[發(fā)明專利]一種隱式污點傳播系統(tǒng)及其方案

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110237712.1
• 申請日: 2011-08-18
• 公開（公告）號: CN102306098A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳廳;張小松;郭世澤;王為尉;牛偉;戴衛(wèi)國
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44
• 代理公司: 成都華典專利事務(wù)所(普通合伙) 51223
• 代理人: 楊保剛;徐豐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污點數(shù)據(jù)分析技術(shù)，尤其涉及污點數(shù)據(jù)的傳播系統(tǒng)和方案。

背景技術(shù)

污點分析技術(shù)是最近幾年提出的新技術(shù)，目前在軟件行為分析、軟件缺陷分析、漏洞利用代碼的自動生成、漏洞特征碼的自動生成等領(lǐng)域都有應(yīng)用。污點數(shù)據(jù)是指由用戶指定的不可信的輸入數(shù)據(jù)，例如：鍵盤鼠標輸入、文件輸入、網(wǎng)絡(luò)輸入等。在編程過程中，通常使用1位存儲空間來標示某個內(nèi)存區(qū)域或寄存器是否是污點數(shù)據(jù)：如果標識為1則表示是污點數(shù)據(jù)，如果為0則表示不是污點數(shù)據(jù)。

污點分析技術(shù)包含三個主要的功能模塊：污點標記模塊、污點傳播模塊和策略模塊。污點標記模塊的主要功能是將不可信輸入打上標記，例如：程序讀入一個文件后，將文件所在的內(nèi)存區(qū)域都標識為污點。污點傳播模塊的主要功能是監(jiān)視程序執(zhí)行情況，傳播污點信息，例如：一條語句int?target=source+10;如果source是污點數(shù)據(jù)，那么這條語句執(zhí)行后target也會變?yōu)槲埸c數(shù)據(jù)。策略模塊的主要功能動態(tài)監(jiān)視程序執(zhí)行情況是否與策略相符，并調(diào)用相應(yīng)的處理流程，例如：函數(shù)調(diào)用strcpy(target,source);如果source是污點數(shù)據(jù)，那么就產(chǎn)生警報。

然而，現(xiàn)有的污點分析技術(shù)并不是完美的，現(xiàn)有的污點傳播都是針對數(shù)據(jù)流傳播進行監(jiān)控。比如int?target=source+10;source是數(shù)據(jù)，target也是數(shù)據(jù)，這條語句執(zhí)行后target是否是污點直接由source是否是污點決定。本文中將這種污點傳播方式稱為顯式污點傳播。除此以外，控制流同樣會導(dǎo)致污點傳播，由以下的例1進行說明：

1??void?func(int?source)?{

2????int?target,?other;

3????if(source?==?20)?

4??????target?=?1;

5????else

6??????target?=?2;

7????other?=?3;

8????print(target);

9????print(other);

10??}

例1中，source為污點數(shù)據(jù)，程序執(zhí)行完成后，target只能為1或者2，由于1和2是立即數(shù)，則必然不是污點數(shù)據(jù)，所以按照顯式污點傳播方案，target不是污點數(shù)據(jù)。但從程序語義上看，target究竟取1還是2是由source的值決定的，而source本身是污點數(shù)據(jù)，所以正確的結(jié)論是target是污點數(shù)據(jù)。可以看出，污點信息沒有通過數(shù)據(jù)流進行傳播，而是通過if…else…這樣的控制流進行傳播。本文中將這種通過控制流進行污點傳播的方式稱為隱式污點傳播。

現(xiàn)有的污點分析技術(shù)只能對顯式污點傳播進行處理，這使得一些應(yīng)該被標記為污點的數(shù)據(jù)沒有被標記，最終使得策略模塊在處理時，一些應(yīng)該產(chǎn)生報警的情況沒有產(chǎn)生報警。換句話說，現(xiàn)有污點分析技術(shù)無法處理隱式污點傳播，因此整體漏報率偏高。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種在污點分析技術(shù)中，能夠?qū)﹄[式污點傳播進行處理，便于后續(xù)的策略模塊處理的隱式污點傳播系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種隱式污點傳播系統(tǒng)，包括：

控制流圖生成裝置，用于對輸入的被測試應(yīng)用程序進行處理生成該應(yīng)用程序的控制流圖；

立即后支配樹生成裝置，用于對輸入的被測試應(yīng)用程序的控制流圖進行處理輸出該被測試應(yīng)用程序的立即后支配樹；

程序執(zhí)行監(jiān)控裝置，用于執(zhí)行被測試應(yīng)用程序，并動態(tài)監(jiān)控該被測試應(yīng)用程序的執(zhí)行情況；

污點控制流定位裝置，用于定位導(dǎo)致污點傳播的控制流，所述污點控制流為有某個或某些操作數(shù)是污點的分支語句；

污點控制數(shù)據(jù)識別裝置，用于識別受到污點控制流影響的數(shù)據(jù)，所述污點控制數(shù)據(jù)為污點控制流節(jié)點到其立即后支配節(jié)點之間的所有語句的目的數(shù)據(jù)；

污點標記裝置，用于對污點控制數(shù)據(jù)打上污點標志。

進一步地，所述程序執(zhí)行監(jiān)控裝置能夠獲得被測試應(yīng)用程序運行的當前指令、當前寄存器值、當前內(nèi)存值、函數(shù)調(diào)用情況。

一種隱式污點傳播方案，包括如下步驟：

（1）利用控制流圖繪制軟件獲得被測試應(yīng)用程序的控制流圖；

（2）利用算法或函數(shù)庫獲得被測試應(yīng)用程序的立即后支配樹；

（3）利用程序執(zhí)行監(jiān)控裝置將被測試程序運行起來，同時設(shè)置一個集合S為空集；