Что такое уязвимость Read-After-Free (RAF) и как она может проявиться в Go?

Read-After-Free (RAF) — это не паттерн проектирования, а класс уязвимостей, связанных с некорректной работой с памятью. Суть уязвимости в том, что программа пытается прочитать данные из области памяти, которая уже была освобождена (free).

В языках с ручным управлением памятью (как C/C++) это частая проблема. В Go, благодаря сборщику мусора (GC), эта уязвимость практически не встречается в безопасном коде, так как GC не освободит память, пока на нее есть хотя бы одна ссылка.

Проявление в Go

Однако уязвимость RAF может проявиться в Go в двух основных случаях:

1. Использование пакета unsafe: Пакет unsafe позволяет обходить гарантии безопасности Go и работать с памятью напрямую через указатели (unsafe.Pointer).
2. Интеграция с C-кодом через cgo: При вызове функций из C-библиотек, которые возвращают указатели на память, выделенную в C, Go-программа должна явно управлять освобождением этой памяти (C.free). Если этого не сделать или обратиться к указателю после освобождения, возникнет RAF.

Пример опасного кода с unsafe:

import "unsafe"
import "runtime"

func main() {
    var ptr unsafe.Pointer

    func() {
        // Создаем срез в локальной области видимости
        data := []byte("hello world")
        // Получаем небезопасный указатель на его данные
        ptr = unsafe.Pointer(&data[0])
    }()

    // После выхода из функции, 'data' становится недостижимой.
    // GC может в любой момент очистить эту память.
    runtime.GC() // Принудительно вызываем GC для демонстрации

    // Попытка чтения из освобожденной памяти.
    // Это неопределенное поведение (Undefined Behavior - UB).
    // Может привести к панике, чтению "мусора" или уязвимости.
    value := *(*byte)(ptr)
    println(value)
}

Риски и как избежать:

• Риски: Неопределенное поведение, падение программы (panic), утечка данных, возможность удаленного выполнения кода (RCE).
• Как избежать:
  • Не используйте пакет unsafe без крайней необходимости и полного понимания последствий.
  • При работе с cgo всегда следуйте документации C-библиотеки по управлению жизненным циклом памяти и своевременно вызывайте C.free.