[SIZE128] = "Warning: ";
	strncat(str, userstr, SIZE128-(strlen(str)+1));//Noncompliant
	print_str(str);
}

この例では、文字列 str は引数 userstr と連結しています。userstr の値は不明です。userstr のサイズが使用可能なスペースより大きい場合、この連結はオーバーフローします。

修正 — データを検証

1 つの修正方法として、strncat で使用する前に、userstr のサイズをチェックして、文字列が必ず null で終了するようにします。この例では、補助関数 sansitize_str を使用して文字列を検証しています。欠陥はこの関数に集中しています。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#define SIZE128 128
#define MAX 40
extern void print_str(const char*);
int sanitize_str(char* s) {
	int res = 0; 
	if (s && (strlen(s) > 0)) { // Noncompliant-TAINTED_STRING only flagged here
		// - string is not null
		// - string has a positive and limited size
		// - TAINTED_STRING on strlen used as a firewall
		res = 1;
	}
	return res; 
}
void warningMsg(void)
{
	char userstr[MAX];
	read(0,userstr,MAX);
	char str[SIZE128] = "Warning: ";
	if (sanitize_str(userstr))	
		strncat(str, userstr, SIZE128-(strlen(str)+1));
	print_str(str);
}

修正 — データを検証

別の修正方法として、特定の文字列を含む関数 errorMsg および warningMsg を呼び出します。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#define SIZE128 128

extern void print_str(const char*);

void warningMsg(char* userstr)
{
    char str[SIZE128] = "Warning: ";
    strncat(str, userstr, SIZE128-(strlen(str)+1));
    print_str(str);
}

void errorMsg(char* userstr)
{
  char str[SIZE128] = "Error: ";
  strncat(str, userstr, SIZE128-(strlen(str)+1));
  print_str(str);
}

int manageSensorValue(int sensorValue) {
  int ret = sensorValue;
  if ( sensorValue < 0 ) {
    errorMsg("sensor value should be positive");
    exit(1);
  } else if ( sensorValue > 50 ) {
    warningMsg("sensor value greater than 50 (applying threshold)...");
    sensorValue = 50;
  }
  
  return sensorValue;
}

チェック情報

カテゴリ: Memory Buffer Errors

バージョン履歴

R2023a で導入

参考

CWE チェック (-cwe)

トピック

コーディング規約違反のチェックおよびレビュー

外部の Web サイト

CWE-123

CWE Rule 123

説明

ルールの説明

Polyspace 実装

例

汚染されたインデックスによる配列へのアクセス

標準ライブラリ メモリ ルーチンの無効な使用

汚染されたオフセットによるポインターのデリファレンス

汚染された NULL 文字列または非 NULL 終端文字列

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バージョン履歴

参考

トピック

外部の Web サイト

標準ライブラリメモリルーチンの無効な使用