基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析方法及其裝置的製作方法

2023-05-30 15:54:16

專利名稱：基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及計算機領域，尤其涉及一種基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析方法及其裝置。
背景技術：
隨著軟體工程的規模越來越大，源碼文件越來越多，原始碼文件間的調用關係也是日趨複雜。單純依靠編譯器不足以發現代碼中存在的所有問題，越來越多的開發者使用原始碼靜態分析器工具作為編譯器的有效補充來發現和解決程序中可能存在的問題，如語義錯誤、安全缺陷等。圖1顯示了原始碼靜態分析器的常規框圖。由原始碼開發人員或測試人員將原始碼輸入原始碼靜態分析器中，首先由原始碼解析模塊進行處理，它將原始碼轉換為精簡的中間代碼交給缺陷分析模塊，缺陷分析模塊對中間代碼進行分析並將分析數據一如語義分析、數據流分析等提交給結果輸出模塊，結果輸出模塊使用分析數據並結合缺陷規則庫中定義的缺陷生成結果文件。目前，針對程序原始碼進行靜態分析的技術和工具很多，但絕大多數都集中於傳統開發語言，如C、c++、Java等。這種語言的特點是靜態性、編譯性較好，而當前比較流行的腳本語言，如PHP (Hypertext Pr印rocessor，超級文本預處理語言)，通常具有動態性和解釋性特點。下文所示為Java代碼中靜態路徑包含的例子 improt cn. com. myproject. MyClass；
public MySubClass extends MyClass{ public myMethod {
……}}
該Java文件中如果需要使用其它文件中的類，如果該類不與當前類在同一包package 中，必須通過import關鍵字明確指定，如上面例子中第1行的improt cn. com. myproject. MyClass,當原始碼靜態分析器中的解析模塊碰到這樣一條語句時，會到相應的路徑 「$CLASSPATH/cn/com/myproject」 下去查找對應的 MyClass. java 文件。
下文所示為PHP代碼中包含變量的路徑包含的例子 < php
$path = 『. Iconfig，； SconfigFile = 'myConfig'； include "$path/$configFile"；
echo myConfigParam; >在PHP語言中，允許包含路徑中含有變量，可稱之為動態路徑包含或非常量路徑包含， include 「$path/$ConfigFile」，這種情況通常出於部署和運行的靈活性需要。如果無法進行精確的變量分析的話，很難定位需要包含引用的PHP源文件，而找不到源文件，原始碼靜態分析器就不會發揮其作用。因此已知的靜態分析器遇到這種情況，處理辦法通常趨於兩種極端，一種是直接丟棄該包含文件，即鴕鳥策略，另外一種報告程序中存在動態包含缺陷。這兩種處理辦法都會導致大量的誤報和漏報。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供如何使原始碼靜態分析器能處理包含路徑中存在變量的情況。為了解決上述問題，本發明提供了一種路徑包含的處理方法，包括 當包含路徑為非常量時，判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值；
當包含路徑中的變量具有常量值時找到該包含路徑對應的原始碼文件； 採用該原始碼文件替代該包含路徑。進一步地，所述判斷包含路徑中的變量是否具有常量值的步驟包括 對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點； 如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值；
如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。本發明還提供了一種路徑包含的處理裝置，包括
判斷模塊，用於當包含路徑為非常量時，判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值； 查找模塊，用於當所述判斷模塊判斷包含路徑中的變量具有常量值時，找到該包含路徑對應的原始碼文件；
處理模塊，用於採用該原始碼文件替代該包含路徑。進一步地，所述判斷模塊判斷包含路徑中的變量是否具有常量值是指
所述判斷模塊對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點；如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值；如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。本發明還提供了一種基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析器，包括 源碼解析模塊，用於根據輸入的原始碼文件產生中間代碼；
