一種內(nèi)存訪問溢出的檢測(cè)方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)涉及計(jì)算機(jī)編譯領(lǐng)域，特別是涉及一種內(nèi)存訪問溢出的檢測(cè)方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 內(nèi)存訪問溢出是導(dǎo)致C語言程序出現(xiàn)漏洞的根本原因之一，它通常表現(xiàn)為數(shù)組越 界訪問、棧溢出等關(guān)鍵問題。這些關(guān)鍵問題可能導(dǎo)致程序在運(yùn)行期出現(xiàn)很難預(yù)測(cè)的結(jié)果，既 可能正常運(yùn)行，也可能導(dǎo)致程序崩潰，這將在測(cè)試時(shí)給程序員帶來極大的困擾。歸其原因， 它們都是由于程序未按照理想約束條件下進(jìn)行內(nèi)存訪問。因此，如何盡可能的檢測(cè)、判斷可 能存在漏洞，并盡可能的減少誤判率是目前的研宄熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003] -般而言，內(nèi)存訪問溢出檢測(cè)分為靜態(tài)檢測(cè)與動(dòng)態(tài)檢測(cè)兩部分的內(nèi)容，內(nèi)存訪問 溢出的靜態(tài)檢測(cè)是將內(nèi)存訪問溢出的問題轉(zhuǎn)換為約束求解問題，并配合模型檢驗(yàn)方法來建 立約束，模型檢驗(yàn)方法具有很高的可靠性和完備性，理論上能保證沒有誤報(bào)和漏報(bào)，并且能 全自動(dòng)地實(shí)施。已有的內(nèi)存訪問溢出的靜態(tài)檢測(cè)方法，都是通過遍歷狀態(tài)空間，將所有可能 存在內(nèi)存訪問溢出的代碼全部檢測(cè)出，并將這些代碼進(jìn)行報(bào)告。
[0004] 然而，現(xiàn)實(shí)情況下，狀態(tài)空間由于循環(huán)結(jié)構(gòu)、跳轉(zhuǎn)分支可能無窮大，而遍歷狀態(tài)空 間所花費(fèi)的空間和時(shí)間代價(jià)卻是無法承受，而且由于源代碼中的函數(shù)、循環(huán)較多，現(xiàn)有的檢 測(cè)方法可以處理簡單循環(huán)，但無法處理遞歸等復(fù)雜結(jié)構(gòu)，很難在資源受限的條件下遍歷全 部的狀態(tài)空間，因此存在較高的漏報(bào)和誤報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種內(nèi)存訪問溢出的檢測(cè)方法及裝置，以減少遍歷 狀態(tài)空間所花費(fèi)的空間和時(shí)間代價(jià)，且減少對(duì)于內(nèi)存訪問溢出的漏報(bào)和誤報(bào)。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：
[0007] 一種內(nèi)存訪問溢出的檢測(cè)方法，包括：
[0008] 對(duì)源代碼進(jìn)行預(yù)處理和詞法分析、語法分析以及語義分析，生成控制流圖、數(shù)據(jù)依 賴圖以及抽象語義樹；
[0009] 針對(duì)不同的檢測(cè)場景建立多種檢測(cè)模型，并根據(jù)多種檢測(cè)模型分析所述控制流 圖、數(shù)據(jù)依賴圖以及抽象語義樹，進(jìn)行表達(dá)式迭代以及狀態(tài)空間遍歷，輸出檢測(cè)結(jié)果；
[0010] 根據(jù)所述檢測(cè)結(jié)果判斷所述源代碼中是否存在內(nèi)存訪問溢出，并對(duì)檢測(cè)出的內(nèi)存 訪問溢出進(jìn)行反饋輸出。
[0011] 優(yōu)選地，所述對(duì)源代碼進(jìn)行預(yù)處理和詞法分析、語法分析以及語義分析，生成控制 流圖、數(shù)據(jù)依賴圖以及抽象語義樹，包括：
[0012] 對(duì)所述源代碼進(jìn)行詞法分析和語法分析，并基于詞法分析和語法分析的結(jié)果進(jìn)行 語義分析以及上下文分析，生成抽象語義樹；
[0013] 根據(jù)所述源代碼的分支跳轉(zhuǎn)和函數(shù)調(diào)用關(guān)系，將所述源代碼切分為多個(gè)基本塊， 并分析每個(gè)基本塊之間的跳轉(zhuǎn)關(guān)系，根據(jù)所述跳轉(zhuǎn)關(guān)系生成控制流圖；
[0014] 分析所述源代碼的變量之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，生成數(shù)據(jù)依賴圖。
[0015] 優(yōu)選地，所述針對(duì)不同場景建立多種檢測(cè)模型，并根據(jù)多種檢測(cè)模型分析所述控 制流圖、數(shù)據(jù)依賴圖以及抽象語義樹，進(jìn)行表達(dá)式迭代以及狀態(tài)空間遍歷，包括：
[0016] 針對(duì)不同的檢測(cè)場景定義多種檢測(cè)模型，所述檢測(cè)模型包括：指針操作模型、數(shù)組 訪問模型、標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)模型和循環(huán)體與抽象迭代模型；
[0017] 對(duì)所述控制流圖和所述數(shù)據(jù)依賴圖進(jìn)行剪裁，沿所述控制流圖和所述數(shù)據(jù)依賴圖 中的路徑將常量節(jié)點(diǎn)依次向后繼節(jié)點(diǎn)傳遞，并計(jì)算常量表達(dá)式，通過操作符連接并迭代內(nèi) 存訪問操作的輸入條件，進(jìn)行表達(dá)式迭代并得到所述輸入條件的迭代結(jié)果；
