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基于符号摘要的动态符号执行的研究

罗荣森  
【摘要】:近年来,由于恶意软件和网络攻击日益增加,软件安全问题得到了越来越多的重视。软件测试是保证软件安全性与稳定性的重要环节。随着软件规模的增大,传统的软件测试方法已无法满足目前的需求。动态符号执行自提出以来,经过多年的发展,已成为该领域的一项重要技术,该技术通过对被测程序进行符号执行,搜集程序执行的路径信息,能够自动化生成测试用例,并对被测程序进行不同路径的探索。虽然有诸多的优点,但动态符号执行技术目前主要还处于学术研究阶段,并未被广泛运用于工业界,原因是其还面临诸如路径爆炸、浮点数运算、符号指针等多方面的问题,其中路径爆炸问题是最主要的技术难题。由于路径爆炸问题的存在,动态符号执行工具在合理的时间范围内只能完成小部分的路径探索,代码覆盖率较低,严重影响了工具的性能。路径爆炸是目前无法解决的问题,为此,本文从优化动态符号执行效率角度出发,提出了一种全新的动态符号执行优化方法,该方法通过提高符号执行的速度,达到整体性能提升的目的。本文对动态符号执行的执行方式和流程进行了详细分析,在此基础之上,提出了基于符号摘要的方法,该方法从优化执行效率的角度出发,结合了动态符号执行路径探索的特点,最大化利用了每次符号执行搜集的信息,避免了大量重复的工作,从而提高整体的执行效率。为了验证方法的有效性,本文设计并实现了CTSS的原型系统,并对该系统进行了实验分析。实验结果证明该方法能够提升动态符号执行效率。


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