面试题：C语言Web服务器的安全加固与漏洞防范

1. 缓冲区溢出

产生原因：在C语言中，数组访问不做越界检查。当向缓冲区写入的数据超出其预先分配的大小时，就会发生缓冲区溢出。例如，在使用strcpy函数时，如果目标缓冲区不足以容纳源字符串，就会导致数据溢出到相邻内存区域。
防范措施：
- 使用安全的字符串处理函数，如strncpy代替strcpy，snprintf代替printf。strncpy最多复制指定长度的字符，snprintf会限制输出字符串的长度，避免缓冲区溢出。
- 对输入数据进行严格的长度检查，在向缓冲区写入数据前，确保数据长度不超过缓冲区大小。
代码实现：

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

int main() {
    char buffer[10];
    char source[] = "Hello, World!";
    // 使用strncpy替代strcpy
    strncpy(buffer, source, sizeof(buffer) - 1);
    buffer[sizeof(buffer) - 1] = '\0'; // 手动添加字符串结束符
    printf("%s\n", buffer);
    return 0;
}

2. SQL注入

产生原因：当Web服务器接收用户输入，并将其直接拼接到SQL语句中执行时，如果用户输入包含恶意SQL语句，就会导致SQL注入。例如，在登录验证中，将用户输入的用户名和密码直接拼接到SELECT语句中。
防范措施：
- 使用参数化查询（预编译语句）。数据库API提供了这种机制，将SQL语句和参数分开传递，数据库会对参数进行适当的转义和处理，防止恶意SQL注入。
- 对用户输入进行严格的过滤和验证，只允许合法字符和格式的输入。
代码实现：以MySQL C API为例

#include <mysql/mysql.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    MYSQL *conn;
    MYSQL_STMT *stmt;
    MYSQL_BIND bind[2];
    const char *sql = "SELECT * FROM users WHERE username =? AND password =?";
    char username[50] = "testuser";
    char password[50] = "testpass";

    conn = mysql_init(NULL);
    if (!conn) {
        fprintf(stderr, "mysql_init() failed\n");
        return 1;
    }

    if (!mysql_real_connect(conn, "localhost", "root", "password", "testdb", 0, NULL, 0)) {
        fprintf(stderr, "mysql_real_connect() failed\n");
        mysql_close(conn);
        return 1;
    }

    stmt = mysql_stmt_init(conn);
    if (!stmt) {
        fprintf(stderr, "mysql_stmt_init() failed\n");
        mysql_close(conn);
        return 1;
    }

    if (mysql_stmt_prepare(stmt, sql, strlen(sql))) {
        fprintf(stderr, "mysql_stmt_prepare() failed\n");
        mysql_stmt_close(stmt);
        mysql_close(conn);
        return 1;
    }

    memset(bind, 0, sizeof(bind));
    bind[0].buffer_type = MYSQL_TYPE_STRING;
    bind[0].buffer = username;
    bind[0].is_null = 0;
    bind[0].length = strlen(username);

    bind[1].buffer_type = MYSQL_TYPE_STRING;
    bind[1].buffer = password;
    bind[1].is_null = 0;
    bind[1].length = strlen(password);

    if (mysql_stmt_bind_param(stmt, bind)) {
        fprintf(stderr, "mysql_stmt_bind_param() failed\n");
        mysql_stmt_close(stmt);
        mysql_close(conn);
        return 1;
    }

    if (mysql_stmt_execute(stmt)) {
        fprintf(stderr, "mysql_stmt_execute() failed\n");
        mysql_stmt_close(stmt);
        mysql_close(conn);
        return 1;
    }

    // 处理结果
    mysql_stmt_close(stmt);
    mysql_close(conn);
    return 0;
}

3. 安全检测机制设计

实时监测方法：
- 基于日志分析：记录服务器接收的所有请求和相关操作日志，通过分析日志中的异常模式来检测潜在的安全威胁。例如，检测大量重复的错误请求，或者包含特定恶意字符串的请求。
- 内存监测：使用工具如valgrind来监测服务器进程的内存使用情况，及时发现缓冲区溢出等内存相关的安全问题。可以在服务器启动时开启valgrind监测，并将结果实时反馈给管理员。
- 网络流量监测：监控服务器的网络流量，检测异常的流量模式，如大量的请求来自同一IP地址，或者请求的数据包大小异常等。可以使用libpcap库来捕获和分析网络数据包。
预警实现：
- 邮件预警：当检测到潜在的安全威胁时，通过发送邮件的方式通知管理员。在Linux系统中，可以使用sendmail命令结合C语言的system函数来实现邮件发送功能。
- 日志记录与通知：将检测到的安全威胁详细记录到日志文件中，并通过系统通知（如notify - send）告知管理员，以便及时采取措施。

// 简单的邮件发送示例
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void send_email(const char *subject, const char *message) {
    char command[256];
    snprintf(command, sizeof(command), "echo '%s' | mail -s '%s' admin@example.com", message, subject);
    system(command);
}

以上代码实现了一个简单的邮件发送函数，在检测到安全威胁时，可以调用该函数发送预警邮件。同时，结合日志记录和网络流量分析等手段，构建一个较为完善的安全检测机制。

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面试题：C语言Web服务器的安全加固与漏洞防范

知识考点

面试题答案

1. 缓冲区溢出

2. SQL注入

3. 安全检测机制设计