원본 항목: Part 3. 시간 및 상태 — 2. 제대로 제어되지 않은 재귀CWE-674repo 폴더: sd38_recursion/ (빌드·실행은 §3-1)
목표 시간: 1회차 15분 / 2회차 9분 / 3회차 6분expect_crash(SD11에서 확립)를 재사용해 “종료 조건 없는 재귀가 실제로 스택을 고갈시켜 죽는다”를 증명하고, Good은 base case와 깊이 제한을 모두 가져야 함을 확인한다.
이 드릴의 문서 구성 (SD01~SD58 공통)
① 요구사항서 — 어떤 코드가 뚫려 있고, 무엇을 만드나.
② pseudo code 템플릿 — Bad 와 Good 의 뼈대이고, 회차마다 가린다.
③ 테스트 코드 — 공격은 막히고 정상은 통과해야 끝이다.
④ 자주 하는 실수
⑤ 모범답안 — 맨 뒤에 접어 둔다.
변형 A/B/C 는 같은 치환 규칙을 다른 소재로 다시 치는 것이다.
0. 이 드릴로 체화할 것
- long fac_bad(int n)- {- return n * fac_bad(n - 1); /* 종료 조건이 없어 무한 재귀 -> 스택 고갈 */- }+ if (depth > MAX_DEPTH) return 실패; /* 깊이 제한 */+ if (n <= 0) return 1; /* 종료 조건(base case) */+ return n * fac_good_impl(n - 1, depth + 1, ...);
재귀에는 “언제 멈추는가”(base case)와 “얼마나 깊어질 수 있는가”(깊이 제한) 두 가지 통제가 모두 있어야 한다.
하나만 있으면 나머지 하나가 뚫린다 — base case만 있으면 정상 입력에서는 멈추지만 비정상적으로 깊은 입력에는 여전히 취약하고, 깊이 제한만 있으면 원래 있어야 할 종료 로직 자체가 없다는 설계 결함이 남는다.
회차별 진행
회차
변형
보는 것
순서
1회차
A 계승(factorial) 계산
① 요구사항서 ② pseudo code 전체
1. Bad 를 그대로 쳐서 취약점을 관찰한다. 2. Good pseudo 를 한 줄씩 코드로 바꾼다. 3. ③ 테스트를 실행한다.
2회차
B JSON/트리 구조 재귀 파서로 변형
① 요구사항서 ② pseudo code 의 번호와 제목만 (Level 2)
1. Bad 를 치고 취약점을 확인한다. 2. 번호만 보고 Good 을 쓴다. 3. ③ 테스트를 실행한다.
3회차
C 꼬리 재귀를 반복문으로 전환
① 요구사항서만
1. ③ 테스트를 먼저 읽는다. 2. 백지에서 Bad 부터 Good 까지 재현한다.
1회차에 막히면 같은 변형을 한 번 더 친다.
3회차를 통과하면 A 를 백지로 다시 친다.
1. 요구사항서
1-A. 변형 A — 계승(factorial) 계산
정수 n의 계승을 재귀로 계산한다.
비정상적으로 큰 n이 들어와도 프로세스가 죽어서는 안 된다.
실패는 반드시 호출자에게 알려야 한다.
함수
long fac_bad(int n);int fac_good(int n, long *out);
신뢰 경계
값
출처
검증 없이 흘러가는 곳
n
외부 입력(요청 파라미터)
재귀 호출 깊이를 그대로 결정
공격 입력표
입력(n)
Bad 결과
이유
아무 값이나(종료 조건 자체가 없음)
스택 오버플로우로 프로세스 크래시(expect_crash가 감지)
n이 계속 감소해 음수로 끝없이 내려가도 멈출 조건이 코드에 없다
n = 100000(Good)
정상적으로 -1 반환(크래시 없음)
깊이 제한(MAX_DEPTH)에 도달하면 재귀를 스스로 멈추고 실패를 호출자에게 알린다
n = 5(Good)
120
정상 범위는 base case로 정확히 종료
1-B. 변형 B — JSON/트리 구조 재귀 파서로 변형
중첩 객체를 재귀로 파싱하는 함수로 바꿔, “입력이 만드는 중첩 깊이”가 곧 재귀 깊이가 되는 실전 시나리오를 체감한다(실제로 여러 JSON 파서 CVE가 이 패턴이다)
1-C. 변형 C — 꼬리 재귀를 반복문으로 전환
같은 계승 계산을 while 루프로 바꿔, 애초에 재귀를 쓰지 않으면 이 취약점 계열 자체가 성립하지 않는다는 걸 구조로 증명한다
2. pseudo code 템플릿 — 보고 쳐서 익힌다
사용법
변형별로 아래 pseudo code 를 소스 파일에 주석만 복사한다.
