1.15+ 张剖析内存分配之 malloc 详解
2.qr code是张图源码什么？
3.开放源码有利于系统安全

15+ 张剖析内存分配之 malloc 详解

       内存分配之 malloc 详解

       malloc函数的复杂性使得直接分析其源码较为困难，但我们可以关注其操作过程。张图源码首先，张图源码理解malloc分配的张图源码内存结构十分重要。当我们使用malloc时，张图源码分配的张图源码源码剖析内存不仅包括用户请求的大小，还会附带首部和尾部，张图源码用于管理。张图源码

       内存分配示例中，张图源码用户申请0x字节，张图源码实际分配的张图源码fill区域包含了系统预置的cookie和填补区。fill区域的张图源码上边和下边有gap，用于区分可使用和不可使用内存，张图源码并在归还时检测是张图源码否越界。debug header由上gap中的张图源码7个连续区域组成。

       进入程序前，系统会创建一个管理内存的堆空间，通过__cdecl_heap_init函数，构建一个个HEADER节点的链表，每个节点管理1MB内存。每个节点包含pHeapData指针，代表虚拟地址，尚未分配，将1MB分为个KB段。

       继续深入，pRegion指向的tagRegion结构中，每个内存段（group）有8个4KB内存页，链表中挂载着可用内存。分配时，会从挂载内存的链表中查找，若无则扩展到其他链表。归还时，通过比较地址范围判断归属group，并通过合并空闲内存块和更新分配次数来操作。

       当一个group全回收后，并非立刻归还给系统，而是等待其他group回收后再合并释放。这样可以避免频繁地与操作系统交互，提高效率。

qr code是什么？

       基础知识

       首先，我们先说一下二维码一共有个尺寸。官方叫版本Version。Version 1是 x 的矩阵，Version 2是 x 的矩阵，Version 3是的尺寸，每增加一个version，就会增加4的尺寸，公式是：(V-1)*4 + （V是版本号） 最高Version ，(-1)*4+ = ，所以最高是忆天发卡源码 x 的正方形。

       下面我们看看一个二维码的样例：

       定位图案

       Position Detection Pattern是定位图案，用于标记二维码的矩形大小。这三个定位图案有白边叫Separators for Postion Detection Patterns。之所以三个而不是四个意思就是三个就可以标识一个矩形了。

       Timing Patterns也是用于定位的。原因是二维码有种尺寸，尺寸过大了后需要有根标准线，不然扫描的时候可能会扫歪了。

       Alignment Patterns 只有Version 2以上（包括Version2）的二维码需要这个东东，同样是为了定位用的。

       功能性数据

       Format Information 存在于所有的尺寸中，用于存放一些格式化数据的。

       Version Information 在 >= Version 7以上，需要预留两块3 x 6的区域存放一些版本信息。

       数据码和纠错码

       除了上述的那些地方，剩下的地方存放 Data Code 数据码 和 Error Correction Code 纠错码。

       数据编码

       我们先来说说数据编码。QR码支持如下的编码：

       Numeric mode 数字编码，从0到9。如果需要编码的数字的个数不是3的倍数，那么，最后剩下的1或2位数会被转成4或7bits，则其它的每3位数字会被编成 ，，bits，编成多长还要看二维码的尺寸（下面有一个表Table 3说明了这点）

       Alphanumeric mode 字符编码。包括 0-9，大写的A到Z（没有小写），以及符号$ % * + – . / : 包括空格。这些字符会映射成一个字符索引表。如下所示：（其中的SP是空格，Char是字符，Value是其索引值） 编码的过程是把字符两两分组，然后转成下表的进制，然后转成bits的二进制，如果最后有一个落单的，那就转成6bits的二进制。而编码模式和字符的个数需要根据不同的Version尺寸编成9, 或个二进制（如下表中Table 3）

       Byte mode, 字节编码，可以是0-的ISO--1字符。有些二维码的扫描器可以自动检测是否是UTF-8的编码。

       Kanji mode 这是日文编码，也是双字节编码。同样，也可以用于中文编码。日文和汉字的编码会减去一个值。如：在0X to 0X9FFC中的字符会减去，在0XE到0XEBBF中的字符要减去0XC，然后把结果前两个进制位拿出来乘以0XC0，然后再加上后两个进制位，最新微星源码最后转成bit的编码。如下图示例：

