Unsigned Integer Overflow em C/C

No domínio da programação de computadores, compreender o overflow de inteiros é crucial para garantir operações seguras. Uma citação notável de um artigo sobre segurança inteira afirma que cálculos envolvendo operandos não assinados nunca podem transbordar. Mas o que isso realmente significa?

Compreendendo o comportamento

Tipos inteiros sem sinal não representam valores negativos. Eles só podem armazenar números inteiros positivos até um valor máximo. Quando um cálculo envolvendo números inteiros sem sinal resulta em um valor que excede esse máximo, o comportamento é conhecido como "envolvente".

Um exemplo

Vamos considerar o exemplo dado na resposta:

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

Como você pode ver, quando a soma de dois inteiros sem sinal excede UINT_MAX, o resultado passa do valor máximo (UINT_MAX) para o valor mínimo (0). Este comportamento se assemelha à operação de módulo, onde o resultado é reduzido pelo valor máximo mais um.

Analogia Matemática

Imagine uma trilha circular com 10 marcadores, cada um representando um valor inteiro não assinado de 0 a 9. Se você começar no marcador 9 e avançar 3 passos, terminará no marcador 2. Esse comportamento reflete a propriedade wrap-around do estouro de número inteiro não assinado.

Consequências na programação

O estouro de número inteiro não assinado pode levar a cálculos incorretos e vulnerabilidades em aplicativos sensíveis à segurança. Por exemplo, se você usar um número inteiro sem sinal para contar o número de elementos em uma matriz e acidentalmente exceder o limite, isso poderá resultar no acesso à memória além dos limites pretendidos.

Portanto, é essencial estar ciente de o comportamento do estouro de número inteiro não assinado e usar técnicas apropriadas para evitar que isso ocorra. Isso inclui seleção adequada do tipo de dados, verificação de intervalo e consideração cuidadosa das operações inteiras em seu código.