Was ist ein Integer Overflow?
Ganzzahliger Überlauf bezieht sich auf das Phänomen, das bei bestimmten Computerdatentypen auftritt, bei denen die Vorzeichen von positiv auf negativ oder umgekehrt wechseln, wenn sie das Ende ihrer anwendbaren Bereiche erreichen. In Computerbereichen haben Ganzzahldatentypen kreisförmige Bereiche, und wenn sie ein Ende ihres Bereichs erreichen, bewegen sie sich sofort zum anderen Ende ihres Bereichs. Dies wird auch als Ganzzahlüberlauf bezeichnet.
Eine Ganzzahl mit Vorzeichen kann einen Wertebereich von -2 31 bis (2 31 ) - 1 enthalten. Diese Ganzzahl kann keinen Wert von (-2 31 ) - 1 haben. Die nächste Zahl, die inkrementiert wird, befindet sich am anderen Ende des Bereichs: (2 31 - 1). Der Wechsel von negativ zu positiv am Ende seines Bereichs ist ein Beispiel für einen Ganzzahlüberlauf. Aus dem gleichen Grund kann eine Ganzzahl nicht den Wert 2 31 haben . dieser Wert würde stattdessen zum anderen Ende seines Bereichs wechseln und -2 31 werden .
Dieser Überlauf hat erhebliche Konsequenzen beim Programmieren. Ein Array kann nur so viele Indizes enthalten, wie es der Integer-Typ zulässt, und negative Indizes zählen nicht. Wenn ein Programmierer versucht, ein Array zu erstellen, das größer als der zulässige Integer-Typ ist, können erhebliche Speicherfehler auftreten, da ein Integer-Überlauf zu einem negativen Index führen würde. Dies ist besonders gefährlich in Sprachen, in denen keine expliziten Grenzen für Arrays festgelegt sind, wie z. B. C ++.
Wenn ein Ganzzahlüberlauf auftritt, können verwandte Überlauftypen wie Pufferüberlauf, Heap-Überlauf und Stapelpufferüberlauf auftreten. In all diesen Fällen bewirkt der Ganzzahlüberlauf, dass Speicherstrukturen mit mehr Daten überflutet werden, als diese Strukturen möglicherweise aufnehmen können. Diese Überläufe verursachen in einfachen Programmen häufig nur einen ungültigen Lese- oder Schreibfehler. Die Manipulation dieses Problems durch Hacker kann jedoch zu Speicherfehlern führen, die schwerwiegendere Probleme verursachen können.
In den meisten einfachen Programmen ist der Ganzzahlüberlauf kein großes Problem. Die Grenzen des Integer-Typs sind so groß, dass das Überlaufproblem nur dann auftritt, wenn viele Daten gleichzeitig verarbeitet werden. In einigen Fällen kann ein Überlauf wie bei inkrementierenden Zählern durch Verwendung eines größeren Datentyps mit einem größeren Bereich verringert werden. Der größere Datentyp könnte theoretisch auf dasselbe Überlaufproblem stoßen, aber je größer die Datentypbereiche werden, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass dies geschieht. Der Bereich jedes Integer-Datentyps ist mindestens doppelt so groß wie der nächstkleinere, sodass ausreichend Platz für zusätzliche Daten vorhanden ist.