       Extended Channel Interpretation (ECI) mode 主要用于特殊的字符集。并不是所有的扫描器都支持这种编码。

       Structured Append mode 用于混合编码，也就是说，这个二维码中包含了多种编码格式。

       FNC1 mode 这种编码方式主要是给一些特殊的工业或行业用的。比如GS1条形码之类的。

       简单起见，后面三种不会在本文 中讨论。

       下面两张表中，

       Table 2 是各个编码格式的“编号”，这个东西要写在Format Information中。注：中文是

       Table 3 表示了，不同版本（尺寸）的二维码，对于，数字，字符，字节和Kanji模式下，对于单个编码的2进制的位数。（在二维码的规格说明书中，有各种各样的编码规范表，后面还会提到）

       下面我们看几个示例，

       示例一：数字编码

       在Version 1的尺寸下，纠错级别为H的情况下，编码：

       1. 把上述数字分成三组:

       2. 把他们转成二进制: 转成 ； 转成 ； 转成 。

       3. 把这三个二进制串起来:

       4. 把数字的个数转成二进制 (version 1-H是 bits ): 8个数字的二进制是

       5. 把数字编码的标志和第4步的编码加到前面:

       示例二：字符编码

       在Version 1的尺寸下，纠错级别为H的情况下，编码: AC-

       1. 从字符索引表中找到 AC- 这五个字条的索引 (,,,4,2)

       2. 两两分组: (,) (,4) (2)

       3.把每一组转成bits的二进制:

       (,) *+ 等于 转成 (,4) *+4 等于 转成 (2) 等于 2 转成

       4. 把这些二进制连接起来：

       5. 把字符的个数转成二进制 (Version 1-H为9 bits ): 5个字符，5转成

       6. 在头上加上编码标识 和第5步的个数编码:

       结束符和补齐符

       假如我们有个HELLO WORLD的字符串要编码，根据上面的示例二，我们可以得到下面的编码，

       编码

       字符数

       HELLO WORLD的编码

       

       我们还要加上结束符：

       编码

       字符数

       HELLO WORLD的编码

       结束

       

       按8bits重排

       如果所有的编码加起来不是8个倍数我们还要在后面加上足够的0，比如上面一共有个bits，所以，我们还要加上2个0，然后按8个bits分好组：

       

       补齐码（Padding Bytes）

       最后，如果如果还没有达到我们最大的bits数的限制，我们还要加一些补齐码（Padding Bytes），Padding Bytes就是重复下面的两个bytes： （这两个二进制转成十进制是和，我也不知道为什么，只知道Spec上是这么写的）关于每一个Version的每一种纠错级别的最大Bits限制，可以参看QR Code Spec的第页到页的Table-7一表。

       假设我们需要编码的是Version 1的Q纠错级，那么，其最大需要个bits，而我们上面只有个bits，所以，还需要补个bits，仿梵讯源码也就是需要3个Padding Bytes，我们就添加三个，于是得到下面的编码：

       

       上面的编码就是数据码了，叫Data Codewords，每一个8bits叫一个codeword，我们还要对这些数据码加上纠错信息。

       纠错码

       上面我们说到了一些纠错级别，Error Correction Code Level，二维码中有四种级别的纠错，这就是为什么二维码有残缺还能扫出来，也就是为什么有人在二维码的中心位置加入图标。

       错误修正容量

       L水平 7%的字码可被修正

       M水平 %的字码可被修正

       Q水平 %的字码可被修正

       H水平 %的字码可被修正

       那么，QR是怎么对数据码加上纠错码的？首先，我们需要对数据码进行分组，也就是分成不同的Block，然后对各个Block进行纠错编码，对于如何分组，我们可以查看QR Code Spec的第页到页的Table-到Table-的定义表。注意最后两列：

       Number of Error Code Correction Blocks ：需要分多少个块。

       Error Correction Code Per Blocks：每一个块中的code个数，所谓的code的个数，也就是有多少个8bits的字节。

       举个例子：上述的Version 5 + Q纠错级：需要4个Blocks（2个Blocks为一组，共两组），头一组的两个Blocks中各个bits数据 + 各 9个bits的纠错码（注：表中的codewords就是一个8bits的byte）（再注：最后一例中的（c, k, r ）的公式为：c = k + 2 * r，因为后脚注解释了：纠错码的容量小于纠错码的一半）

