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Uninitialized Variables

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기본 정보

여기서 핵심 아이디어는 초기화되지 않은 변수가 할당된 메모리에 이미 있던 값을 가지게 된다는 것을 이해하는 것입니다. 예:

  • 함수 1: initializeVariable: 우리는 변수 x를 선언하고 값을 할당합니다. 예를 들어 0x1234라고 합시다. 이 작업은 메모리에서 자리를 예약하고 특정 값을 넣는 것과 같습니다.

  • 함수 2: useUninitializedVariable: 여기서 우리는 또 다른 변수 y를 선언하지만 값은 할당하지 않습니다. C에서는 초기화되지 않은 변수가 자동으로 0으로 설정되지 않습니다. 대신, 그들은 마지막으로 저장된 값을 유지합니다.

이 두 함수를 순차적으로 실행할 때:

  1. initializeVariable에서 x는 값(0x1234)을 할당받아 특정 메모리 주소를 차지합니다.

  2. useUninitializedVariable에서 y는 선언되지만 값이 할당되지 않으므로 x 바로 뒤의 메모리 자리를 차지합니다. y를 초기화하지 않음으로써, y는 x가 사용한 동일한 메모리 위치에서 마지막 값인 0x1234를 "상속"하게 됩니다.

이 행동은 저수준 프로그래밍의 핵심 개념을 설명합니다: 메모리 관리가 중요하며, 초기화되지 않은 변수는 예측할 수 없는 행동이나 보안 취약점을 초래할 수 있습니다. 왜냐하면 이들은 메모리에 남아 있는 민감한 데이터를 의도치 않게 보유할 수 있기 때문입니다.

초기화되지 않은 스택 변수는 여러 보안 위험을 초래할 수 있습니다:

  • 데이터 유출: 비밀번호, 암호화 키 또는 개인 정보와 같은 민감한 정보가 초기화되지 않은 변수에 저장될 경우 노출될 수 있으며, 공격자가 이 데이터를 읽을 수 있습니다.

  • 정보 공개: 초기화되지 않은 변수의 내용은 프로그램의 메모리 레이아웃이나 내부 작업에 대한 세부 정보를 드러낼 수 있어, 공격자가 표적 공격을 개발하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

  • 충돌 및 불안정성: 초기화되지 않은 변수를 포함한 작업은 정의되지 않은 행동을 초래할 수 있으며, 이는 프로그램 충돌이나 예측할 수 없는 결과로 이어질 수 있습니다.

  • 임의 코드 실행: 특정 시나리오에서 공격자는 이러한 취약점을 이용하여 프로그램의 실행 흐름을 변경하고, 원격 코드 실행 위협을 포함한 임의 코드를 실행할 수 있습니다.

예시

#include <stdio.h>

// Function to initialize and print a variable
void initializeAndPrint() {
int initializedVar = 100; // Initialize the variable
printf("Initialized Variable:\n");
printf("Address: %p, Value: %d\n\n", (void*)&initializedVar, initializedVar);
}

// Function to demonstrate the behavior of an uninitialized variable
void demonstrateUninitializedVar() {
int uninitializedVar; // Declare but do not initialize
printf("Uninitialized Variable:\n");
printf("Address: %p, Value: %d\n\n", (void*)&uninitializedVar, uninitializedVar);
}

int main() {
printf("Demonstrating Initialized vs. Uninitialized Variables in C\n\n");

// First, call the function that initializes its variable
initializeAndPrint();

// Then, call the function that has an uninitialized variable
demonstrateUninitializedVar();

return 0;
}

How This Works:

  • initializeAndPrint Function: 이 함수는 정수 변수 initializedVar를 선언하고, 그 값에 100을 할당한 다음, 변수의 메모리 주소와 값을 출력합니다. 이 단계는 간단하며 초기화된 변수가 어떻게 동작하는지를 보여줍니다.

  • demonstrateUninitializedVar Function: 이 함수에서는 초기화하지 않은 정수 변수 uninitializedVar를 선언합니다. 이 변수의 값을 출력하려고 할 때, 출력은 무작위 숫자를 보여줄 수 있습니다. 이 숫자는 해당 메모리 위치에 이전에 있던 데이터를 나타냅니다. 환경과 컴파일러에 따라 실제 출력은 달라질 수 있으며, 때때로 안전을 위해 일부 컴파일러는 변수를 자동으로 0으로 초기화할 수 있지만, 이는 의존해서는 안 됩니다.

  • main Function: main 함수는 위의 두 함수를 순차적으로 호출하여 초기화된 변수와 초기화되지 않은 변수의 차이를 보여줍니다.

ARM64 Example

ARM64에서는 로컬 변수가 스택에서 관리되므로 전혀 변경되지 않습니다. 이 예제를 확인할 수 있습니다.

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