O editor de Downcodes irá ajudá-lo a entender a diferença entre as funções scanf e scanf_s no Visual Studio! Ambas as funções são usadas para ler a entrada formatada da entrada padrão, mas scanf_s é uma versão segura do scanf, que melhora a segurança do programa ao exigir um tamanho de buffer especificado para evitar estouros de buffer. Este artigo se aprofundará nos conceitos, mecanismos operacionais, riscos potenciais, vantagens de segurança e práticas de migração dessas duas funções e fornecerá diretrizes para a seleção de funções de entrada para ajudar os desenvolvedores a compreender e aplicar melhor essas duas funções e a escrever códigos mais seguros e confiáveis.
No Visual Studio (VS), as duas funções scanf e scanf_s são usadas para ler a entrada formatada da entrada padrão (geralmente o teclado). A principal diferença entre eles é a segurança: scanf_s é uma versão segura do scanf, exigindo a especificação do tamanho do buffer e, em alguns casos, parâmetros adicionais para evitar buffer overflows, melhorando assim a segurança do programa.
Especificamente, a função scanf_s foi introduzida para melhorar a segurança. Esta função exige que os desenvolvedores forneçam explicitamente informações sobre o tamanho do buffer, reduzindo assim as vulnerabilidades de segurança de buffer overflow causadas pelo uso do scanf. Este requisito para scanf_s é mais rigoroso, mas melhora significativamente a estabilidade e a segurança do programa ao lidar com a entrada do usuário.
1. Conceito e mecanismo operacional de SCANF e SCANF_S
2. Riscos e limitações potenciais do SCANF
3. Vantagens de segurança e usos do SCANF_S
4. Prática de migração de SCANF para SCANF_S
5. Considerações de compatibilidade e regulamentos padrão
6. Critérios para seleção adequada de funções de entrada
A função scanf é uma função comumente usada na biblioteca padrão da linguagem C, usada para ler dados formatados da entrada padrão. Por exemplo, por meio de scanf(%d, &number);, o programa pode solicitar que o usuário insira um número inteiro e armazene o número inteiro na variável número. scanf pode ler vários tipos de dados ao mesmo tempo e convertê-los e armazená-los no formato especificado.
Como uma alternativa mais segura ao scanf, a função scanf_s requer que o tamanho de cada array de caracteres ou parâmetro de string lido seja especificado explicitamente. Esse design reduz o risco de estouro de buffer. Por exemplo, para matrizes de caracteres, o formato de chamada de scanf_s será semelhante a scanf_s(%s, buffer, (unsigned)_countof(buffer));, onde a parte (unsigned)_countof(buffer) é um parâmetro adicional usado para especificar o tamanho do buffer.
Ao usar scanf, se o comprimento da entrada não for estritamente controlado, existe o risco de buffer overflow. Estouros de buffer podem fazer com que um programa trave ou até mesmo ser explorado por agentes mal-intencionados para executar código arbitrário. Considerando que o scanf permite que os dados de entrada sejam maiores do que o esperado, este risco é inaceitável quando se trata de fontes de entrada não confiáveis, especialmente em ambientes que exigem alta segurança.
Por exemplo, para entrada de string, se você usar scanf(%s, buffer);, quando a string de entrada exceder a capacidade do buffer, a parte excedente irá sobrescrever a memória adjacente, possivelmente contaminando outras variáveis e até mesmo informações confidenciais, como endereços de retorno . Este risco potencial faz com que a função scanf seja geralmente evitada na programação de segurança.
A principal vantagem da introdução do scanf_s é melhorar a segurança do programa ao processar a entrada do usuário. Ao especificar um tamanho para cada argumento que requer um buffer, você evita o risco de estouro de entrada por mais tempo do que o esperado. Além disso, para que scanf_s leia os tipos %se %c, diferentemente de scanf, o tamanho do buffer deve ser passado explicitamente, mesmo ao processar um único caractere.
Ao usar scanf_s, use o mesmo método que scanf para parâmetros que não sejam strings ou matrizes de caracteres. Mas para strings ou matrizes de caracteres, parâmetros adicionais de tamanho devem ser fornecidos. Por exemplo, o formato ao usar scanf_s para ler uma string pode ser o seguinte:
buffer de caracteres[128];
scanf_s(%127s, buffer, (unsigned)_countof(buffer)); // _countof é usado para contar o número de elementos do array
Observe que na string de formato, o comprimento máximo da string é definido como 127, reduzindo um caractere de espaço para armazenar o terminador de string .
