Фреймворк для разработки межпроцедурных статических анализаторов на основе КС-достижимости

Илья Ножкин
Студент, СПбГУ
SECR 2019

В докладе будет представлен фреймворк для разработки межпроцедурных статических анализаторов, основанный на КС-достижимости (CFL-reachability). В качестве примера мы покажем расширение для ReSharper и Rider IDE, созданное на основе представляемого фреймворка и реализующее один из видов Taint-анализа. Исходный код доступен по ссылке: https://github.com/JetBrains-Research/CoFRA.

Transcript

1. Фреймворк для разработки межпроцедурных статических анализаторов на основе КС-достижимости Илья Ножкин, Семён Григорьев JetBrains Research, Programming Languages and Tools Lab Saint Petersburg University 14 ноября 2019 Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 1 / 14
2. Пример Данные поступают из недоверенного источника Данные обрабатываются и проверяются на корректность Данные используются для дальнейших вычислений Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 2 / 14
3. Внутрипроцедурный и межпроцедурный анализ Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 3 / 14
4. Внутрипроцедурный и межпроцедурный анализ Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 3 / 14
5. Внутрипроцедурный и межпроцедурный анализ Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 3 / 14
6. Сложность межпроцедурного анализа Реализация анализатора нетривиальна, поэтому написание нового решения для каждой задачи нерационально Необходимо перед началом анализа собрать данные обо всей программе Обработка такого количества данных может быть долгой Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 4 / 14
7. Задача Разработать инструмент, который: Решает проблемы, связанные со сложностью межпроцедурного анализа Предоставляет информацию о найденных ошибках, позволяющую как можно точнее установить причины Может быть использован совместно с любой средой разработки или инструментом статического анализа Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 5 / 14
8. КС-достижимость (CFL-reachability) Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 6 / 14
9. Аналоги Cauliflower: a Solver Generator for Context-Free Language Reachability Nicholas Hollingum and Bernhard Scholz. 2017 Graspan: A Single-machine Disk-based Graph System for Interprocedural Static Analyses of Large-scale Systems Code Kai Wang, Aftab Hussain, Zhiqiang Zuo, Guoqing Xu, and Ardalan Amiri Sani. 2017 Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 7 / 14
10. Разработанное решение Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 8 / 14
11. Разработанное решение Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 8 / 14
12. Разработанное решение Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 8 / 14
13. Flow sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 9 / 14
14. Flow sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 9 / 14
15. Flow sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 9 / 14
16. Flow sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 9 / 14
17. Flow sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 9 / 14
18. Context sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 10 / 14
19. Context sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 10 / 14
20. Context sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 10 / 14
21. Context sensitivity Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 10 / 14
22. Поддержка делегатов Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 11 / 14
23. Поддержка делегатов Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 11 / 14
24. Поддержка делегатов Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 11 / 14
25. Поддержка делегатов Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 11 / 14
26. Поддержка делегатов Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 11 / 14
27. Производительность Проект Классов Методов Время выполнения (с) Выделенная память (Гб) Mono 21013 192745 21 ± 0.5 ∼ 4.2 EventStore 3828 22796 2.7 ± 0.1 ∼ 0.49 OpenRA 2767 15451 2.3 ± 0.1 ∼ 0.4 Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 12 / 14
28. Итоги Реализован инструмент, позволяющий задавать правила анализа при помощи магазинных автоматов Его работа протестирована на двух различных видах анализа с интеграцией в ReSharper Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 13 / 14
29. Ссылки: Исходный код: https://github.com/JetBrains-Research/CoFRA Контакты: Илья Ножкин: nozhkin.ii@gmail.com Семён Григорьев: s.v.grigoriev@spbu.ru semen.grigorev@jetbrains.com Илья Ножкин (JetBrains Research) Статический анализ на CFL-r 14 ноября 2019 14 / 14