Применение программных инструментов с открытым исходным кодом для анализа исходных текстов программ (Алексей Пустыгин, OSEDUCONF-2019)
Материал из 0x1.tv
- Докладчик
- Алексей Пустыгин
Использование внутреннего представления исходного текста открывает путь для систематического изучения и преобразования кода программ с целью его изучения и проверки. Рассмотрены утилиты с открытым кодом, использующие внутреннее представление исходного кода.
Содержание
Видео
Презентация
Thesis
С целью актуализации выполняемых разработок были предприняты усилия для обзора открытых инструментов, пригодных в качестве базы сравнения с разрабатываемыми прототипами. Были рассмотрены существующие открытые инструменты для анализа, использующие построение синтаксического дерева разбора (AST):
- PyCharm — IDE с открытой версией (подписная free licence) [1].
- Vulture — анализатор кода в программах Python [2], использует модуль ast стандартной библиотеки и создаёт абстрактные синтаксические деревья для всех файлов исходного кода в проекте.
- ObjectWeb ASM (частью входит в Java Development Kit 6) [3] — API для представления кода JAVA в виде дерева.
- Joern — анализатор исходного кода [4], способный построить: абстрактное синтаксическое дерево, граф управления, граф вызовов, граф структуры каталога исходного кода, граф программных зависимостей для исходного текста на языке С++. Инструмент работает в связке с системой управления графовой NoSQL базой данных Neo4j [5] —графовая система управления базами данных c открытым исходным кодом, реализованная на Java. Считается самой распространённой графовой СУБД, формат данных собственный, специализированный. собственный язык запросов Cypher, но запросы можно делать и другими способами, например, напрямую через Java API и на языке Gremlin, созданном в проекте с открытым исходным кодом TinkerPop.
С целью ознакомления с возможностей базовых инструментов был выполнен проект по применению Joern, как наиболее функционального, для решения типовых анализа потока управления.
Для обработки информации, полученной с помощью инструмента Joern, применялась написанная программа пост-обработки на Python. В функционал пост-обработки входят:
- построение трассы исполнения программы по исходному тексту;
- получение списка всех информационных объектов программы по исходному тексту;
- проверка наличия заданных конструкций в исходном тексте программы;
- формирование перечня маршрутов исполнения функциональных объектов по исходному тексту программы;
- контроль связей функциональных объектов в исходном тексте программы по информации;
- контроль связей функциональных объектов в исходном тексте программы по управлению.
Параметры запуска и результаты тестирования программы пост-обработки доступны в открытом источнике [6].
Под функциональными объектами понимаются объекты классов, локальные и глобальные переменные проекта, непосредственно участвующие в алгоритме. Под маршрутом исполнения функционального объекта понимается его «линия жизни» от момента создания до указанного места в исходном коде. Результатом исполнения скрипта пост-обработки будет перечень всех маршрутов исполнения, в которых, так или иначе встречается использование указанного функционального объекта, либо сообщение о том, что такие маршруты отсутствуют.
Программа пост-обработки может контролировать связи функциональных объектов проекта по управлению и по информации. Для этих задач необходимо выбрать два функциональных объекта: исследуемый и второстепенный.
Под связью функциональных объектов по управлению понимается любое воздействие исследуемого объекта на второстепенный, в том числе: модификация (чтение, запись) данных второстепенного объекта, вызов методов второстепенного объекта и любое другое воздействие на данные второстепенного объекта.
Под связью функциональных объектов по информации подразумевается любое взаимодействие второстепенного объекта на данные исследуемого объекта.
Поиск и анализ такого рода связей между объектами является неотъемлемой частью анализа текста любого программного продукта. Он даёт возможность убедиться в отсутствии недокументированных возможностей программы, отсутствии избыточности исходного кода.
Пример использования пакета из Joern и инструмента пост-обработки
Анализируемый текст (Python):
ifstream file("graphFile"); unsigned int n = 0; unsigned int oriented; file » n » oriented; G.resize(n); while (!file.eof()) { int a, b; file » a; file » b; G[a].push_back(b); if(oriented == 0) { G[b].push_back(a); } } file.close();
Исследование прототипа сравнения показало ограничение его функциональности по глубине построения синтаксического дерева разбора, а также недостаточный уровень документирования инструмента Joern.
Примечания и ссылки
Plays:9 Comments:0