数值稳定性相关漏洞隐患的自动化检测方法

来源：软件学报杂志2018年第5期北京时间：

作者：沈维军,汤恩义,陈振宇,陈鑫,李彬,翟娟

单位：沈维军，计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学), 江苏 南京 210023;南京大学 软件学院, 江苏 南京 21009311,汤恩义，计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学), 江苏 南京 210023;南京大学 软件学院, 江苏 南京 21009302,陈振宇，计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学), 江苏 南京 210023;南京大学 软件学院, 江苏 南京 21009303,陈鑫，计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学), 江苏 南京 210023;南京大学 计算机科学与技术系, 江苏 南京 21002304,李彬，计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学), 江苏 南京 210023;南京大学 计算机科学与技术系, 江苏 南京 21002305,翟娟，计算机软件新技术国家重点实验室(南京大学), 江苏 南京 210023;南京大学 软件学院, 江苏 南京 21009306

摘要：安全漏洞检测，是保障软件安全性的重要手段.随着互联网的发展，黑客的攻击手段日趋多样化，且攻击技术不断翻新，使软件安全受到了新的威胁.描述了当前软件中实际存在的一种新类型的安全漏洞隐患，称为数值稳定性相关的安全漏洞隐患.由于黑客可以利用该类漏洞绕过现有的防护措施，且已有的数值稳定性分析方法很难检测到该类漏洞的存在，因而这一新类型的漏洞隐患十分危险.面对这一挑战，首先从数值稳定性引起软件行为改变的角度定义了数值稳定性相关的安全漏洞隐患，并给出了对应的自动化检测方法.该方法基于动静态相结合的程序分析与符号执行技术，通过数值变量符号式提取、静态攻击流程分析以及高精度动态攻击验证这3个步骤来检测和分析软件中可能存在的数值稳定性相关安全漏洞.在业界多个著名开源软件上进行了实例研究，实验结果表明：该方法能够有效检测到实际软件中真实存在的数值稳定性相关漏洞隐患.

关键词：漏洞检测;数值稳定性;程序分析;软件安全

基金资助：国家自然科学基金（61772260，61402222，61373013）；国家重点基础研究发展计划（973）（2014CB340700）；江苏省产学研前瞻项目（BY2015069-03）