CoSy C语言编译器程序缓冲区溢出研究

CoSy是ACE公司开发的编译器构架,为了保证CoSy C编译器输入程序的安全性,避免产生编译器缓冲区溢出问题,提出了编译器缓冲区溢出判断模型.根据C源程序编译器缓冲区溢出漏洞的特征,建立了编译器缓冲区溢出判断模型;给出了重建CoSy中间表示CCMIR( Common CoSy Medium-level Intermediate Representation)的方法;最后,给出了CCMIR程序安全性判定算法.实验结果表明,这种模型可以有效地判断输入程序的安全性.因此,通过重建CCMIR模型可以有效地避免CoSy C语言编译器编译过程中的缓冲区溢出同题.     

基于错误模式和模型检验的静态代码分析方法

为提高程序编写的正确率,减少软件开发和维护开销,提出一种基于错误模式和模型检验的静态代码分析方法。该方法将C语言程序常见的错误模式以CTL公式表示,形成可扩展的CTL公式库,生成待检测程序的控制流图(CFG)后,将CFG抽象并转化为等价的 Kripke结构,利用标号算法实现模型检验,由此验证程序的正确性。基于CoSy编译平台的实验结果表明,该方法能正确查找出程序中存在的错误模式,且具有良好的可扩展性。     

基于LCC的测试程序控制流路径子集生成算法

针对路径覆盖测试技术中如何计算被测试程序的有效控制流路径子集的关键性问题,提出一种利用LCC编译器的前端结果来生成基于一次循环策略的测试程序控制流路径子集的算法。该算法通过引入邻接矩阵并借助自定义的堆栈数据结构来完成控制流路径子集的生成。通过实验程序对算法进行检验,结果表明,该方法能高效准确地计算出待测源程序片的控制流路径子集。     

基于编译器控制流结构测试用例的生成

测试用例的产生策略是软件测试尤其是编译器测试的一个热点研究领域，测试用例的质量不仅决定了软件测试的科学性，还决定着软件测试的有效性和完整性。本文针对编译器测试中对控制流的测试，提出NAP算法，通过该算法可以生成相关的各种控制流结构。实验证明，NAP算法对编译器控制流的测试有很强的针对性和通用性。     

一种编译优化测试用例自动生成方法的设计与实现

编译器的质量保证对提高软件产品的质量有着重要作用,对编译优化的测试是其中的核心部分.对编译优化的测试需要大量的测试用例程序.要构造这些测试用例,使用传统手工构造方法面临着效率低的问题,而基于文法的构造方法则针对性不足.从对优化的形式化描述出发来自动构造测试用例能克服这些缺点.本文设计并实现了一种基于形式化描述的编译优化测试用例程序生成方法.该方法基于编译优化的时序逻辑描述构造关键顶点控制流图,逐步转换为控制流图并得到用例程序.针对GCC(版本4.1.1)进行的覆盖率测试实验表明,该方法可以生成具有较高针对性的测试用例,并达到相当的覆盖程度.     

安全编码预编译器的设计与实现

针对轨道交通车载装备的安全性问题,基于安全编码处理器(VCP)的编码思想,设计并实现安全编码预编译器(VCPC)。VCPC能将没有安全性的源代码转换成具有验证能力的安全代码,生成的安全代码可应用于VCP中的单处理器,实现对处理器各种故障的监测和保护。测试结果表明,该安全代码的剩余错误率可以达到1/A。     

一种可用于编译器调试的目标代码验证方法

传统编译器测试方法是通过比较预期的结果和待测的结果是否一致,以确定编译器是否存在错误。在此基础上,提出了引入参考编译器和参考仿真器的测试方法,在指令集软件仿真过程中生成可用于编译器调试的动态数据信息文件,对参考动态数据信息文件和待测动态数据信息文件进行比较,编译器测试工具可根据比较的结果来确定待测编译器存在错误的位置,这对编译器的调试是非常有用的。     

基于编译器插件的轻量级内核重构加固方法研究

操作系统是整个计算机系统的基础,只有保证操作系统的安全性,才能确保上层软件的安全性。本文采用保护内核控制流的方法提高操作系统安全性,提出一种基于编译器插件的轻量级内核重构加固方法。该方法是在相关转移指令前动态插入控制流断言,确保执行路径在有效的内核边界内,保护程序、指令运行的位置和顺序被修改。它能有效加强用户地址空间与内核地址空间的隔离,对内核起到有效加固的作用,同时可以防止通过篡改内核关键数据结构而引发权限提升类漏洞的攻击。实验结果证明,该方法是轻量级的内核加固方法,能够防止空指针引用漏洞及相关内核权限提升类漏洞攻击。     

基于GEP的路径覆盖测试用例生成方法

提出一种基于基因表达式编程(GEP)算法、编译器技术、虚拟机技术的路径覆盖测试用例生成方法。该方法使用编译器技术获得程序的静态控制流路径集合,针对集合中的每一条静态控制流路径,使用GEP算法生成覆盖特定路径的测试用例,采用虚拟机完成结果计算,其中有效的结果即所需的测试用例。实验结果证明,该方法能高效、准确地得到覆盖特定控制流路径的测试用例。     

