数值稳定性相关漏洞隐患的自动化检测方法.pdf

【数值稳定性相关漏洞隐患的自动化检测方法】 数值稳定性相关漏洞是指由于软件在处理数值计算时可能出现的不稳定性，导致程序行为出现预期之外的变化，从而可能导致安全风险。这类漏洞往往难以被传统的安全检测工具发现，因为它们通常侧重于逻辑错误或恶意代码的检测，而非数学计算的精确性。本文提出了一种结合动静态分析与符号执行技术的自动化检测方法，旨在识别和预防这类潜在的软件安全隐患。 文章定义了数值稳定性相关的安全漏洞隐患。这种隐患源于计算过程中的浮点运算误差积累、数据类型溢出、近似计算误差等因素，这些因素可能导致程序在特定条件下产生非预期的行为，为黑客提供了可乘之机。由于现有防护措施可能并未针对这类问题进行设计，因此这类漏洞的威胁性较高。 接着，作者介绍了他们的自动化检测方法，该方法分为三个主要步骤： 1. **数值变量符号式提取**：通过符号执行技术，将程序中的数值变量转化为符号形式，以便分析其在整个程序运行过程中的行为。 2. **静态攻击流程分析**：在程序的控制流图（CFG）上进行静态分析，寻找可能的数值不稳定路径。这一步骤涉及对程序逻辑的理解，特别是那些涉及数值计算的部分，以识别潜在的不稳定操作。 3. **高精度动态攻击验证**：对于在静态分析中识别出的可疑路径，使用动态执行技术进行验证，模拟各种可能的输入条件，以确定是否存在实际的数值稳定性问题。动态验证可以捕获那些仅在特定运行时环境下才会显现的不稳定性。 为了证明这种方法的有效性，研究者在多个知名开源软件上进行了实验，结果显示该方法能够成功地检测出实际软件中存在的数值稳定性相关漏洞隐患。这表明，这种方法为软件安全性评估提供了一种新的视角，特别是在互联网环境中，黑客攻击手段日益复杂，对软件安全提出了更高要求。 这篇论文提出的数值稳定性相关漏洞隐患的自动化检测方法填补了现有安全检测工具的空白，增强了软件的安全防护能力。这种方法不仅有助于提升软件质量，还能为软件开发者提供更全面的漏洞预防策略，对于维护网络安全具有重要意义。