코드는 주석을 보고 내가 쓴다.
다 쓰면 [ ] 를 x 로 바꾼다.
막히면 §5 모범답안(A)의 해당 단계만 본다.
2-A. fac_good — Level 1 (1회차, 전부 본다)
먼저 Bad 를 그대로 쳐서 §3 의 test_bad_is_vulnerable 이 통과하는지(= 실제로 뚫리는지) 확인한다.
그다음 Good 을 쓴다.
long fac_bad(int n){ /* 1. return n * fac_bad(n - 1) ← 종료 조건이 없다 → 스택 고갈 * (gcc 경고는 pragma 로 끈다, §3 의 WARNING 참고) */}int fac_good(int n, long *out){ /* [ ] 1. fac_good_impl(n, depth, &ok) 를 먼저 만든다 * depth > MAX_DEPTH (10000) → *ok = 0, return 0 ← 깊이 제한 * n <= 0 → *ok = 1, return 1 ← 종료 조건(base case) * 그 외 → inner_ok 를 둔 채 fac_good_impl(n - 1, depth + 1, &inner_ok) * inner_ok 가 0 이면 *ok = 0, return 0 * 아니면 *ok = 1, return n * r */ /* [ ] 2. 바깥 함수 * r = fac_good_impl(n, 0, &ok) ← depth 는 전역이 아니라 **인자** * !ok 이면 → return -1 */ /* [ ] 3. *out = r, return 0 */}
2-B. fac_good — Level 2 (2회차, 번호와 제목만 본다)
int fac_good(int n, long *out){ /* [ ] 1. fac_good_impl(n, depth, &ok) 를 먼저 만든다 */ /* [ ] 2. 바깥 함수 */ /* [ ] 3. *out = r, return 0 */}
2-C. fac_good — Level 3 (3회차, 백지)
int fac_good(int n, long *out){ /* 아무것도 안 본다. * §1 요구사항서와 §0 의 치환 규칙만 보고 친다. * * 막히면 아래만 찾아본다. * - 깊이 제한과 종료 조건은 **둘 다** 있어야 한다 * - 깊이는 전역 변수가 아니라 매개변수로 (재진입 안전) */}
막혔을 때 찾는 순서
컴파일 에러가 나면 에러 문구를 본다.
unknown type name / implicit declaration 이면 include 누락이다.
man 3 <함수> 를 연다.
SYNOPSIS 맨 위의 #include 를 확인한다.
로직이 막히면 §3 테스트의 기대값을 먼저 읽는다.
공격 입력표(§1)와 테스트가 답이다.
