在上一篇文章《進程切換的本質(zhì)是什么？》中舉了一個示例，也就是這段代碼：

#include #include 
void funcC() {    printf("jump to funcC !!!\\n") ;    exit(-1) ;}
void funcB() {    long *p = NULL ;    p = (long*)&p ;    *(p+2) = (long)funcC ;}
void funcA() {  funcB();}
int main() {    funcA() ;    return 0 ;}

有同學(xué)問不能在自己的機器上復(fù)現(xiàn)，并給出了編譯后的機器指令：

00000000004005ee :  4005ee:       55                      push   %rbp  4005ef:       48 89 e5                mov    %rsp,%rbp  4005f2:       48 83 ec 10             sub    $0x10,%rsp  4005f6:       64 48 8b 04 25 28 00    mov    %fs:0x28,%rax  4005fd:       00 00  4005ff:       48 89 45 f8             mov    %rax,-0x8(%rbp)  400603:       31 c0                   xor    %eax,%eax  400605:       48 c7 45 f0 00 00 00    movq   $0x0,-0x10(%rbp)  40060c:       00  40060d:       48 8d 45 f0             lea    -0x10(%rbp),%rax  400611:       48 89 45 f0             mov    %rax,-0x10(%rbp)  400615:       48 8b 45 f0             mov    -0x10(%rbp),%rax  400619:       48 83 c0 10             add    $0x10,%rax  40061d:       ba d6 05 40 00          mov    $0x4005d6,%edx  400622:       48 89 10                mov    %rdx,(%rax)  400625:       90                      nop  400626:       48 8b 45 f8             mov    -0x8(%rbp),%rax  40062a:       64 48 33 04 25 28 00    xor    %fs:0x28,%rax  400631:       00 00  400633:       74 05                   je     40063a   400635:       e8 66 fe ff ff          callq  4004a0 <__stack_chk_fail@plt>  40063a:       c9                      leaveq  40063b:       c3                      retq

仔細看這段代碼，有這樣一段可疑的指令：

mov    %fs:0x28,%raxmov    %rax,-0x8(%rbp)

這兩行指令將fs:[0x28] (段尋址的方式)處的值push到了調(diào)用棧上(%rbp偏移8字節(jié))，并在函數(shù)即將返回的時候又檢查了一遍該值有沒有被修改：

mov    -0x8(%rbp),%raxxor    %fs:0x28,%rax

接下來如果保存到棧上的值不等于fs:[0x28]處的值(xor指令進行比較)那么跳轉(zhuǎn)到__stack_chk_fail函數(shù)，我們的疑問是為什么要有這么一遍檢查呢？

本質(zhì)上我們在開頭給出的代碼相對于緩沖區(qū)溢出攻擊，做法是修改上一個棧幀的返回地址，將其修改為某個特定地址(黑客希望跳轉(zhuǎn)到的地方)；

在開頭的這段代碼中本來funcA函數(shù)調(diào)用完funcB后需要返回funcA，但在我們的“精心”設(shè)計下調(diào)用完funcB后卻跳轉(zhuǎn)到了funcC ，那么我們有沒有辦法防范這種攻擊呢？

答案是肯定的，這種方法要追溯到很久很久以前。

在上世紀初，煤礦開采是一項很危險的工作，因為煤礦中的有毒氣體通常極難被人類察覺，這給礦工的生命帶來很大的威脅，而金絲雀對毒氣非常敏感，這樣礦工可以利用金絲雀來監(jiān)控礦區(qū)，從而提早發(fā)現(xiàn)險情。

這里也是一樣的道理，我們可以在棧區(qū)中放置一個“金絲雀”(fs:[0x28]處的值)：

當函數(shù)返回時我們會再次拿fs:[0x28]處的值與棧上的“金絲雀”進行對比， 一旦發(fā)現(xiàn)這兩個值不同我們就可以認為當前的棧已經(jīng)被破壞了，由于棧上的數(shù)據(jù)已然不可信，因此我們必須及早撤離礦區(qū) ，也就是調(diào)用__stack_chk_fail函數(shù)提前終止進程。

而金絲雀也就是fs:[0x28]是隨機產(chǎn)生的(每次程序運行時都不一樣)，因此攻擊者很難提前知道該值是多少。

當然我們也可以看到，添加堆棧保護功能需要增加額外的機器指令，這些也會稍稍對性能產(chǎn)生影響，代價就是需要額外多執(zhí)行一部分機器指令。

這就是編譯器的堆棧保護功能，當然這個功能也是可以去掉的，編譯時添加-fno-stack-protector編譯選項(在這里感謝小風(fēng)哥微信技術(shù)群里同學(xué)的提示)，這樣即可關(guān)閉堆棧保護功能，生成的代碼就可以復(fù)現(xiàn)上一篇文章《進程切換的本質(zhì)是什么》中提到的效果了。

怎么樣，想成為黑客還是沒那么容易吧，就好比只有真正理解法律才能鉆空子一樣，只有真正理解計算機的工作原理才能hack它，當然，想成為頂尖黑客只有對計算機的理解還不夠，你還需要有想象力。