Desbordamiento de enteros sin signo en C/C

En el ámbito de la programación informática, comprender el desbordamiento de enteros es crucial para garantizar operaciones seguras. Una cita notable de un artículo sobre seguridad de números enteros afirma que los cálculos que involucran operandos sin signo nunca pueden desbordarse. Pero, ¿qué significa esto realmente?

Comprender el comportamiento

Los tipos enteros sin signo no representan valores negativos. Sólo pueden almacenar números enteros positivos hasta un valor máximo. Cuando un cálculo que involucra enteros sin signo da como resultado un valor que excede este máximo, el comportamiento se conoce como "adaptación".

Un ejemplo

Consideremos el ejemplo dado en la respuesta:

UINT_MAX   1 == 0
UINT_MAX   2 == 1
UINT_MAX   3 == 2

Como puede ver, cuando la suma de dos enteros sin signo excede UINT_MAX, el resultado pasa del valor máximo (UINT_MAX) al valor mínimo (0). Este comportamiento se asemeja a la operación de módulo, donde el resultado se reduce por el valor máximo más uno.

Analogía matemática

Imagine una pista circular con 10 marcadores, cada uno de los cuales representa un valor entero sin signo de 0 a 9. Si comienza en el marcador 9 y avanza 3 pasos, terminará en el marcador 2. Este comportamiento refleja la propiedad envolvente de desbordamiento de enteros sin signo.

Consecuencias en la programación

El desbordamiento de enteros sin signo puede provocar cálculos incorrectos y vulnerabilidades en aplicaciones sensibles a la seguridad. Por ejemplo, si utiliza un entero sin signo para contar la cantidad de elementos en una matriz y accidentalmente excede el límite, podría acceder a la memoria más allá de los límites previstos.

Por lo tanto, es esencial estar consciente de el comportamiento del desbordamiento de enteros sin signo y utilizar técnicas apropiadas para evitar que esto ocurra. Esto incluye la selección adecuada del tipo de datos, la verificación de rangos y la consideración cuidadosa de las operaciones con números enteros en su código.