#define _DEFAULT_SOURCE#include <stdio.h>#include <sys/wait.h>#include <unistd.h>#include "recur.h"static int g_fail = 0;#define T_TRUE(cond, msg) \ do { if (!(cond)) { g_fail++; \ printf(" X %s:%d %s\n", __func__, __LINE__, msg); } } while (0)static int expect_crash(void (*fn)(void)){ pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { fn(); _exit(0); } int status = 0; waitpid(pid, &status, 0); if (WIFSIGNALED(status)) return 1; if (WIFEXITED(status) && WEXITSTATUS(status) != 0) return 1; return 0;}static void call_bad(void) { (void)fac_bad(5); }static void test_bad_is_vulnerable(void){ T_TRUE(expect_crash(call_bad) == 1, "Bad는 종료 조건이 없어 스택이 고갈될 때까지 재귀하다가 크래시해야 한다(취약점 재현)");}static void test_good_normal(void){ long out = 0; T_TRUE(fac_good(5, &out) == 0, "정상 범위(n=5)는 성공해야 한다"); T_TRUE(out == 120, "5! = 120 이어야 한다");}static void test_good_blocks_deep_recursion(void){ long out = 0; T_TRUE(fac_good(100000, &out) == -1, "Good은 깊이 제한을 넘으면 크래시 대신 통제된 실패(-1)를 반환해야 한다");}int main(void){ test_bad_is_vulnerable(); test_good_normal(); test_good_blocks_deep_recursion(); printf(g_fail ? "FAIL %d\n" : "PASS\n", g_fail); return g_fail ? 1 : 0;}
fac_bad를 그대로 타이핑하면 컴파일이 안 될 수 있다
return n * fac_bad(n - 1); 한 줄짜리 무조건 재귀는 gcc 12 이상에서 -Winfinite-recursion 으로 컴파일 타임에 잡힌다.
이 프로젝트는 -Werror 라 경고가 곧 빌드 실패다.
원래 버그(종료 조건 없음)는 그대로 두고, 함수 앞뒤를 #pragma GCC diagnostic push / ignored "-Winfinite-recursion" / pop 으로 감싸 “알고 있는, 의도적으로 재현한 취약 코드”라고 컴파일러에 알린다.
구버전 gcc 는 이 경고 이름을 몰라서 -Wpragmas 가 뜨므로 그 경고도 같은 구간에서 함께 끈다.
컴파일러 경고를 끄는 것과 버그를 고치는 것은 다르다.
실무에서 이런 pragma 를 남발하면 진짜 실수도 함께 숨어버리니, 이 드릴처럼 “의도적 재현”이 명확한 경우로 한정한다.
정상 입력에서도 항상 MAX_DEPTH까지 다 내려갔다가 실패로 끝난다 — 정상 동작 자체가 망가진다
깊이 제한 도달 시 exit(1)로 프로세스 전체를 종료
가이드 원문은 exit(1)을 쓰지만, 서버 프로세스에서 이 함수 하나 때문에 프로세스 전체가 죽으면 다른 요청까지 함께 죽는다(그 자체로 DoS). 이 드릴에서는 호출자에게 실패를 반환하도록 바꿔, 장애를 그 함수 호출 하나로 국한시킨다
MAX_DEPTH를 스택 크기 대비 너무 크게 잡음
깊이 제한이 있어도 그 값이 실제 스택이 감당하기엔 이미 너무 큰 값이면 제한이 걸리기도 전에 크래시가 먼저 날 수 있다. 여유를 넉넉히 두고 잡아야 한다
5. 모범답안 (변형 A)
다 치고 나서 열 것 — recur.h / recur.c
#ifndef RECUR_H#define RECUR_Hlong fac_bad(int n);int fac_good(int n, long *out);#endif
#include "recur.h"#define MAX_DEPTH 10000#pragma GCC diagnostic push#pragma GCC diagnostic ignored "-Wpragmas"#pragma GCC diagnostic ignored "-Winfinite-recursion"long fac_bad(int n){ return n * fac_bad(n - 1); /* 종료 조건이 없어 무한 재귀 -> 스택 고갈 */}#pragma GCC diagnostic popstatic long fac_good_impl(int n, int depth, int *ok){ if (depth > MAX_DEPTH) { *ok = 0; return 0; } if (n <= 0) { *ok = 1; return 1; } { int inner_ok = 0; long r = fac_good_impl(n - 1, depth + 1, &inner_ok); *ok = inner_ok; if (!inner_ok) return 0; return n * r; }}int fac_good(int n, long *out){ int ok = 0; long r = fac_good_impl(n, 0, &ok); if (!ok) return -1; *out = r; return 0;}
눈여겨볼 점: fac_good_impl은 매개변수로 depth를 값으로 전달한다(가이드 원문의 전역 변수 int i 대신).
전역 카운터는 함수가 재진입되거나 여러 스레드에서 동시에 불리면 값이 오염되지만, 매개변수로 넘긴 깊이는 호출 스택마다 독립적이라 그런 문제가 아예 생기지 않는다.