A migração do código legado para o uso de scanf_s geralmente requer a revisão das chamadas existentes e a realização das modificações necessárias. Primeiro determine o tamanho real de cada buffer de leitura e passe esse tamanho como um novo parâmetro para scanf_s. Além disso, os desenvolvedores também devem prestar atenção aos diferentes requisitos de scanf_s para determinados especificadores de formato para garantir que o código modificado possa ser executado corretamente.
Durante o processo de migração, o principal é entender o contexto de cada chamada scanf e descobrir o tamanho do buffer. Não é necessário apenas fazer ajustes no nível do código, mas também garantir que toda a equipe tenha conhecimento suficiente sobre a utilização das novas funções, principalmente nos aspectos relacionados à segurança.
A função scanf_s é uma das funções opcionais definidas no padrão C11, o que significa que nem todas as implementações da biblioteca da linguagem C incluem scanf_s. Em alguns compiladores que não são da Microsoft, scanf_s pode não estar disponível, o que requer atenção especial ao programar entre plataformas.
Em termos de compatibilidade, se você deseja compilar código que originalmente depende de scanf_s em uma plataforma que não oferece suporte a scanf_s, pode ser necessário adicionar instruções de compilação condicional para distinguir entre diferentes ambientes ou fornecer uma implementação personalizada de scanf_s.
Ao escrever um programa em linguagem C que requer funções de entrada, é crucial escolher a função de entrada apropriada. A segurança deve ser sempre uma das principais preocupações, especialmente quando se lida com fontes de dados potencialmente externas ou não seguras. scanf_s fornece uma maneira segura de ler a entrada do usuário. Ele força os desenvolvedores a considerar e controlar o tamanho dos dados, reduzindo significativamente os riscos de segurança.
Mas, ao mesmo tempo, os desenvolvedores também devem estar cientes de que isso não significa que o scanf_s seja a melhor escolha em todas as situações. Em alguns cenários não críticos ou em ambientes limitados onde a fonte de entrada é totalmente confiável, o scanf normal ou outras funções de entrada podem ser suficientes. Ao escolher, além da segurança, você também precisa considerar fatores como legibilidade do código, capacidade de manutenção e proficiência da equipe.
Em última análise, não importa qual função de entrada você escolha, escrever código seguro e robusto é sempre um princípio fundamental na programação.
1. Quais são as diferenças entre scanf e scanf_s no VS?
scanf e scanf_s são funções usadas para ler a entrada do usuário e existem algumas diferenças sutis no VS. As principais diferenças são as seguintes:
a. Segurança: scanf_s é uma versão segura da função scanf. Ele executa verificações de limite ao ler a entrada do usuário para evitar estouro de buffer. A função scanf pode causar riscos de segurança de buffer overflow em alguns casos.
b. Avisos de compilação: Ao usar scanf, o compilador emitirá alguns avisos porque não consegue detectar em tempo de compilação se os parâmetros na string de formato correspondem ao tipo de variável usado. Scanf_s verificará a string de formato em tempo de compilação e ocorrerá um erro de compilação se ela não corresponder.
2. Quais são as vantagens do scanf_s sobre o scanf?
As vantagens do scanf_s sobre o scanf refletem-se principalmente nos dois aspectos a seguir:
a. Segurança: Como o scanf_s realiza verificações de limites, ele pode evitar alguns riscos de segurança de buffer overflow. Isto é especialmente importante ao inserir strings de comprimento desconhecido ou quando o usuário insere uma string de comprimento imprevisível.
b. Verificação do tempo de compilação: scanf_s verificará a string de formato no momento da compilação. Se não corresponder, ocorrerá um erro de compilação.
3. Por que scanf_s é recomendado em vez de scanf no VS?
Recomenda-se usar scanf_s em vez de scanf no VS por motivos de segurança. Como a função scanf não pode garantir que o comprimento da entrada do usuário não exceda o limite do buffer, pode ocorrer uma vulnerabilidade de buffer overflow. Scanf_s pode realizar verificações de limites ao ler a entrada do usuário para evitar esses riscos de segurança. Embora o uso de scanf_s aumente alguma sobrecarga de compilação, é necessário melhorar a segurança e a estabilidade do programa. Portanto, ao usar o VS, é recomendado usar scanf_s para ler a entrada do usuário para evitar possíveis problemas de segurança.
Espero que a explicação do editor de Downcodes possa ajudá-lo a entender e utilizar melhor as funções scanf e scanf_s! No desenvolvimento real, escolha a função de entrada apropriada de acordo com a situação específica e sempre preste atenção à segurança e confiabilidade do código.