2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展,計算機軟件的規(guī)模越來越大,軟件調(diào)試和維護越來越困難,其成本也越來越高,軟件的安全形勢變得越來越重要。特別是在安全攸關(guān)領(lǐng)域(例如,航空航天、高鐵、核電、醫(yī)療等領(lǐng)域),人們對高可信軟件的需求越來越大。在這些領(lǐng)域,C語言仍是最普遍使用的編程語言。而C程序中的空指針脫引用、內(nèi)存泄漏、緩沖區(qū)溢出等諸多內(nèi)存安全問題在軟件開發(fā)中依然突出。
  提高軟件質(zhì)量的方法有很多種,如軟件測試、程序分析和程序驗證等;在眾多方法中,

2、相對有效而又經(jīng)濟的方法是程序靜態(tài)分析。針對C程序中內(nèi)存安全問題,作者所在實驗室的課題組開發(fā)了一個靜態(tài)分析工具,該工具采用了符號執(zhí)行的靜態(tài)分析技術(shù),并加入了形狀分析,為了降低靜態(tài)分析的誤報率和漏報率,以及提高分析的效率,設(shè)計了表達能力較為豐富的規(guī)范語言來描述程序狀態(tài)和函數(shù)行為。
  在該靜態(tài)分析工具的實現(xiàn)中,設(shè)計了描述函數(shù)行為的規(guī)范語言,包括描述程序狀態(tài)的基本斷言,描述內(nèi)存狀態(tài)的謂詞以及描述單鏈表、雙鏈表、二叉樹的形狀謂詞。該工具基

3、于編譯框架LLVM和符號執(zhí)行分析工具KLEE,以函數(shù)為單位分析并構(gòu)造函數(shù)行為規(guī)范,該過程中需要用斷言描述程序狀態(tài)并按需抽象成形狀謂詞。為此,針對斷言設(shè)計了一系列的規(guī)范化和抽象化規(guī)則。
  本文的貢獻主要有三方面:第一,設(shè)計并實現(xiàn)了描述函數(shù)行為的規(guī)范語言,包括描述程序狀態(tài)的基本斷言,描述內(nèi)存的謂詞以及描述單鏈表、雙鏈表、二叉樹的形狀謂詞。通過規(guī)范語言來記錄已分析函數(shù)的行為,可以避免重復分析,提高分析的效率。通過使用描述內(nèi)存的謂詞和形

4、狀謂詞,該工具可以檢測內(nèi)存泄漏、空指針脫引用等內(nèi)存安全問題以及進行形狀分析。第二,設(shè)計并實現(xiàn)了一系列的規(guī)則來規(guī)范和抽象斷言,將程序狀態(tài)抽象成形狀謂詞,用于形狀分析。第三,利用已有的規(guī)范語言為C語言標準庫函數(shù)構(gòu)造函數(shù)行為規(guī)范。許多程序中會頻繁調(diào)用C的庫函數(shù),為這些常用的庫函數(shù)手動構(gòu)造行為規(guī)范可以提高分析的精度和效率。
  本文工作的意義在于針對C程序內(nèi)存安全問題,提出了一套規(guī)范語言;并針對形狀分析,提出了一系列的抽象化規(guī)則,用于精確

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