       下图给一个5-Q的示例（因为二进制写起来会让表格太大，所以，我都用了十进制，我们可以看到每一块的纠错码有个codewords，也就是个8bits的二进制数）

       组

       块

       数据

       对每个块的纠错码

       1 1 6 6

       2 7 7 6

       2 1 7 6 7

       2 6 5 2

       注：二维码的纠错码主要是通过Reed-Solomon error correction（里德-所罗门纠错算法）来实现的。对于这个算法，对于我来说是相当的复杂，里面有很多的数学计算，比如：多项式除法，把1-的数映射成2的n次方（0<=n<=）的伽罗瓦域Galois Field之类的神一样的东西，以及基于这些基础的纠错数学公式，因为我的数据基础差，对于我来说太过复杂，所以我一时半会儿还有点没搞明白，还在学习中，所以，我在这里就不展开说这些东西了。还请大家见谅了。（当然，如果有朋友很明白，也繁请教教我）

       最终编码

       穿插放置

       如果你以为我们可以开始画图，你就错了。二维码的混乱技术还没有玩完，它还要把数据码和纠错码的英语点读源码各个codewords交替放在一起。如何交替呢，规则如下：

       对于数据码：把每个块的第一个codewords先拿出来按顺度排列好，然后再取第一块的第二个，如此类推。如：上述示例中的Data Codewords如下：

       块 1 6 6

       块 2 7 7 6

       块 3 7 6 7

       块 4 6

       我们先取第一列的：， ， ，

       然后再取第二列的：， ， ， ， ，， ，

       如此类推：， ， ， ， ，， ， ……… ……… ，，6，，，7，

       对于纠错码，也是一样：

       块 1

       块 2

       块 3

       块 4 5 2

       和数据码取的一样，得到：，，，，，，，，…… …… ，，，

       然后，再把这两组放在一起（纠错码放在数据码之后）得到：

       , , , , , , , , , , , , , 7, , , , , , , , , 7, 6, , , , , , 7, , , , , , , , , , , 6, , , , , , 6, , 6, , , , , , , , , 6, , , 7, , , , , , , , , , , , , 5, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , 2, , , , , , , , , , , , , , , ,

       这就是我们的数据区。

       Remainder Bits

       最后再加上Reminder Bits，对于某些Version的QR，上面的还不够长度，还要加上Remainder Bits，比如：上述的5Q版的二维码，还要加上7个bits，Remainder Bits加零就好了。关于哪些Version需要多少个Remainder bit，可以参看QR Code Spec的第页的Table-1的定义表。

       画二维码图

       Position Detection Pattern

       首先，先把Position Detection图案画在三个角上。（无论Version如何，这个图案的尺寸就是这么大）

       Alignment Pattern

       然后，再把Alignment图案画上（无论Version如何，这个图案的尺寸就是这么大）

       关于Alignment的位置，可以查看QR Code Spec的第页的Table-E.1的定义表（下表是不完全表格）

       下图是根据上述表格中的Version8的一个例子（6，，）

       Timing Pattern

       接下来是Timing Pattern的线（这个不用多说了）

       Format Information

       再接下来是Formation Information，下图中的蓝色部分。

       Format Information是一个个bits的信息，每一个bit的位置如下图所示：（注意图中的Dark Module，那是永远出现的）

       这个bits中包括：

       5个数据bits：其中，2个bits用于表示使用什么样的Error Correction Level， 3个bits表示使用什么样的Mask

       个纠错bits。主要通过BCH Code来计算

       然后个bits还要与做XOR操作。这样就保证不会因为我们选用了的纠错级别和的Mask，从而造成全部为白色，这会增加我们的扫描器的图像识别的困难。

       下面是一个示例：

       关于Error Correction Level如下表所示：

       关于Mask图案如后面的Table 所示。

       Version Information

       再接下来是Version Information（版本7以后需要这个编码），下图中的蓝色部分。

       Version Information一共是个bits，其中包括6个bits的版本号以及个bits的纠错码，下面是一个示例：

       而其填充位置如下：

       数据和数据纠错码

       然后是填接我们的最终编码，最终编码的填充方式如下：从左下角开始沿着红线填我们的各个bits，1是黑色，0是白色。如果遇到了上面的非数据区，则绕开或跳过。

       掩码图案

       这样下来，我们的图就填好了，但是，也许那些点并不均衡，如果出现大面积的空白或黑块，会告诉我们扫描识别的困难。所以，我们还要做Masking操作（靠，还嫌不复杂）QR的Spec中说了，QR有8个Mask你可以使用，如下所示：其中，各个mask的公式在各个图下面。所谓mask，说白了，就是和上面生成的图做XOR操作。Mask只会和数据区进行XOR，不会影响功能区。（注：选择一个合适的Mask也是有算法的）

