[發明專利]一種基于腳本交叉編譯的Python安全擴展方法

在審

• 申請號: 202110239130.0
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113031931A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 沈方陽;儲備;涂子豪;雷宇;賈夢
• 申請（專利權）人: 嘉興豐鳥科技有限公司;奧本未來（北京）科技有限責任公司
• 主分類號: G06F8/30
• 分類號: G06F8/30;G06F8/41;G06F21/53
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王金雙

1.一種基于腳本交叉編譯的Python安全擴展方法，其特征在于，包括以下步驟：

定義圖靈完備的腳本語言，并提供函數調用功能；

在宿主程序中定義腳本語言程序安全規則；

從腳本語言源程序生成抽象語法樹；

對生成的抽象語法樹進行過濾和安全檢查；

從安全的抽象語法樹生成Python源代碼，在宿主環境中加載執行。

2.根據權利要求1所述的基于腳本交叉編譯的Python安全擴展方法，其特征在于，所述定義圖靈完備的腳本語言，并提供函數調用功能的步驟，還包括，

定義OSL腳本語言的語法，并用巴克斯范式進行表達；

證明OSL腳本語言的語法的圖靈完備性。

3.根據權利要求2所述的基于腳本交叉編譯的Python安全擴展方法，其特征在于，所述證明OSL腳本語言的語法的圖靈完備性的步驟，還包括，

對于圖靈機有限字符集，為每個字符創建一個變量；

構造一個內存允許的最大數組，表示圖靈機輸入輸出紙帶；

創建一個變量存儲當前讀寫頭位置；

創建一個變量存儲當前狀態編號；

用if-else條件轉移代碼塊，判斷實現所有狀態轉移函數；

根據當前狀態編號，改變讀寫頭位置數組變量值，并改變讀寫頭位置。

4.根據權利要求1所述的基于腳本交叉編譯的Python安全擴展方法，其特征在于，所述在宿主程序中定義腳本語言程序安全規則的步驟，還包括，

提供定義腳本程序可調用的系統函數、庫函數和自定義函數的Python函數；

創建對象數組，每個對象數據包含允許調用的函數名稱字符串，以及函數的參數類型和順序列表；

對于需要通過調用特殊Python對象方法實現的功能，提供普通函數進行調用轉發，并將普通函數加入可調用函數列表中；

提供設置腳本程序允許使用的靜態內存大小的函數，并將設置的大小記錄在變量中。

5.根據權利要求1所述的基于腳本交叉編譯的Python安全擴展方法，其特征在于，所述從腳本語言源程序生成抽象語法樹的步驟，還包括，

用Python實現的詞法分析器對OSL腳本源程序進行詞法分析，并定義關鍵字；

定義token類別；

定義字面量token；

定義token匹配規則；

從Token序列生成抽象語法樹。

6.根據權利要求1所述的基于腳本交叉編譯的Python安全擴展方法，其特征在于，所述從Token序列生成抽象語法樹的步驟，還包括，

定義抽象語法樹可包含的節點類型；

所有節點繼承自共同父類ASTNode，父類節點存儲當前節點的源程序行號，子節點列表；

使用Python實現的語法分析器，根據文法分析抽象語法樹節點，并構造抽象語法樹。

7.根據權利要求1所述的基于腳本交叉編譯的Python安全擴展方法，其特征在于，所述對生成的抽象語法樹進行過濾和安全檢查的步驟，還包括，

根據宿主程序記錄的允許調用函數列表，對生成的抽象語法樹進行遍歷，對抽象語法樹中所有可達的CallNode記錄的函數名稱和參數列表進行過濾，找出函數名稱和參數個數、類型與允許調用函數列表中任何項都不匹配的CallNode節點，將這些節點及其子樹刪除，對抽象語法樹進行剪枝；

對抽象語法樹進行遍歷，對所有的VarsDeclsNode和VarDeclInitNode中記錄的數據類型和個數進行統計，計算出程序運行時所需的內存大小，并和宿主程序中安全規則設置的允許內存占用大小進行比較，如果超過規則允許大小，則終止程序編譯，向用戶報告內存申請超界錯誤；

對抽象語法樹進行遍歷，對所有涉及間接內存訪問操作的節點進行索引越界檢查；

對編譯期可求出索引值的節點，與數組聲明或賦值時設置的大小進行比較，如果索引超出數組大小，對抽象語法樹進行剪枝，刪除該節點及子樹；

對于編譯期不可求值的索引值，在索引節點上添加索引檢查標志。