缺陷分析模塊，用於根據所接收的中間代碼得到分析數據； 結果輸出模塊，用於根據所述分析數據及預定的缺陷規則生成缺陷分析結果； 還包括常量分析模塊；
所述源碼解析模塊還用於在所述中間代碼中查找包含路徑，如果不存在包含路徑則將中間代碼發送給所述缺陷分析模塊；當查找到為非常量的包含路徑時將該包含路徑發送給所述常量分析模塊，接收到常量分析模塊返回的包含路徑對應的原始碼文件後，採用該原始碼文件替代對應的包含路徑；替代後繼續在所述中間代碼中查找包含路徑；
所述常量分析模塊用於判斷所接收到的包含路徑中的變量是否具有常量值，如果具有則找到該包含路徑對應的原始碼文件，並將其返回給所述源碼解析模塊。進一步地，所述源碼解析模塊包括控制單元、發送單元；
轉換單元，用於根據輸入的原始碼文件產生中間代碼；
判斷單元，用於在所述中間代碼中查找包含路徑，查找到一條後判斷所找到的包含路徑是否為常量，如果為常量則找到該常量對應的原始碼文件，並發送給所述控制單元；如果為非常量則將該包含路徑發送給所述常量分析模塊；如果查找不出包含路徑，則指示所述發送單元將中間代碼發送給所述缺陷分析模塊；
所述控制單元用於當接收到所述常量分析模塊或判斷單元發送的原始碼文件後，採用該原始碼文件替代所述判斷單元所查找到的包含路徑；替代後指示所述判斷單元繼續查找包含路徑。進一步地，所述常量分析模塊判斷所接收到的包含路徑中的變量是否具有常量值是指
所述常量分析模塊對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點；如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值；如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。本發明還提供了一種基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析方法，包括
A、根據輸入的原始碼文件產生中間代碼；
B、在所述中間代碼中查找包含路徑，如果不存在包含路徑則進行步驟E；當查找到為非常量的包含路徑時進行步驟C ；
C、判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值，如果具有則找到該包含路徑對應的原始碼文件；
D、採用該原始碼文件替代對應的包含路徑；替代後返回步驟B；
E、根據所述中間代碼得到分析數據；根據所述分析數據及預定的缺陷規則生成缺陷分析結果。進一步地，所述步驟B包括
Bi、在所述中間代碼中查找包含路徑，查找到一條後判斷所找到的包含路徑是否為常量，如果為常量則進行步驟B2 ；如果為非常量則進行步驟C ；如果查找不出包含路徑，則進行步驟E ；
B2、找到該包含路徑對應的原始碼文件；進行步驟D ； 所述步驟D中替代後返回步驟Bi。進一步地，所述步驟C包括
對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點； 如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值，找到該包含路徑對應的原始碼文件；
如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。本發明的技術方案解決了當前原始碼靜態分析器中無法處理包含路徑中存在變量的情況；提高了當前原始碼靜態分析器的檢測精度。


當結合附圖參考一下詳細描述時，可以更容易且更好的領會和理解本發明的各實施例，附圖中
圖1是現有的原始碼靜態分析器的示意框圖2是實施例一的基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析器的示意框圖； 圖3是實施例一的基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析器的工作流程示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖及實施例對本發明的技術方案進行更詳細的說明。需要說明的是，如果不衝突，本發明實施例以及實施例中的各個特徵可以相互結合，均在本發明的保護範圍之內。實施例一、一種基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析器，如圖2所示，包括 缺陷分析模塊、常量分析模塊；
源碼解析模塊，用於根據輸入的原始碼文件產生中間代碼；在所述中間代碼中查找包含路徑，如果不存在包含路徑則將中間代碼發送給所述缺陷分析模塊；當查找到為非常量的包含路徑時將該包含路徑發送給所述常量分析模塊，接收到常量分析模塊返回的包含路徑對應的原始碼文件後，採用該原始碼文件替代對應的包含路徑；替代後繼續在所述中間代碼中查找包含路徑；