       其Mask的标识码如下所示：（其中的i,j分别对应于上图的x,y）

       下面是Mask后的一些样子，我们可以看到被某些Mask XOR了的数据变得比较零散了。

       Mask过后的二维码就成最终的图了。

       好了，大家可以去尝试去写一下QR的编码程序，当然，你可以用网上找个Reed Soloman的纠错算法的库，或是看看别人的源代码是怎么实现这个繁锁的编码。

开放源码有利于系统安全

       开放源码是近来人们的一个热点话题。这会对信息安全带来什么影响？开放源码和封闭源码相比，哪个更安全？本文作者明确提出：开放源码会改善信息安全。

       近年来，随着Linux和Apache等开放源码软件受到越来越多的人的关注和喜爱，开放源码运动在世界范围内引起了一场风暴。但是，我们也经常可以看到有人对开放源码软件的安全性表示怀疑:"所有的源代码都被黑客们看到了，还有什么安全可言？""开放源代码意味着黑客们可以找出代码中存在的所有缺陷。"有人甚至列出等式："开放源码 = 打开信息系统之门 = 不安全"。

       开放源码到底安不安全

       那些认为开放源码不安全的人，一般是出于如下的考虑。

       一、黑客可以找到其中的安全漏洞

       这种观点成立的前提是：黑客们不会找出封闭源码软件中的安全漏洞。但是我们只需要到网上去查找一下与封闭源码软件相关的安全警告和安全建议，就会知道这明显不是事实。例如，年月，Todd Sabin在Bugtraq邮件列表上宣布,他发现了一个Windows NT的SYSKEY缺陷，而这个缺陷就是在没有源码的情况下（众所周知，微软不提供源代码），利用反汇编器发现的。实际上，大多数黑客们在破解程序时并不一定需要有源代码。

       二、开放的就是不安全的

       因为对大多数人来说，安全指的就是隐藏的、秘密的、不开放的。在加密学中有一句谚语：一个加密算法的安全不应当依赖于它是秘密的。历史证明，秘密的加密算法终究会被破解。现在的加密算法（如AES）大都是公开的，而其安全强度依赖于所用密钥的长度。这句话同样可以应用于一般的安全软件。算法可以被人采用反向工程攻破，协议可以通过分析技术去解析。隐藏的和秘密的东西最终会被发现并公布于众。因此，靠封闭和隐秘达到安全的目的，在很大程度上可以说是不可能的。

       三、开放代码没人注意

       有个例子，在PGP 2.6发布以后，有人就在Bugtraq邮件列表上宣布，在检查代码时发现，其中一个随机数生成器中有一个"臭虫"。这个错误很细小，在进行异或操作的代码中，却使用了赋值运算符号（=）。这表明，"即便代码开放了，也没有人会真正去检查"的想法是站不住脚的，在开放源码模型中，这样细小的错误都能被发现，所以说，严重错误或后门不被发现的可能性极小。

       四、开放源码中可放置后门

       这在理论上是成立的，但是如何在其中放置后门或陷阱？因为开放源码软件使用代码控制系统来管理代码树，而且有许多人在检查和分析代码，更重要的是，代码本身意味着作者的个人名誉。谁愿意冒险在开放的代码中放置后门而丧失个人名誉和声望呢？ 对比而言，封闭源码的软件中更容易放置后门或者陷阱，在Windows操作系统中发现的NSA密钥即是有力的证据。

       开放源码可以带来安全

       封闭源码软件并不比开放源的软件的安全性好，相反，开放源码软件更有能力和潜力提供更好的安全，有以下例子证明：

       ● openBSD,目前世界上最安全的操作系统之一，是开放源码的项目。它是BSD Uinx的一个分支，安全是它的主要设计目标，它是在NetBSD的基础上，花了几十个人年的时间审查代码形成的。更为重要的是，它在缺省安装方式下，三年中从未出现过一个远程漏洞。

       ● Linux,这个信息时代的软件骄子，在年就已经占领了%的服务器市场。已经广泛应用在像Yahoo这样的性能要求较高的站点上，并且已经得到了IBM、HP等大厂商的明确支持。

