Просмотр кода страницы Fork-бомба

{{lowercase}}
[[Файл:Fork bomb.svg|thumb|250px|right|Рекурсивное порождение процессов, ведущее к [[DoS-атака|отказу в обслуживании]] или падению системы]]
'''fork-бомба''' — вредоносная или ошибочно написанная программа, бесконечно создающая свои копии (системным вызовом [[fork|fork()]]), которые обычно также начинают создавать свои копии и т. д.

Выполнение такой программы может вызывать большую нагрузку вычислительной системы или даже [[DoS-атака|отказ в обслуживании]] вследствие нехватки системных ресурсов (дескрипторов процессов, памяти, процессорного времени), что и является целью.

Программа классической fork-бомбы (написанная на [[Си (язык программирования)|языке Си]]) выглядит так:

<syntaxhighlight lang="c">
 #include <unistd.h>
 
 int main()
 {
   while(1)
     fork();
 }
</syntaxhighlight>

Схожими случаями утечки системных ресурсов являются программы, порождающие [[Процесс-зомби|зомби]] и [[Процесс-сирота|процессы-сироты]]. Однако, если большинство fork-бомб создаётся намеренно, то эти проблемы обычно являются результатом невнимательности или некомпетентности программиста.

== Описание ==
fork-бомба порождает большое количество собственных копий и тем самым пытается заполнить свободное место в списке активных [[Процесс (информатика)|процессов]] [[операционная система|операционной системы]]. После заполнения списка процессов становится невозможным старт полезной программы. Даже если какой-либо другой процесс прекратит работу и место в списке процессов освободится, то старт полезной программы маловероятен, так как множество других копий fork-бомбы уже ждут возможности запустить свою очередную копию.

Кроме заполнения списка процессов, возможны также стратегии заполнения виртуальной памяти, процессорного времени, сокетов и других системных ресурсов. Результатом исчерпания этих ресурсов становится замедление работы или практически остановка операционной системы и/или полезных программ ([[зависание]] компьютера).

Fork-бомба может быть получена и в результате ошибки при добросовестном программировании. Например, программа, слушающая сетевой порт, может при получении сетевого пакета или установлении соединения «упасть» в бесконечный цикл создания своих копий для обработки пакета или соединения. Простая ошибка программирования может привести к [[Утечка памяти|утечке памяти]] или к последствиям, характерным для результатов работы fork-бомбы.

== Примеры fork-бомб на разных языках программирования ==
{{Внимание|Выполнение данных примеров может привести к потере несохранённых данных. Не рекомендуется выполнять их без применения надлежащих мер предосторожности.}}

'''[[C++]]:'''<ref>один из наиболее элегантных примеров fork-бомбы, создан [[:en:Markys|Markys'om]]</ref>
<syntaxhighlight lang="C++">
#include <stdlib.h>
int main(){

for(;;){

system("start");

}

return 0;

}
</syntaxhighlight>
'''[[Bash]]:'''<ref>один из наиболее элегантных примеров fork-бомбы, создан [[:en:Jaromil|Jaromil’ом]]</ref>
<syntaxhighlight lang="bash">
 :(){ :|:& };:
</syntaxhighlight>

'''[[Perl]]''':
<syntaxhighlight lang="perl">
 fork while fork
</syntaxhighlight>

'''[[Python]]''':
<syntaxhighlight lang="python">
import os
 
while True:
    os.fork()
</syntaxhighlight>

'''[[Ruby]]''':
<syntaxhighlight lang="ruby">
fork while fork
</syntaxhighlight>

Второй вариант:
<syntaxhighlight lang="ruby">
loop { fork }
</syntaxhighlight>

'''[[PHP]]'''[[PHP|:]]<syntaxhighlight lang="php">
<?php

while(true) {
    pcntl_fork();
}

</syntaxhighlight>

'''[[Пакетный файл]] [[Microsoft Windows]]:'''
 
<syntaxhighlight lang="dos">
:s
start %0
goto :s
</syntaxhighlight>

Второй вариант
<syntaxhighlight lang="dos">
start %0 %0
</syntaxhighlight>

Вариант на VB.NET
 <syntaxhighlight lang="vb">Do System.Diagnostics.Process.Start(System.Reflection.Assembly.GetExecutingAssembly().Location) Loop While True</syntaxhighlight>

