ダウンコード エディターは、Visual Studio の scanf 関数と scanf_s 関数の違いを理解するのに役立ちます。どちらの関数も標準入力からフォーマットされた入力を読み取るために使用されますが、scanf_s は scanf の安全なバージョンであり、バッファ オーバーフローを防ぐために指定されたバッファ サイズを必要とすることでプログラムの安全性が向上します。この記事では、これら 2 つの関数の概念、操作メカニズム、潜在的なリスク、セキュリティ上の利点、移行方法について詳しく説明し、開発者がこれら 2 つの関数をよりよく理解して適用し、より安全で信頼性の高いコードを作成できるように、入力関数を選択するためのガイドラインを提供します。
Visual Studio (VS) では、scanf と scanf_s の 2 つの関数を使用して、標準入力 (通常はキーボード) からフォーマットされた入力を読み取ります。これらの主な違いは安全性です。scanf_s は scanf の安全なバージョンであり、バッファ サイズの指定を必要とし、場合によってはバッファ オーバーフローを防ぐための追加パラメータを必要とするため、プログラムの安全性が向上します。
具体的には、scanf_s 関数はセキュリティを向上させるために導入されました。この関数では、開発者がバッファ サイズ情報を明示的に提供する必要があるため、scanf の使用によって引き起こされるバッファ オーバーフローのセキュリティ脆弱性が軽減されます。 scanf_s のこの要件はより厳格ですが、ユーザー入力を処理する際のプログラムの安定性とセキュリティが大幅に向上します。
1. SCANF、SCANF_Sの概念と動作仕組み
2. SCANF の潜在的なリスクと制限
3. SCANF_S のセキュリティ上の利点と使用法
4. SCANFからSCANF_Sへの移行の実践
5. 互換性に関する考慮事項と標準規制
6. 入力機能の適切な選択基準
scanf 関数は、C 言語の標準ライブラリでよく使用される関数で、標準入力からフォーマットされたデータを読み取るために使用されます。 たとえば、scanf(%d, &number); を使用すると、プログラムはユーザーに整数を入力し、その整数を変数 number に格納するように求めることができます。 scanf は、複数のデータ型を同時に読み取り、指定された形式に変換して保存できます。
scanf のより安全な代替手段として、scanf_s 関数では、読み取られる各文字配列または文字列パラメータのサイズを明示的に指定する必要があります。 この設計により、バッファ オーバーフローのリスクが軽減されます。たとえば、文字配列の場合、scanf_s の呼び出し形式は scanf_s(%s,buffer,(unsigned)_countof(buffer)); に似ており、(unsigned)_countof(buffer) 部分は指定するために使用される追加パラメータです。バッファサイズ。
scanf を使用する場合、入力の長さが厳密に制御されていない場合、バッファ オーバーフローが発生する危険があります。 バッファ オーバーフローが発生すると、プログラムがクラッシュしたり、悪意のある攻撃者によって悪用されて任意のコードが実行されたりする可能性があります。 scanf では予想よりも大きな入力データが許可されることを考慮すると、信頼できない入力ソースを扱う場合、特に高度なセキュリティが必要な環境では、このリスクは許容できません。
たとえば、文字列入力の場合、scanf(%s,buffer); を使用すると、入力文字列がバッファの容量を超えると、超過した部分が隣接するメモリを上書きし、他の変数や戻りアドレスなどの機密情報さえも汚染する可能性があります。 。この潜在的なリスクにより、セキュリティ プログラミングでは scanf 関数が一般的に避けられます。
scanf_s の導入の主な利点は、ユーザー入力を処理する際のプログラムのセキュリティが向上することです。 バッファーを必要とする各引数のサイズを指定することで、予想よりも長い入力によるオーバーフローのリスクを回避できます。さらに、scanf_s が %s および %c タイプを読み取るには、scanf とは異なり、単一文字を処理する場合でもバッファのサイズを明示的に渡す必要があります。
scanf_s を使用する場合は、文字列または文字配列ではないパラメーターに対して scanf と同じメソッドを使用します。ただし、文字列または文字配列の場合は、追加のサイズ パラメータを指定する必要があります。たとえば、scanf_s を使用して文字列を読み取るときの形式は次のようになります。
文字バッファ[128];
scanf_s(%127s,buffer,(unsigned)_countof(buffer)); // _countof は配列要素の数をカウントするために使用されます。
フォーマット文字列では、文字列の最大長が 127 に設定されており、文字列終端文字 を格納するためのスペースが 1 文字減少することに注意してください。
