[發明專利]一種面向solidity語言的測試用例生成方法

有效

• 申請號: 201910341716.0
• 申請日: 2019-04-26
• 公開（公告）號: CN110096439B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 張鵬程;于佳男;吉順慧;肖鋒
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;G06N3/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 孟紅梅

本發明公開了一種面向solidity語言的測試用例生成方法，針對應用solidity語言實現的智能合約程序，根據程序得到對應的控制流圖(CFG)，控制流圖中涵蓋了該智能合約程序中函數方法間的調用信息；根據程序CFG得到程序中存在的變量的定義?使用對(dup)；在生成測試用例的過程中，應用遺傳算法加快有效測試用例的生成速度。另一方面，考慮solidity存在的整數溢出安全性問題，設計遺傳算法的適應度函數時強調測試用例對可引起整數溢出錯誤的變量的定義及使用實現了覆蓋，對與整數溢出錯誤相關的dup實現覆蓋的測試用例的適應度值會相對較大。本發明方法切實可行，在實現對程序中常規變量操作進行覆蓋測試的基礎上，實現了整數溢出覆蓋測試。

技術領域

本發明涉及一種面向solidity語言的測試用例生成方法，尤其涉及到應用遺傳算法并基于數據流測試的測試用例生成方法，屬于軟件測試技術領域。

背景技術

近兩年來，隨著區塊鏈技術的不斷發展，數字貨幣、智能合約成為了許多研究的熱點，其中以太坊是支持智能合約部署編譯的典型平臺之一，solidity更是成為當今智能合約編寫的熱門語言。之所以被稱為智能合約，其主要特點就在于可以自動的或具備一定的智能性的，通過預先定義好的執行條件和邏輯，在條件滿足時，自動的執行合約內容，實現期望的功能；尤其是借助于區塊鏈平臺的去中心化、去信任、防篡改等特性，智能合約的優勢被更好的放大，有了更大的應用前景。因此，對solidity這門語言的測試也是一個需更深入研究的問題。

由于區塊鏈平臺的特性，以solidity語言編寫的智能合約沒辦法在執行過程中完成動態測試，因此，目前對于solidity語言的測試分析主要集中在對源代碼進行靜態分析上。除了傳統語言中常見的程序錯誤，在solidity語言中還可能因編程缺陷等引發一些其特有的錯誤。針對solidity語言編程，Tsankov等人開發了一個程序分析器Securify，該分析器將程序預定義為兩種模式：合規模式和違規模式，然后通過分析合約的依賴圖從代碼中得到語言信息，通過預定義的條件，判斷程序合規或違規或者警告；基于重入攻擊這個錯誤，Liu等提出了一個模型ReGuard，該模型通過將solidity程序通過中間表示轉換成通過語言C++，然后通過對得到的C++程序執行模糊測試迭代的生成隨機又不同的交易來發現錯誤。

隨著對智能約合的使用越來越廣泛，已經不僅僅是在貨幣交易領域，在其他通用信息產業等領域也將會有很廣泛的使用，而面向solidity語言的測試仍處于起步階段，因此有必要考慮到面向程序整體測試的測試用例生成技術。

發明內容

發明目的：考慮到solidity語言的新穎性，且在使用過程中已出現了一些較為嚴重的安全性錯誤；與此同時，隨著智能合約的應用領域越來越廣，在現有的一些靜態代碼分析的基礎上，程序的通用測試也是一個需求。本發明目的是提供一種面向solidity語言的測試用例生成方法，基于數據流測試的方法，實現對程序執行過程中變量操作進行整體性測試，并同時強調了對執行過程中可引發整數溢出錯誤的變量操作的測試。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種面向solidity語言的測試用例生成方法，包括如下步驟：

(1)根據solidity語言的變量類型、流程控制語句、函數體結構、內部函數require以及函數修改器的使用對solidity語言實現的待測試智能合約程序進行分析得到對應的控制流圖CFG；

(2)根據步驟(1)的CFG圖遍歷各節點信息，判斷存在uint型變量使用的節點是否存在整數溢出錯誤的安全性問題，若存在，則將存在整數溢出錯誤的節點標記；

(3)根據步驟(1)的CFG圖遍歷各節點信息，統計出程序中所有數值型變量的定義-使用對，記為dup，且若步驟(2)中判斷結果為存在整數溢出錯誤，則將包含步驟(2)中的標記節點存在的變量的定義-使用對統計出來，記為dup’；