所述常量分析模塊用於判斷所接收到的包含路徑中的變量是否具有常量值，如果具有則找到該包含路徑對應的原始碼文件，並將其返回給所述源碼解析模塊； 所述缺陷分析模塊用於根據所接收的中間代碼得到分析數據； 結果輸出模塊，用於根據所述分析數據及預定的缺陷規則生成缺陷分析結果。本實施例中，所述缺陷分析模塊和結果輸出模塊可以但不限採用和現有技術相同的方案實現；其中預定的缺陷規則可以但不限於保存為缺陷規則庫，可以保存在結果輸出模塊中，也可以保存在其它模塊中。本實施例中，所述源碼解析模塊還可以用於當所述中間代碼中存在包含路徑且為常量時，找到該包含路徑對應的原始碼文件。本實施例中，常量分析模塊與源碼解析模塊進行交互，儘可能的確定包含路徑下的變量的常量值，進一步確定被包含的原始碼文件，並提交給源碼解析模塊進行處理。本實施例中，源碼解析模塊與靜態分析模塊合作的流程如圖3所示 首先，將原始碼文件輸入源碼解析模塊，產生當前原始碼文件的中間代碼。其次，檢查中間代碼中是否存在包含路徑語句，如果不存在則進入原始碼靜態分析器的後續模塊。如果存在包含路徑，則進一步判斷包含路徑是否是常量。如果是常量則按照常規靜態包含處理，即根據該常量找到對應原始碼文件，並將其輸入源碼解析模塊中。如果是非常量，則使用常量分析模塊進行包含路徑中變量的常量分析，經過分析後有兩種可能，一種是包含路徑中變量具有常量值，則按照常規靜態包含處理，另一種包含路徑中變量不具有常量值，則丟棄該路徑。靜態包含處理完成後繼續檢查生成的中間代碼中是否還有包含路徑。雖然在圖3中示出了流程順序，但是在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟。
7
該過程可能反覆進行多次，取決於被包含的代碼中是否仍然有需要分析的路徑， 直到所有可解析的包含路徑內的文件都被源碼解析模塊處理為止。之後的處理流程可以與典型的原始碼靜態分析器流程一致，如前所述。本實施例中，所述源碼解析模塊具體可以包括控制單元、發送單元； 轉換單元，用於根據輸入的原始碼文件產生中間代碼；
判斷單元，用於在所述中間代碼中查找包含路徑，查找到一條後判斷所找到的包含路徑是否為常量，如果為常量則找到該常量對應的原始碼文件，並發送給所述控制單元；如果為非常量則將該包含路徑發送給所述常量分析模塊；如果查找不出包含路徑，則指示所述發送單元將中間代碼發送給所述缺陷分析模塊；
控制單元，用於當接收到所述常量分析模塊或判斷單元發送的原始碼文件後，採用該原始碼文件替代所述判斷單元所查找到的包含路徑；替代後指示所述判斷單元繼續查找包含路徑。本實施例中，所述常量分析模塊還可以用於當包含路徑中的變量不具有常量值時丟棄該包含路徑並通知所述控制單元；
所述控制單元當收到所述常量分析模塊的通知後指示所述判斷單元繼續查找包含路徑。本實施例中，所述常量分析模塊可以但不限於使用數據流分析方法來進行常量分析，確認每個程序點是否包含常量以及常量內容。本實施例中，所述常量分析模塊對包含路徑建立常量傳播方程，然後通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點。此時包含路徑中的變量如果具有常量值，則該變量對應的常量以及常量內容都已經分析出來，常量分析模塊使用該求解結果可以很容易的判斷出當前非常量包含路徑中的變量是否存在常量值，如果求解結果為確定的值，則判斷包含路徑中的變量具有常量值，如果求解結果為不確定的值，則判斷包含路徑中的變量不具有常量值。絕大多數情況下，包含路徑中的變量的值都可以在代碼實際運行前確定下來，而不會導致所謂動態包含漏洞；而程序中包含路徑中添加變量的主要目的在於編譯和部署的靈活性。本實施例在解析原始碼的過程中進一步分析包含路徑中存在的變量的值，如果該變量存在一個或一組確定的值，原始碼靜態分析器就可以根據該值來包含對於路徑下的原始碼文件，從而使得原始碼靜態分析器的分析範圍得到擴大。實施例二、一種基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析方法，包括
A、根據輸入的原始碼文件產生中間代碼；
B、在所述中間代碼中查找包含路徑，如果不存在包含路徑則進行步驟E；當查找到為非常量的包含路徑時進行步驟C ；
C、判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值，如果具有則找到該包含路徑對應的原始碼文件；
D、採用該原始碼文件替代對應的包含路徑；替代後返回步驟B；
E、根據所述中間代碼得到分析數據；根據所述分析數據及預定的缺陷規則生成缺陷分析結果。本實施例中，所述步驟A、E可以但不限採用和現有技術相同的方案實現。本實施例中，所述步驟B還可以包括當所述中間代碼中存在包含路徑且為常量時，找到該包含路徑對應的原始碼文件，進行步驟D。本實施例中，所述步驟B具體可以包括
