Preview

Труды Института системного программирования РАН

Расширенный поиск

Поиск уязвимостей небезопасного использования помеченных данных в статическом анализаторе Svace

https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2021-33(1)-1

Полный текст:

Аннотация

В статье рассматривается поиск ошибок помеченных данных в исходном коде программ, т.е. ошибок, вызванных небезопасным использованием данных, полученных из внешних источников, которые потенциально могут быть изменены злоумышленником. В качестве основы использовался межпроцедурный статический анализатор Svace. Анализатор осуществляет как поиск дефектов в программе, так и поиск подозрительных мест, в которых логика программы может быть нарушена. Целью является найти как можно больше ошибок при приемлемой скорости и низком уровне ложных срабатываний (< 20–35 %). Для поиска ошибок Svace с помощью компилятора строит низкоуровневое типизированное промежуточное представление, которое подаётся на вход основному анализатору SvEng. Анализатор строит граф вызовов, после чего выполняет анализ на основе резюме. При таком анализе функции обходятся в соответствии с графом вызовов, начиная с листьев. После анализа функции создаётся её резюме, которое затем будет использовано для анализа инструкций вызова. Анализ имеет как высокую скорость, так и хорошую масштабируемость. Внутрипроцедурный анализ основан на символьном выполнении с объединением состояний в точках слияния путей. Для отсеивания несуществующих путей для некоторых детекторов может использоваться SMT-решатель. При этом SMT-решатель вызывается, только если есть подозрение на ошибку. Анализатор был расширен возможностью поиска дефектов, связанных с помеченными данными. Детекторы реализованы в виде плагинов по схеме источник-приёмник. В качестве источников используются вызовы библиотечных функций, получающих данные извне программы, а также аргументы функции main. Приёмниками являются обращение к массивам, использование переменных как шага или границы цикла, вызов функций, требующих проверенных аргументов. Реализованы детекторы, покрывающие большинство возможных типов уязвимостей, для непроверенных целых чисел и строк. Для оценки покрытия использовался проект Juliet. Уровень пропусков составил от 46.31% до 81.17% при незначительном количестве ложных срабатываний.

Об авторах

Алексей Евгеньевич БОРОДИН
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН
Россия

Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник



Алексей Вячеславович ГОРЕМЫКИН
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Студент магистратуры ф-та ВМК, стажер ИСП РАН



Сергей Павлович ВАРТАНОВ
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН
Россия

Научный сотрудник



Андрей Андреевич БЕЛЕВАНЦЕВ
Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия

Доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ИСП РАН, профессор кафедры системного программирования ф-та ВМК МГУ



Список литературы

1. A. Belevantsev, A. Borodin, I. Dudina et al. Design and development of Svace static analyzers. In Proc. of the 2018 Ivannikov Memorial Workshop (IVMEM), 2018, pp. 3-9.

2. А.Е. Бородин и А.А. Белеванцев. Статический анализатор Svace как коллекция анализаторов разных уровней сложности. Труды ИСП РАН, том 27, вып. 6, 2015 г., стр. 111-134. DOI: 10.15514/ISPRAS-2015-27(6)-8 / A. Borodin, A. Belevancev. A Static Analysis Tool Svace as a Collection of Analyzers with Various Complexity Levels. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 27, issue 6, 2015, pp.111-134 (in Russian).

3. A. Borodin, A. Belevantsev, D. Zhurikhin, and A. Izbyshev. Deterministic static analysis. In Proc. of the 2018 Ivannikov Memorial Workshop (IVMEM), 2018, pp. 10-14.

4. В.П. Иванников, А.А. Белеванцев, А.Е. Бородин и др. Статический анализатор Svace для поиска дефектов в исходном коде программ. Труды ИСП РАН, том 26, вып. 1, 2014 г., стр. 231-250. DOI: 10.15514/ISPRAS-2014-26(1)-7 / V. Ivannikov, A. Belevantsev, A. Borodin et al. Svace: static analyzer for detecting of defects in program source code. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, vol. 26, issue 1, 2014, pp.231-250 (in Russian).

5. Aleph One. Smashing the stack for fun and profit. Phrack magazine, vol. 7, issue 49, 1996, pp. 14-16.

6. National Vulnerability Database – CWE Over Time. 2020. URL: https://nvd.nist.gov/general/visualizations/vulnerability-visualizations/cwe-over-time. Accessed 15.01.2020.

