Overflow là gì? Cách phát hiện và ngăn chặn lỗi tràn dữ liệu trong hệ thống
Đối với các lập trình viên có kinh nghiệm thì lỗi overflow không còn quá xa lạ, tuy nhiên với những bạn mới vào nghề thì cần biết ngay lỗi này để tránh mắc phải trong quá trình code. Vậy Overflow là gì và làm sao để tránh, khắc phục lỗi này? Hãy cùng Bizfly Cloud tìm hiểu trong bài viết sau.
Overflow là lỗi gì?
Overflow còn được gọi là lỗi tràn, đây là một thuật ngữ phổ biến trong ngành Công nghệ thông tin. Khi các chương trình trong máy tính nhận được số, giá trị hoặc biến nằm ngoài phạm vi xử lý sẽ gây ra tràn bộ nhớ. Lỗi này thường xuất hiện khi giao dịch với số nguyên hoặc các loại số khác của biến.
Nguyên nhân nào gây ra lỗi Overflow?
Lỗi lập trình
Nguyên nhân phổ biến nhất gây ra lỗi Overflow là lỗi lập trình. Lỗi lập trình có thể xảy ra trong một số trường hợp sau:
Nguyên nhân nào gây ra lỗi Overflow?
- Độ dài của dữ liệu đầu vào không được kiểm tra.
- Dùng các cấu trúc dữ liệu không an toàn.
- Lập trình viên không thực hiện đúng các quy tắc lập trình an toàn.
- Sử dụng ngôn ngữ lập trình C++ vì ngôn ngữ C++ ưu tiên tính hiệu quả, bỏ qua tính bảo mật, đồng thời không kiểm soát được việc truy cập bộ nhớ.
Lỗi người dùng
Trong quá trình sử dụng, nếu người dùng nhập dữ liệu vượt quá kích thước cho phép hoặc cố tình sử dụng lỗi Overflow để thực hiện các mã độc thì sẽ gây ra lỗi Overflow.
Tấn công bảo mật
Nguyên nhân gây lỗi Overflow ít phổ biến hơn là tấn công bảo mật. Tuy nhiên nguyên nhân này sẽ để lại những hậu quả nghiêm trọng hơn. Hành động tấn công bảo mật được sử dụng để khai thác các lỗ hổng bảo mật trong các chương trình hoặc ứng dụng, từ đó các hacker có thể đánh cắp thông tin hoặc kiểm soát quyền truy cập toàn bộ hệ thống.
Phân loại lỗi Overflow phổ biến hiện nay
Lỗi overflow có thể chia thành nhiều loại dựa trên cách thức xảy ra và ảnh hưởng của chúng. Việc hiểu rõ từng loại sẽ giúp lập trình viên dễ dàng xác định và xử lý vấn đề.
Dựa trên cách thức xảy ra và ảnh hưởng của chúng đến thực tế, lỗi Overflow được chia làm 4 loại chính là Buffer Overflow, Integer Overflow, Stack Overflow và Heap Overflow.
- Buffer Overflow: Khi một chương trình cố gắng ghi vào một vị trí vùng nhỡ không được cho phép sẽ gây ra lỗi Buffer Overflow, dữ liệu sẽ bị ghi đè lên nhau, hệ thống bị lỗi.
- Integer Overflow: Lỗi Overflow này xảy ra khi một số nguyên được lưu trữ trong biến vượt qua giới hạn kích thước, dẫn đến mất dữ liệu hoặc có sự sai lệch.
- Stack Overflow: Stack Overflow xuất hiện khi một chương trình thực hiện quá nhiều tác vụ lồng vào nhau, làm đầy bộ nhớ stack. Lúc này, chương trình sẽ bị crash, nghiêm trọng hơn là bị lợi dụng để thực hiện các cuộc tấn công nhằm đánh cắp dữ liệu.
- Heap Overflow: Khi một chương trình cố gắng phân phát quá nhiều bộ nhớ trên heap sẽ khiến cho bộ nhớ heap bị đầy. Hệ quả tương tự như lỗi Stack Overflow, chương trình bị crash hoặc hệ thống bị tấn công.
Làm thế nào để khắc phục lỗi tràn dữ liệu Overflow?
Việc phát hiện và khắc phục lỗi overflow không phải là điều dễ dàng vì mỗi nguyên nhân gây ra lỗi Overflow sẽ có cách xử lý khác nhau. Ví dụ lỗi do bị tấn công bảo mật thì cần tiến hành kiểm tra và vá các lỗ hổng bảo mật. Hay lỗi do lập trình thì cần kiểm tra lại code, sửa lỗi code đó.
Ngoài ra, để khắc phục và hạn chế xảy ra lỗi Overflow, bạn có thể áp dụng một số cách dưới đây:
- Kiểm tra giới hạn: Một trong những nguyên nhân gây ra lỗi Overflow chính là quá giới hạn, vì thế bạn hãy kiểm tra lại giới hạn của bộ đếm, biến, kiểu dữ liệu để chắc chắn độ dài dữ liệu nằm trong giới hạn cho phép.
- Sử dụng hàm an toàn: Bạn nên sử dụng các hàm có độ an toàn cao như fgets, strncpy, snprintf trong ngôn ngữ lập trình C thay vì các hàm không an toàn như gets, strcpy, sprintf.
- Sử dụng kiểu dữ liệu an toàn: Bạn nên chọn kiểu dữ liệu có giới hạn kích thước lớn, đủ để chứa lượng dữ liệu bạn đang xử lý, đồng thời không nên sử dụng các kiểu dữ liệu int hoặc long khi chưa kiểm tra lại giới hạn.
- Sử dụng ngôn ngữ có quản lý bộ nhớ: Sử dụng các ngôn ngữ lập trình có quản lý bộ nhớ tự động sẽ giảm nguy cơ bị tràn bộ nhớ, bạn có thể tham khảo một số ngôn ngữ lập trình như Python, Java, C#.
- Sử dụng các phần mềm chống lỗi: Trong quá trình thực hiện, bạn nên sử dụng các công cụ giúp phát hiện lỗi nhanh chóng và hiệu quả như StackGuard, Microsoft Visual Studio, AddressSanitizer,...
Kết luận
Lỗi Overflow là lỗi khá phổ biến vì thế các lập trình viên cần chú ý đến việc thiết kế, kiểm tra và xử lý dữ liệu để tránh các rủi ro tiềm ẩn mà lỗi overflow mang lại. Hãy luôn cập nhật và nâng cao kiến thức để bảo vệ bản thân cũng như người dùng khỏi những rủi ro không đáng có trong quá trình phát triển phần mềm.