Bi、在所述中間代碼中查找包含路徑，查找到一條後判斷所找到的包含路徑是否為常量，如果為常量則進行步驟B2 ；如果為非常量則進行步驟C ；如果查找不出包含路徑，則進行步驟E ；
B2、找到該包含路徑對應的原始碼文件；進行步驟D ； 所述步驟D中替代後返回步驟Bi。本實施例中，所述步驟C具體可以包括
對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點； 如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值，找到該包含路徑對應的原始碼文件；
如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。本實施例中，所述步驟C還可以包括
當判斷該包含路徑中的變量不具有常量值時丟棄該包含路徑並返回步驟Bl。實施例三、一種路徑包含的處理方法，包括
當包含路徑為非常量時，判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值； 當包含路徑中的變量具有常量值時找到該包含路徑對應的原始碼文件； 採用該原始碼文件替代該包含路徑。本實施例中，所述方法還可以包括
當包含路徑中的變量不具有常量值時丟棄該包含路徑。本實施例中，所述判斷包含路徑中的變量是否具有常量值的步驟具體可以包括 對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點；
如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值； 如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。本實施例當運行在原始碼靜態分析器中時，各步驟可以均由新增的模塊完成，也可以均通過改進源碼解析模塊完成，還可以部分通過改進源碼解析模塊完成，部分由新增模塊完成。實施例四、一種路徑包含的處理裝置，包括
判斷模塊，用於當包含路徑為非常量時，判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值； 查找模塊，用於當所述判斷模塊判斷包含路徑中的變量具有常量值時，找到該包含路徑對應的原始碼文件；
處理模塊，用於採用該原始碼文件替代該包含路徑。所述判斷模塊判斷包含路徑中的變量是否具有常量值是指
本實施例中，所述判斷模塊判斷包含路徑中的變量是否具有常量值的步驟具體可以是
指
所述判斷模塊對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點；如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值；如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。
本實施例中，所述判斷模塊還可以用於當判斷包含路徑中的變量不具有常量值時，丟棄該包含路徑。本實施例可以在原始碼靜態分析器的基礎上實現，其中各模塊可以均由新增的模塊實現，也可以均通過改進源碼解析模塊實現，還可以部分模塊通過改進源碼解析模塊實現，部分模塊由新增模塊實現。本領域普通技術人員可以理解上述方法中的全部或部分步驟可通過程序來指令相關硬體完成，所述程序可以存儲於計算機可讀存儲介質中，如只讀存儲器、磁碟或光碟等。可選地，上述實施例的全部或部分步驟也可以使用一個或多個集成電路來實現。相應地，上述實施例中的各模塊/單元可以採用硬體的形式實現，也可以採用軟體功能模塊的形式實現。本發明不限制於任何特定形式的硬體和軟體的結合。當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種路徑包含的處理方法，包括當包含路徑為非常量時，判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值； 當包含路徑中的變量具有常量值時找到該包含路徑對應的原始碼文件； 採用該原始碼文件替代該包含路徑。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述判斷包含路徑中的變量是否具有常量值的步驟包括對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點； 如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值； 如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。
