動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行的性能優(yōu)化.pdf

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及使人類的生活發(fā)生了翻天覆地的變化，但隨之帶來的安全問題也對(duì)人們的生活和工作造成了極大的影響。軟件漏洞檢測(cè)技術(shù)是軟件安全的重要保障，傳統(tǒng)的人工靜態(tài)檢測(cè)技術(shù)早已不能滿足人們迫切的需求，而自動(dòng)化的Fuzzing測(cè)試技術(shù)由于其自身固有的缺陷，也不能滿足現(xiàn)在軟件測(cè)試精確、全面的檢測(cè)需求。符號(hào)執(zhí)行技術(shù)早在上世紀(jì)70年代已被提出以來，并在近年重新崛起，已逐步發(fā)展成為一種重要的自動(dòng)化軟件測(cè)試手段。動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行能自動(dòng)生成被測(cè)軟件所有可執(zhí)行

2、路徑對(duì)應(yīng)的測(cè)試用例，不需要人工開銷，同時(shí)消除了Fuzzing測(cè)試的隨機(jī)性，是現(xiàn)今最具前景的軟件漏洞檢測(cè)技術(shù)之一。
　　目前有眾多專家在對(duì)動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行進(jìn)行深入的研究，并且開發(fā)出的工具在實(shí)踐中已取得了顯著的成績(jī)。但是，動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行技術(shù)還存在一些亟待解決的問題，如約束求解、浮點(diǎn)指針計(jì)算、路徑爆炸等，其中路徑爆炸是動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行應(yīng)用于大中型軟件測(cè)試的發(fā)展瓶頸。受路徑爆炸的影響，動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行工具在有效的時(shí)間資源內(nèi)只能完成小部分可行路徑的測(cè)試，

3、代碼覆蓋率極低，嚴(yán)重影響其執(zhí)行性能。而目前針對(duì)路徑爆炸的解決方案都不能有效的提高代碼覆蓋率。
　　本課題通過對(duì)動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行技術(shù)進(jìn)行深入的研究，從驅(qū)動(dòng)算法入手，針對(duì)路徑爆炸問題提出一種新的路徑選擇算法，能夠用盡量少的測(cè)試用例獲取最高的代碼覆蓋率，以達(dá)到提升動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行的執(zhí)行性能的目的。該算法利用被測(cè)程序?qū)?yīng)的靜態(tài)全局超級(jí)塊支配圖來控制符號(hào)執(zhí)行的路徑選擇，使其每次選擇的路徑最少能覆蓋的基本塊最多。全局超級(jí)塊支配圖由被測(cè)程序的控制流圖和

4、函數(shù)調(diào)用關(guān)系圖根據(jù)支配關(guān)系理論轉(zhuǎn)化而來。此外，為驗(yàn)證算法的有效性，課題實(shí)現(xiàn)了一個(gè)功能完善的動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行的原型系統(tǒng) DDse(Domination based Dynamic Symbolic Execution)。DDse采用Valgrind作為插樁和漏洞檢測(cè)工具，采用Stp作為約束條件求解器，并在其框架上實(shí)現(xiàn)了包括超級(jí)支配圖算法在內(nèi)的六種路徑選擇算法。最后，在DDse上對(duì)Linux平臺(tái)下的多個(gè)開源大中型軟件進(jìn)行測(cè)試，通過測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比證