'''[[Псевдокод (язык описания алгоритмов)|Псевдокод]]:'''
 <u>алг</u> ПрограммаX
 <u>пока</u> истина
    <u>нц</u>
       <u>вызов</u> ПрограммаX
    <u>кц</u>
 <u>кон</u> <u>алг</u> ПрограммаX

== Трудность ликвидации ==
В случае успешного срабатывания fork-бомбы становится трудным или практически невозможным восстановить нормальную работу ЭВМ без [[Перезагрузка|перезагрузки]], так как единственный способ прекратить работу fork-бомбы — это одновременное прекращение работы всех работающих копий fork-бомбы. В большинстве реализаций операционных систем вызов команды для прекращения работы процесса требует запуска нового процесса, что в условиях успешно работающей fork-бомбы невозможно.

Однако, на практике некоторые fork-бомбы не требуют таких радикальных мер и могут быть уничтожены без необходимости перезагрузки. Рассмотрим, например, случай бомбы из примера выше:
<syntaxhighlight lang="bash">
 :(){ :|:& };:
</syntaxhighlight>
Особенность этого кода в том, что он не [[Бесконечный цикл|зацикливается]] после неуспешного порождения своих копий, а завершает работу. В результате список процессов постоянно находится на грани заполнения: одна из копий fork-бомбы завершается, и освобождающееся место тут же занимается новосозданным процессом из другой копии fork-бомбы. Становится возможным конкурировать с fork-бомбой за захват места в списке процессов. Тогда возможно рано или поздно запустить команду для одновременного уничтожения всех копий-fork бомбы или запустить безопасную программу, которая будет постепенно «отвоёвывать» место в списке процессов до завершения работы последнего процесса fork-бомбы. Пример такой безопасной программы на [[zsh]]:
<syntaxhighlight lang="bash">
 while (sleep 100 &!) do; done
</syntaxhighlight>

== Предотвращение ==
Один из способов предотвращения негативных последствий работы fork-бомбы — принудительное ограничение количества процессов, которые [[пользователь]] может запустить одновременно. Также могут быть ограничены количество выделяемой виртуальной памяти и другие системные ресурсы. При исчерпании максимума доступных процессов попытка процесса создать новый процесс потерпит неудачу. Максимум запускаемых процессов должен быть таким, чтобы он позволял запустить разумное полезное количество программ, но не приводил к краху системы при одновременном запуске fork-бомбы от всех пользователей системы.

Необходимо отметить, что ограничение количества процессов само по себе не предотвращает запуск fork-бомбы, а лишь направлено на минимизацию возможного вреда в случае её срабатывания.

Другое решение проблемы — интеллектуальное распознавание fork-бомбы средствами самой операционной системы, но это решение не нашло широкого применения.

Существует и такая трудность, что если fork-бомба занимает всё доступное процессорное время, то результаты её работы могут быть катастрофическими не только на однопроцессорной, но и на многопроцессорной системе, даже при ограничении числа процессов. Например, если число процессоров 16, а максимум количества запущенных процессов 100, то на каждый процессор будет приходиться в среднем 6-7 работающих экземпляров fork-бомбы, пожирающих процессорное время. Для решения этой проблемы применяется ограничение по привязке к процессорам.

== См. также ==
* [[fork|fork()]] — системный вызов [[Unix-подобная операционная система|Unix-подобных]] операционных систем (согласно стандарту [[POSIX]])
* [[Процесс-зомби|Зомби]] и [[Процесс-сирота|процессы-сироты]] — схожие случаи утечки системных ресурсов

== Примечания ==
{{примечания}}

‎

[[Категория:Информационная безопасность]]
[[Категория:Атаки и эксплойты]]
[[Категория:Статьи с примерами кода Ruby]]
[[Категория:Статьи с примерами кода Perl]]
[[Категория:Статьи с примерами кода Python]]
[[Категория:Статьи с примерами кода Си]]