[0018] 掃描所述抽象語義樹的結(jié)構(gòu)，對(duì)所述抽象語義樹中的指針和數(shù)組變量的聲明、賦 值、訪問以及標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)鍵詞標(biāo)記，并查找所述抽象語義樹中與所述多種檢 測(cè)模型中相匹配的節(jié)點(diǎn)以及分支；
[0019] 建立狀態(tài)機(jī)，并分析內(nèi)存訪問操作和所述輸入條件的迭代結(jié)果，判斷當(dāng)前的內(nèi)存 訪問操作是否在全量環(huán)境下有效。
[0020] 優(yōu)選地，所述對(duì)所述控制流圖和所述數(shù)據(jù)依賴圖進(jìn)行剪裁，包括：
[0021] 分析所述抽象語義樹中被標(biāo)記節(jié)點(diǎn)所在基本塊對(duì)應(yīng)于所述控制流圖上的節(jié)點(diǎn)，刪 除其余節(jié)點(diǎn)，重新建立節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系；
[0022] 保留所述控制流圖中被保留下的節(jié)點(diǎn)以及內(nèi)存訪問操作的變量在所述數(shù)據(jù)依賴 圖中的依賴關(guān)系，刪除所述數(shù)據(jù)依賴圖中的其余依賴關(guān)系。
[0023] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述檢測(cè)結(jié)果判斷所述源代碼中是否存在內(nèi)存訪問溢出，包 括：
[0024] 如果當(dāng)前的內(nèi)存訪問操作在全量環(huán)境下有效，則判斷不存在內(nèi)存訪問溢出，如果 當(dāng)前的內(nèi)存訪問操作不是在全量環(huán)境下有效，則判斷存在內(nèi)存訪問溢出。
[0025] 一種內(nèi)存訪問溢出的檢測(cè)裝置，包括：
[0026] 分析模塊，用于對(duì)源代碼進(jìn)行預(yù)處理和詞法分析、語法分析以及語義分析，生成控 制流圖、數(shù)據(jù)依賴圖以及抽象語義樹；
[0027] 檢測(cè)模塊，用于針對(duì)不同的檢測(cè)場景建立多種檢測(cè)模型，并根據(jù)多種檢測(cè)模型分 析所述控制流圖、數(shù)據(jù)依賴圖以及抽象語義樹，進(jìn)行表達(dá)式迭代以及狀態(tài)空間遍歷，輸出檢 測(cè)結(jié)果；
[0028] 輸出模塊，用于根據(jù)所述檢測(cè)結(jié)果判斷所述源代碼中是否存在內(nèi)存訪問溢出，并 對(duì)檢測(cè)出的內(nèi)存訪問溢出進(jìn)行反饋輸出。
[0029] 優(yōu)選地，所述分析模塊，包括：
[0030]分析單元，用于對(duì)所述源代碼進(jìn)行詞法分析和語法分析，并基于詞法分析和語法 分析的結(jié)果進(jìn)行語義分析以及上下文分析，生成抽象語義樹；
[0031] 切分單元，用于根據(jù)所述源代碼的分支跳轉(zhuǎn)和函數(shù)調(diào)用關(guān)系，將所述源代碼切分 為多個(gè)基本塊，并分析每個(gè)基本塊之間的跳轉(zhuǎn)關(guān)系，根據(jù)所述跳轉(zhuǎn)關(guān)系生成控制流圖；
[0032] 生成單元，用于分析所述源代碼的變量之間的數(shù)據(jù)依賴關(guān)系，生成數(shù)據(jù)依賴圖。
[0033] 優(yōu)選地，所述檢測(cè)模塊，包括：
[0034] 定義單元，用于針對(duì)不同的檢測(cè)場景定義多種檢測(cè)模型，所述檢測(cè)模型包括：指針 操作模型、數(shù)組訪問模型、標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)模型和循環(huán)體與抽象迭代模型；
[0035] 裁剪單元，用于對(duì)所述控制流圖和所述數(shù)據(jù)依賴圖進(jìn)行剪裁，沿所述控制流圖和 所述數(shù)據(jù)依賴圖中的路徑將常量節(jié)點(diǎn)依次向后繼節(jié)點(diǎn)傳遞，并計(jì)算常量表達(dá)式，通過操作 符連接并迭代內(nèi)存訪問操作的輸入條件，進(jìn)行表達(dá)式迭代并得到所述輸入條件的迭代結(jié) 果；
[0036] 掃描單元，用于掃描所述抽象語義樹的結(jié)構(gòu)，對(duì)所述抽象語義樹中的指針和數(shù)組 變量的聲明、賦值、訪問以及標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行關(guān)鍵詞標(biāo)記，并查找所述抽象語義樹中 與所述多種檢測(cè)模型中相匹配的節(jié)點(diǎn)以及分支；
[0037] 判斷單元，用于建立狀態(tài)機(jī)，并分析內(nèi)存訪問操作和所述輸入條件的迭代結(jié)果，判 斷當(dāng)前的內(nèi)存訪問操作是否在全量環(huán)境下有效。
[0038] 優(yōu)選地，所述裁剪單元，包括：
[0039] 分析子單元，用于分析所述抽象語義樹中被標(biāo)記節(jié)點(diǎn)所在基本塊對(duì)應(yīng)于所述控制 流圖上的節(jié)點(diǎn)，刪除其余節(jié)點(diǎn)，重新建立節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系；
[0040] 保留子單元，用于保留所述控制流圖中被保留下的節(jié)點(diǎn)以及內(nèi)存訪問操作的變量 在所述數(shù)據(jù)依賴圖中的依賴關(guān)系，刪除所述數(shù)據(jù)依賴