       事实表明，开源软件比之封闭软件更具有稳定性和安全性。而且，开放源代码还会带来如下好处：

       一、开放代码有助于快速修改错误

       由于开放代码软件会得到世界上成千上万的开发者的审查，所以发现并修正它们的错误的时间很快。国外有人对Linux、Windows NT、Solaris三个操作系统做过统计，从发现其中的错误直到错误得到修正，不同的软件开发商所花的平均时间如下：

       软件开发商 red hat microsoft sun

         软件名称 linux windows NT solaris

         改错平均时间 天 天 天

       二、开放代码有助于改善代码质量

       在典型的封闭开发项目中，开发者的个人责任和职业名誉是相对有限的，更重要的是，因为源码是封闭的，错误或失误可能会被开发者悄悄掩盖过去；相反，开源软件的开发者写的每一行代码都体现着自己的声望和名誉。混乱糟糕的代码会受到同行们的批评甚至讥笑。发布源码并让同行审查，这在封闭源码开发中是不可能的。

       三、开源有助于促进安全代码开发技术

       开放源码的编程者经常会就开发中遇到的问题交换想法和解决办法，他们乐于创新并实践有关代码安全的新理论，如果某个技术被发现有缺点，就会出现新的技术替代它，随着旧的安全性较差的代码逐渐被修正，新的代码的安全性逐渐得到改善；而在封闭开发中，软件的安全性可能会让步于商业利益。开发者们可能因为任务时间紧或是编程习惯等因素，而不重视采纳或创造新的安全代码开发技术。

       开放源码并非百分百安全

       以上这些并不说明开放源码就可以解决安全问题了，开放源码模型也有不足之处。

       打补丁 ≠ 安全

       有人认为，只要我们开放源代码，并对软件不停地审查代码和修改漏洞，最终这个软件会变成绝对安全的。显然，这种看法有失偏颇，因为它把软件看成是一个静止不变的事物。实际上，软件是不断进化的，是动态发展的。通过调查Java的安全漏洞情况，我们可以看出，发现的安全漏洞会被修正，但是随着功能的增加，又会引进新的安全漏洞，显然只依赖于对软件打补丁，是达不到安全目的的。

       多眼球效应 ≠ 安全

       从安全角度来看，开放源码软件的一个主要好处是"多眼球效应"，即众多的开发者可以审查代码，从而较快地发现和修改其中的"臭虫"。但是，发布源代码并不意味着就可以去除所有的"臭虫"，而且，即使经过广泛审查的开源软件也可能存在重要的未被发现的"臭虫"。例如，被发现存在缓冲区溢出问题 的Wu-ftp（一个文件传输工具），它在公布之前，实际上已经由程序高手审查了它的代码。另外，单纯依赖不相干的外部人士检查安全相关的代码会带来很多问题。例如，在某些情况下，第一个发现错误的人可能不作声张，而把这个错误用于不良甚至是破坏性的目的。

       开放的安全模型

       安全系统不应当依赖于源码封闭，而且单纯的开放源码也不是万能良方，那么怎样才能达到安全目的呢？我们建议构建如下的开放安全模型：开放安全模型 = 开放的设计 + 安全代码技术 + 开放的源码 + 市场激励机制

       开放设计

       现在的信息发展趋势是系统体系结构具有高度可扩展能力。如果缺少安全功能设计，与现存的错误所带来的攻击相比，可能会导致更多的攻击。例如Web浏览器支持插件（plug-ins），因为通过开放设计，可以让同行们对设计进行审查，利用形式化理论，错误假设方法，以及阅读设计文档，可以发现设计中存在的错误，这是开发安全系统和软件的一个非常重要环节。

       安全代码技术

       现在来看，计算机紧急事故反应小组（CERT）发现的多数错误都是由缓冲溢出问题引起的，因为好多软件是由C语言 + glib C库编写的，而它们提供的一些特性和函数都存在有安全漏洞。事实上，使用具有类型纠正检查特性的编程语言（如C++）即可防止此类错误。使用支持例外处理的现代编程语言也可以去除许多因为竞争条件导致的错误。

       市场激励机制

       国外曾经有所大学在国际互联网上作过安全评价试验，他们开放软件源码，但是后来并没有得到任何软件安全特性的反馈。这也说明了在开放源码模型中写代码对大多数人来说是很有趣的，但是读别人的代码则相反，枯燥乏味。开源模型中缺乏非开源模型中所具有的经济激励机制，如何吸引人来审查代码呢？这就要让市场激励机制起作用，一个比较好的办法是花钱雇人读代码。