[發明專利]基于多Agent分布式調度的并行符號執行系統

有效

• 申請號: 201610063538.6
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN105760219B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 魏強;曹琰;武澤慧;柳曉龍;麻榮寬;曾杰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍信息工程大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/38
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

1.一種基于多Agent調度的并行符號執行系統，包括分布式調度與監控單元（10）、執行跡生成單元（11）、符號執行單元（12）和約束求解單元（13）；其特征在于：所述的分布式調度與監控單元（10）用于任務的分配調度，監控執行跡生成單元（11）、符號執行單元（12）和約束求解單元（13）的節點空閑狀態，以維持負載均衡；

所述的分布式調度與監控單元（10）包括：任務分配模塊（101）、節點狀態監控模塊（102）、輸入樣本隊列（103）、約束表達式隊列（104）和執行跡隊列（105）；其中，任務分配模塊（101）用于將輸入樣本隊列（103）、約束表達式隊列（104）和執行跡隊列（105）中的工作任務分配到執行跡生成單元（11）、符號執行單元（12）和約束求解單元（13）3個工作單元進行執行，并從該3個工作單元收集產生的產品放入相應的3個任務隊列；節點狀態監控模塊（102）用于監視探測執行跡生成單元（11）、符號執行單元（12）和約束求解單元（13）中工作節點的閑/忙狀態；輸入樣本隊列（103）用于存儲約束求解單元（13）生成的測試樣本；約束表達式隊列（104）用于存儲符號執行單元（12）生成的約束表達式；執行跡隊列（105）用于存儲執行跡生成單元（11）生成的中間表示形式的程序執行指令流記錄；

所述的執行跡生成單元（11）包括多個執行跡生成節點（111），每個節點結構功能完全相同，可以獨立執行相關功能，且都包括1個Agent（1111）用于與分布式調度與監控單元（10）通信；所述的執行跡生成節點（111）用于將具體輸入驅動被測程序實際執行，檢測是否產生異常，同時記錄程序執行指令序列，通過分析轉換生成中間語言表示形式的程序執行跡；

所述的符號執行單元（12）包括多個符號執行節點（121），每個節點結構功能完全相同，可以獨立執行相關功能，且都包括1個Agent（1211）用于與分布式調度與監控單元（10）通信；所述的符號執行節點（121）用于對程序執行跡進行符號化模擬執行，收集路徑分支的約束條件，生成相應的約束表達式；

所述的約束求解單元（13）包括多個約束求解節點（131），每個節點結構功能完全相同，可以獨立執行相關功能，且都包括1個Agent（1311）用于與分布式調度與監控單元（10）通信；所述的約束求解節點（131）用于對約束表達式進行深度優先取反求解，生成新的輸入樣本；同時，對取反的表達式進行標記，傳回分布式調度與監控單元（10）中的約束表達式隊列（104）；

所述的分布式調度與監控單元（10）的具體工作方法包含以下步驟：

步驟一、節點狀態監控模塊（102）探測各個工作節點的閑/忙狀態，如果存在執行跡生成節點（111）處于空閑，轉入步驟二；如果存在符號執行節點（121）處于空閑，轉入步驟三；如果存在約束求解節點（131）處于空閑，轉入步驟四；如果不存在空閑狀態節點，繼續等待；

步驟二、任務分配模塊（101）檢查輸入樣本隊列（103）是否為空，如果為空，繼續等待；否則，從輸入樣本隊列（103）取出一個輸入樣本傳給Agent（1111）；

步驟三、任務分配模塊（101）檢查執行跡隊列（105）是否為空，如果為空，繼續等待；否則，從執行跡隊列（105）取出一個執行跡傳給Agent（1211）；

步驟四、任務分配模塊（101）檢查約束表達式隊列（104）是否為空，如果為空，繼續等待；否則，從約束表達式隊列（104）取出一個約束求解表達式傳給Agent（1311）；

步驟五、如果輸入樣本隊列（103）、約束表達式隊列（104）和執行跡隊列（105）均為空，并且執行跡生成節點（111）、符號執行節點（121）和約束求解節點（131）全部為空閑狀態，則全部測試任務完成。

2.根據權利要求1所述的基于多Agent調度的并行符號執行系統，其特征在于：所述的執行跡生成單元（11）的具體方法包含以下步驟：

步驟X1、Agent（1111）接收任務分配模塊（101）傳來的輸入樣本，將自身節點狀態置為“忙”；

步驟X2、啟動測試任務，檢測程序異常狀態，記錄程序指令流；

步驟X3、將記錄的指令流轉換成具有安全分析屬性的中間語言形式，生成程序執行跡；

步驟X4、Agent（1111）將程序執行跡傳入執行跡隊列（105）；

步驟X5、Agent（1111）將自身節點狀態置為“閑”。