7. W. Landi. Undecidability of static analysis. ACM Letters on Programming Languages and Systems (LOPLAS), vol. 1, no. 4, 1992, pp. 323-337.

8. M. Hind. Pointer analysis: haven’t we solved this problem yet? In Proc. of the ACM SIGPLAN-SIGSOFT Workshop on Program Analysis for Software Tools and Engineering, 2001, pp. 54-61.

9. W. Landi. Interprocedural aliasing in the presence of pointers. PhD Thesis, The State University of New Jersey, 1992, 268 p.

10. W. Landi, B.G. Ryder. A safe approximate algorithm for interprocedural aliasing. ACM SIGPLAN Notices, vol. 27, no. 7, 1992, pp. 235-248, 1992.

11. B. Livshits, M. Sridharan, Y. Smaragdakis et al. In defense of soundiness: a manifesto. Communications of the ACM, vol. 58, no. 2, 2015, 44-46.

12. А. Белеванцев, А. Избышев, Д. Журихин. Организация контролируемой сборки в статическом анализаторе Svace. Системный администратор, вып. 7-8, 2017 г., стр. 135-139 / A. Belevantsev, A. Izbyshev, D. Zhurikhin. Monitoring program builds for Svace static analyzer. System Administrator, issues 7-8, 2017, pp. 135-139 (in Russian).

13. W.R. Bush, J.D. Pincus, and D.J. Sielaff. A static analyzer for finding dynamic programming errors. Software-Practice and Experience, vol. 30, issue 7, 2000, pp. 775–802.

14. A. Aiken, S. Bugrara, I. Dillig et al. An overview of the saturn project. In Proc. of the 7th ACM SIGPLAN-SIGSOFT Workshop on Program Analysis for Software Tools and Engineering, 2007, pp. 43–48.

15. D. Babic and A.J. Hu. Calysto: scalable and precise extended static checking. In Proc. of the 30th international conference on Software engineering, 2008, pp. 211-220.

16. В.К. Кошелев, В.Н. Игнатьев, А.И. Борзилов. Инфраструктура статического анализа программ на языке C#. Труды ИСП РАН, том 28, вып. 1, 2016 г., стр. 21-40. DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(1)-2 / V. Koshelev, V. Ignatiev, A. Borzilov, and A. Belevantsev. SharpChecker: static analysis tool for C# programs. Programming and Computer Software, vol. 43, no. 4, 2017, pp.:268–276.

17. Р.Р. Мулюков, А.Е. Бородин. Использование анализа недостижимого кода в статическом анализаторе для поиска ошибок в исходном коде программ. Труды ИСП РАН, том 28, вып. 5, 2016 г.,, стр. 145-158 / R.R.Mulyukov,A.E.Borodin. Using unreachable code analysis in static analysis tool for finding defects in source code. Trudy ISP RAN/Proc. ISP RAS, 2016, vol. 28, issue 5, 2016, pp. 145-158 (in Russian). DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(5)-9.

18. Tizen 6.0 Public M2 Release. URL: https://www.tizen.org/blogs/bighoya/2020/tizen-6.0-public-m2-release-0, accessed 15.01.2020.

19. P.E. Black. Juliet 1.3 Test Suite: Changes from 1.2. US Department of Commerce, National Institute of Standards и Technology, 2018, 37 p.

20. Juliet Test Suite v1.2 for C/C++ User Guide. Center for Assured Software, National Security Agency, 2012, 41p.


Для цитирования:


БОРОДИН А.Е., ГОРЕМЫКИН А.В., ВАРТАНОВ С.П., БЕЛЕВАНЦЕВ А.А. Поиск уязвимостей небезопасного использования помеченных данных в статическом анализаторе Svace. Труды Института системного программирования РАН. 2021;33(1):7-32. https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2021-33(1)-1

For citation:


BORODIN A.E., GOREMYKIN A.V., VARTANOV S.P., BELEVANTSEV A.A. Searching for tainted vulnerabilities in static analysis tool Svace. Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS (Proceedings of ISP RAS). 2021;33(1):7-32. (In Russ.) https://doi.org/10.15514/ISPRAS-2021-33(1)-1

Просмотров: 51


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2079-8156 (Print)
ISSN 2220-6426 (Online)