3.一種路徑包含的處理裝置，包括判斷模塊，用於當包含路徑為非常量時，判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值； 查找模塊，用於當所述判斷模塊判斷包含路徑中的變量具有常量值時，找到該包含路徑對應的原始碼文件；處理模塊，用於採用該原始碼文件替代該包含路徑。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵在於，所述判斷模塊判斷包含路徑中的變量是否具有常量值是指所述判斷模塊對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點；如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值；如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。
5.一種基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析器，包括 源碼解析模塊，用於根據輸入的原始碼文件產生中間代碼； 缺陷分析模塊，用於根據所接收的中間代碼得到分析數據；結果輸出模塊，用於根據所述分析數據及預定的缺陷規則生成缺陷分析結果； 其特徵在於，還包括常量分析模塊；所述源碼解析模塊還用於在所述中間代碼中查找包含路徑，如果不存在包含路徑則將中間代碼發送給所述缺陷分析模塊；當查找到為非常量的包含路徑時將該包含路徑發送給所述常量分析模塊，接收到常量分析模塊返回的包含路徑對應的原始碼文件後，採用該原始碼文件替代對應的包含路徑；替代後繼續在所述中間代碼中查找包含路徑；所述常量分析模塊用於判斷所接收到的包含路徑中的變量是否具有常量值，如果具有則找到該包含路徑對應的原始碼文件，並將其返回給所述源碼解析模塊。
6.如權利要求5所述的原始碼靜態分析器，其特徵在於，所述源碼解析模塊包括 控制單元、發送單元；轉換單元，用於根據輸入的原始碼文件產生中間代碼；判斷單元，用於在所述中間代碼中查找包含路徑，查找到一條後判斷所找到的包含路徑是否為常量，如果為常量則找到該常量對應的原始碼文件，並發送給所述控制單元；如果為非常量則將該包含路徑發送給所述常量分析模塊；如果查找不出包含路徑，則指示所述發送單元將中間代碼發送給所述缺陷分析模塊；所述控制單元用於當接收到所述常量分析模塊或判斷單元發送的原始碼文件後，採用該原始碼文件替代所述判斷單元所查找到的包含路徑；替代後指示所述判斷單元繼續查找包含路徑。
7.如權利要求5或6所述的原始碼靜態分析器，其特徵在於，所述常量分析模塊判斷所接收到的包含路徑中的變量是否具有常量值是指所述常量分析模塊對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點；如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值；如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。
8.一種基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析方法，包括A、根據輸入的原始碼文件產生中間代碼；B、在所述中間代碼中查找包含路徑，如果不存在包含路徑則進行步驟E；當查找到為非常量的包含路徑時進行步驟C ；C、判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值，如果具有則找到該包含路徑對應的原始碼文件；D、採用該原始碼文件替代對應的包含路徑；替代後返回步驟B；E、根據所述中間代碼得到分析數據；根據所述分析數據及預定的缺陷規則生成缺陷分析結果。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於，所述步驟B包括Bi、在所述中間代碼中查找包含路徑，查找到一條後判斷所找到的包含路徑是否為常量，如果為常量則進行步驟B2 ；如果為非常量則進行步驟C ；如果查找不出包含路徑，則進行步驟E ；B2、找到該包含路徑對應的原始碼文件；進行步驟D ；所述步驟D中替代後返回步驟Bi。
10.如權利要求8或9所述的方法，其特徵在於，所述步驟C包括對該包含路徑建立常量傳播方程，通過迭代計算反覆求解，直到到達不動點；如果求解結果為確定的值，則判斷該包含路徑中的變量具有常量值，找到該包含路徑對應的原始碼文件；如果求解結果為不確定的值，則判斷該包含路徑中的變量不具有常量值。
全文摘要
本發明公開了一種基於路徑包含處理方法的原始碼靜態分析方法及其裝置；所述處理方法包括當包含路徑為非常量時，判斷該包含路徑中的變量是否具有常量值；當包含路徑中的變量具有常量值時找到該包含路徑對應的原始碼文件；採用該原始碼文件替代該包含路徑。本發明使原始碼靜態分析器能處理包含路徑中存在變量的情況。
文檔編號G06F11/36GK102279799SQ20111025602
公開日2011年12月14日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者吳世忠, 時志偉, 洪東, 王眉林, 章磊, 郭濤, 陳曉軍, 韓冰 申請人:中國信息安全測評中心, 北京啟明星辰信息安全技術有限公司