4.8 x64dbg 学会扫描应用堆栈

堆栈双结构：堆（动态分配）与栈（函数调用/局部变量）及栈溢出风险

【导语】区分计算机中两种核心数据结构：堆（Heap）用于动态内存分配，栈（Stack）遵循 LIFO 原则，用于存储函数调用、局部变量与栈帧，并通过压栈/弹栈管理临时数据；栈溢出（Stack Overflow）发生在向缓冲区写入过多数据时，可能破坏内存、致程序崩溃，严重可被利用控制 EIP 执行恶意代码。

核心观点

• 堆用于动态内存分配；栈（LIFO）存储函数调用、局部变量与栈帧（压栈/弹栈）
  
• 栈溢出源于缓冲区写入越界，可能破坏内存、致程序崩溃
  
• 严重情况下栈溢出可被利用控制 EIP，执行恶意代码
  

适用场景
适用于理解内存布局、排查崩溃与学习缓冲区溢出安全原理的场景。

关键信息
（内存/安全，文中堆栈结构与栈溢出原理见正文。）

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堆栈是计算机中的两种重要数据结构 堆（Heap）和栈（Stack）它们在计算机程序中起着关键作用，在内存中堆区（用于动态内存分配）和栈区（用于存储函数调用、局部变量等临时数据），进程在运行时会使用堆栈进行参数传递，这些参数包括局部变量，临时空间以及函数切换时所需要的栈帧等。

• 栈（Stack）是一种遵循后进先出（LIFO）原则的线性数据结构。它主要用于存储和管理程序中的临时数据，如函数调用和局部变量。栈的主要操作包括压栈（添加元素）和弹栈（移除元素）。
  
• 堆（Heap）是一种树形数据结构，通常用于实现优先队列。堆中的每个节点都有一个键值（key），并满足特定性质。最常见的堆类型是二叉堆（包括最大堆和最小堆）。堆在计算机程序中的应用包括堆排序算法和内存管理等。
  

而针对栈地址的分析在漏洞挖掘中尤为重要，栈溢出（Stack Overflow）是一种计算机程序中的运行时错误，通常发生在缓冲区（buffer）中。缓冲区是一段内存空间，用于临时存储数据。当程序试图向栈中写入过多数据时，可能导致栈溢出，从而破坏其他内存区域或导致程序崩溃，严重的则可能会导致黑客控制EIP指针，而执行恶意代码。
栈溢出的原因主要有以下几点：

• 递归调用过深：当函数递归调用自身的层次过深时，可能导致栈溢出。这是因为每次函数调用都会在栈中分配内存，用于存储函数的局部变量和返回地址。如果递归层数太多，可能导致栈空间不足，从而引发栈溢出。
  
• 局部变量占用过多栈空间：如果函数中的局部变量（尤其是数组和结构体）占用过多栈空间，可能导致栈溢出。这种情况下，可以考虑将部分局部变量移到堆内存中，以减小栈空间的压力。
  
• 缓冲区溢出：当程序向缓冲区写入的数据超过其分配的空间时，可能发生缓冲区溢出。这种溢出可能导致栈空间中的其他数据被破坏，从而引发栈溢出。
  

LyScript 插件中提供了针对堆栈的操作函数，对于堆的开发与释放通常可使用create_alloc()及delete_alloc()在之前的文章中我们已经使用了堆创建函数，本章我们将重点学习针对栈的操作函数，栈操作函数有三种，其中push_stack用于入栈，pop_stack用于出栈，而最有效的还属peek_stack函数，该函数可用于检查指定堆栈位置处的内存参数，使用这个特性就可以实现，对堆栈地址的检测，或对堆栈的扫描等。

读者注意：由于peek_stack命令传入的堆栈下标位置默认从0开始，而输出的结果则一个十进制有符号长整数，一般而言有符号数会出现复数的情形，读者在使用时应更具自己的需求自行转换。

而针对有符号与无符号数的转换也很容易实现，long_to_ulong函数用于将有符号整数转换为无符号整数（long_to_ulong）而与之对应的ulong_to_long函数，则用于将无符号整数转换为有符号整数（ulong_to_long）。这些函数都接受一个整数参数（inter）和一个布尔参数（is_64）。当 is_64 为 False 时，函数处理32位整数；当 is_64 为 True 时，函数处理64位整数。
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有符号整数转无符号数（long_to_ulong）：通过将输入整数与相应位数的最大值执行按位与操作（&）来实现转换。对于32位整数，使用 (1