[發(fā)明專利]一種面向程序內(nèi)存安全性驗證工具的靜態(tài)優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010160648.0
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111443916B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳哲;孫小祥;王沖
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F8/41
• 分類號: G06F8/41;G06F11/36
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種面向程序內(nèi)存安全性驗證工具的靜態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）為程序代碼中出現(xiàn)的每個指針類型添加相應的指針類別變量，用于表示程序對指針所指向的內(nèi)存區(qū)域進行訪問的安全程度；所述指針類別變量的取值包括：Safe、Arith和Risky，Safe代表安全，Arith代表算術，Risky代表危險；

（2）建立一個存儲指針類別約束的表，用來記錄所有針對指針類別的約束，遍歷程序代碼，為每一個含有指針的語句生成約束并添加到該表中；

（3）消除指針類別約束表中的重復約束；

（4）建立一個存儲指針類別的表，用來記錄所有指針對應的指針類別，該表的大小為步驟（1）中添加的指針類別變量的個數(shù)，初始內(nèi)容為空，在后續(xù)步驟中逐一填充每個指針對應的指針類別；

（5）根據(jù)指針類別約束表求解出所有值為Risky的指針類別變量，并將結果存入指針類別表中，并刪除指針類別約束表中用過的約束和關于Risky的約束；

（6）根據(jù)指針類別約束表求解出所有值為Arith的指針類別變量，并將結果存入指針類別表中，并刪除指針類別約束表中用過的約束和關于Arith的約束；

（7）求解出所有值為Safe的指針類別變量，并將結果存入指針類別表中，并刪除指針類別約束表；

（8）將指針類別表中各指針對應的指針類別提供給內(nèi)存安全性驗證工具，使得內(nèi)存安全性驗證工具能夠根據(jù)指針類別對代碼分析方法進行優(yōu)化。

2.根據(jù)權利要求1所述面向程序內(nèi)存安全性驗證工具的靜態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟（1）中，Safe表示程序對指針所指向的內(nèi)存區(qū)域的所有訪問都是安全的，不會出現(xiàn)內(nèi)存錯誤；Arith表示程序對指針所指向的內(nèi)存區(qū)域的訪問存在通過指針算術運算的可能性，存在出現(xiàn)訪問偏移量越界的可能性；Risky表示程序對指針所指向的內(nèi)存區(qū)域的訪問存在通過指針算術運算和不同類型轉化的可能性，存在出現(xiàn)訪問越界和類型不兼容的可能性。

3.根據(jù)權利要求1所述面向程序內(nèi)存安全性驗證工具的靜態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟（2）和（4）中，建立的表為容器類數(shù)據(jù)結構，包括數(shù)組和鏈表。

4.根據(jù)權利要求1所述面向程序內(nèi)存安全性驗證工具的靜態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟（2）中，生成約束的規(guī)則：

（a）指針算術運算：如果指針ti *qi pi被賦值為指針算術運算的結果，則該指針不是一個安全指針，即生成約束qi ≠ Safe；所述“ti *qi pi”表示指針pi的類型為ti*，類別為qi；

（b）不同類型轉化：如果指針ti *qi pi被轉化為指針tj *qj pj的類型，且ti和tj是不同的類型，則指針pi和指針pj都是危險指針，即生成約束qi = qj = Risky；所述“ti *qipi”表示指針pi的類型為ti*，類別為qi，所述“tj *qj pj”表示指針pj的類型為tj*，類別為qj；

（c）指針賦值：如果指針ti *qi pi被賦值給指針tj *qj pj，且ti和tj是相同的類型，則生成三個約束：

ti和tj中所有對應的指針類別都相同；

如果指針pj是一個Arith指針，則指針pi也是一個Arith指針，記作qj = Arith ? qi= Arith；

如果指針pj是一個Risky指針，則指針pi也是一個Risky指針，如果指針pi是一個Risky指針，則指針pj也是一個Risky指針，記作qj = Risky ? qi = Risky；

（d）指向指針的指針：如果指針ti *qj*qi pi是一個指向指針的指針，被指向的指針變量的類型為ti*，類別為qj，則生成約束：如果qi = Risky，則qj = Risky，記作qi = Risky? qj = Risky；所述“ti *qj*qi pi”表示指針pi的類型為ti**，類別為qi，pi指向的指針變量的類型為ti*，類別為qj。

5.根據(jù)權利要求4所述面向程序內(nèi)存安全性驗證工具的靜態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟（6）中，qi ≠ Safe的指針類別約束導致qi = Arith，再根據(jù)qi = Arith ? qj =Arith的約束傳遞，求解出所有的Arith指針類別。

6.根據(jù)權利要求1所述面向程序內(nèi)存安全性驗證工具的靜態(tài)優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟（8）中，所述內(nèi)存安全性驗證工具為程序靜態(tài)或動態(tài)驗證工具。