従来のコードから scanf_s を使用するように移行するには、多くの場合、既存の呼び出しを確認し、必要な変更を加える必要があります。 まず、各読み取りバッファの実際のサイズを決定し、このサイズを新しいパラメータとして scanf_s に渡します。さらに、開発者は、変更されたコードが正しく実行されることを保証するために、特定の形式指定子に対する scanf_s のさまざまな要件にも注意を払う必要があります。
移行プロセス中、重要なのは、各 scanf 呼び出しのコンテキストを理解し、バッファ サイズを把握することです。コード レベルで調整を行うだけでなく、チーム全体が新しい機能の使用法、特にセキュリティ関連の側面について十分に理解していることを確認することも必要です。
scanf_s 関数は、C11 標準で定義されているオプション関数の 1 つです。つまり、すべての C 言語ライブラリ実装に scanf_s が含まれているわけではありません。 Microsoft 以外の一部のコンパイラでは、scanf_s が使用できない場合があるため、プラットフォーム間でプログラミングする場合は特別な注意が必要です。
互換性の観点から、もともと scanf_s に依存するコードを scanf_s をサポートしていないプラットフォームでコンパイルする場合は、異なる環境を区別するために条件付きコンパイル命令を追加するか、カスタムの scanf_s 実装を提供する必要がある場合があります。
入力関数を必要とする C 言語プログラムを作成する場合、適切な入力関数を選択することが重要です。特に潜在的に外部のデータ ソースやセキュリティで保護されていないデータ ソースを扱う場合は、セキュリティを常に最優先に考慮する必要があります。 scanf_s は、ユーザー入力を読み取る安全な方法を提供するため、開発者はデータの長さを考慮して制御する必要があり、セキュリティ リスクが大幅に軽減されます。
しかし同時に、開発者は、これがあらゆる状況において scanf_s が最良の選択であることを意味するわけではないことにも注意する必要があります。一部の重要ではないシナリオ、または入力ソースが完全に信頼できる限定された環境では、通常の scanf またはその他の入力関数で十分な場合があります。選択する場合は、セキュリティに加えて、コードの読みやすさ、保守性、チームの熟練度などの要素も考慮する必要があります。
結局のところ、どの入力関数を選択しても、安全で堅牢なコードを書くことは常にプログラミングの基本原則です。
1. VS の scanf と scanf_s の違いは何ですか?
scanf と scanf_s はユーザー入力を読み取るために使用される関数であり、VS では微妙な違いがいくつかあります。主な違いは次のとおりです。
a. セキュリティ: scanf_s は、scanf 関数の安全なバージョンであり、バッファ オーバーフローを防ぐためにユーザー入力を読み取るときに境界チェックを実行します。 scanf 関数は、場合によってはバッファ オーバーフローのセキュリティ リスクを引き起こす可能性があります。
b. コンパイル警告: scanf を使用すると、フォーマット文字列内のパラメーターが使用される変数の型と一致するかどうかをコンパイル時に検出できないため、コンパイラーはいくつかの警告を発行します。 Scanf_s はコンパイル時にフォーマット文字列をチェックし、一致しない場合はコンパイル エラーが発生します。
2. scanf に対する scanf_s の利点は何ですか?
scanf に対する scanf_s の利点は、主に次の 2 つの側面に反映されています。
a. セキュリティ: scanf_s は境界チェックを実行するため、一部のバッファ オーバーフローのセキュリティ リスクを防ぐことができます。これは、長さが不明な文字列を入力する場合、またはユーザーが予測できない長さの文字列を入力する場合に特に重要です。
b. コンパイル時チェック: scanf_s はコンパイル時にフォーマット文字列をチェックし、一致しない場合はコンパイル エラーが発生します。これにより、開発者は潜在的なエラーを見つけて修正することができます。
3. VS では scanf ではなく scanf_s が推奨されるのはなぜですか?
セキュリティ上の理由から、VS では scanf の代わりに scanf_s を使用することをお勧めします。 scanf 関数はユーザー入力の長さがバッファ制限を超えないことを保証できないため、バッファ オーバーフローの脆弱性が発生する可能性があります。 Scanf_s は、ユーザー入力を読み取るときに境界チェックを実行して、これらのセキュリティ リスクを防ぐことができます。 scanf_s を使用するとコンパイルのオーバーヘッドがいくらか増加しますが、プログラムのセキュリティと安定性を向上させる必要があります。したがって、VS を使用する場合は、潜在的なセキュリティ問題を回避するために、scanf_s を使用してユーザー入力を読み取ることをお勧めします。
ダウンコードの編集者による解説が、scanf 関数と scanf_s 関数の理解と使用に役立つことを願っています。実際の開発では、状況に応じて適切な入力関数を選択し、コードの安全性と信頼性には常に注意を払ってください。