一种使用控制块消除流图中回边的算法

引入控制块分解流图来构建控制流树,确定流图中的回边及循环路径中包含的节点,通过消去原流图中的回边,构建无环流图,简化流图的数据流分析。控制块将流图的控制关系转移到新构建的控制流树的内部控制节点上。使用控制块分解算法将流图转换到控制流树过程中,所创建节点数目不超过n,使用控制流树求解路径表达式和确定回边的时间复杂度不超过O(nlogn)。     

一个基于DFS编码的图形匹配算法

快速有效的图形查询是图形数据库成功应用的关键。文章利用图的词典顺序，用唯一的最小DFS（深度优先搜索）编码表示每个图。根据两个图同构当且仅当它们的最小DFS编码相同这一性质，将图形匹配转化为图的最小DFS编码的比较：在判断两个标记图形是否同构时，可以先求出图的最小DFS编码，再用有效的匹配算法进行比较。     

一种多到一子图同构检测方法

提出一种方法来解决从多个小图到一个大图的子图同构检测问题,其中多个小图是预先给定的,而大图是用户在线提交的.首先,基于DFS 编码提出一种小图集合的压缩组织方法;其次,提出一种带有前向剪枝技术的从多个小图到一个大图的子图同构检测算法.另外,给出一种有效的基于数据挖掘的索引技术.分析和实验结果证实,所提出方法的在线计算代价远小于现有方法,在线执行时间比现有方法快约一个数量级,离线构造时间快一个数量级以上.     

求解图同构的判定算法

图同构的判定性问题是图论理论中的一个难题,至今没有得到彻底解决。受Ulam猜想的启发,提出了一个新的判定图同构的充分必要条件：在子图同构的前提下,根据新增顶点及相应关联边的关系,利用子图同构函数,判断父图同构的充分必要条件。基于具有同构关系的对应点无限衍生技术,采用反证法证明了这个充分必要条件的成立。设计并实现了图同构的一个判定算法,通过实例验证了算法的正确性和有效性。     

基于特征提取的二进制代码比较技术

二进制代码比较技术在病毒变种分析,安全补丁分析,版本信息导出等许多领域都有着广泛的应用。在定义了基于图的二进制代码描述方法的基础上,从函数和基本块两个层次对近似的二进制代码进行比较,分析出它们之间相同的部分和差异信息。讨论了基于图的二进制文件特征的选取,利用特征比较和固定点传播算法,建立两份代码在函数和基本块两个级别的对应关系。本文给出了这种基于特征提取的二进制代码比较技术的实现框架,并列举了它在恶意软件变种分析,公开漏洞定位方面的利用实例。     

Algorithms for finding directed graph isomorphisms by finite automata

The determination of the isomorphisms between two directed graphs based on those between the corresponding one-input Moore machines plus an additional condition to be checked is developed. Without this condition, the Moore machine isomorphism problem is not equivalent to the graph isomorphism problem. Two algorithms are devised for solving the graph isomorphism problem based on the above method. These algorithms are implemented aspl/1 programs, executed on an IBM System 370/158, experimentally analyzed by a random graph generating program and abal assembly language time routine, and illustrated by examples. The experimental data for the class of isomorphicn/2 regular graphs are fitted by quadratic equations of the input size. In addition the worst-case complexities of both algorithms are found.     

一种基于控制流检测的低功耗基本块划分方法

星载嵌入式系统要求更小的功耗和必备的在空间辐射环境中运行的高可靠性,控制流检测技术是防止由于单粒子翻转事件而造成程序错误运行的有效手段之一。为了在低功耗模式下保证错误检测概率,提出一种基于控制流检测的低功耗基本块划分方法,此基本块划分方法在编译后期完成,不影响编译调度效果。采用GCC、SDCC两款编译器,将三种具有代表性的控制流检测算法注入到典型的程序集中进行测试。实验证明,此种基本块划分方法在保证错误检测概率的条件下,降低了程序运行功耗。     

并行性挖掘的图文法方法

并行性分析技术一般通过对程序的控制与数据流图或相关依赖图的分析来实现,因而需要从程序中抽取出相应依赖图的算法的支持.本文基于上下文相关图文法RGG形式框架,定义了一种任务级的并行编程图语言GPPL来直接描述顺序或并行程序的控制与数据流图,而且设计了相应的并行性分析算法以挖掘GPPL图程序的并行性特征.GPPL图语言可视为并行程序设计与程序代码生成之间的协同语言,从而使并行性挖掘避免了从程序中抽取出相应依赖图的过程.与已有的描述顺序或并行程序的图语言及其分析算法相比,GPPL图程序形式更为简洁和直观,易于设计,描述能力也更强;基于GPPL图的并行性分析算法的分析能力更强,而且具有可扩展性.     

不确定图间α-β子图同构匹配算法

子图查询返回图数据集合中所有包含查询图的数据图。在查询图和数据图同时为不确定性图的前提下,提出了不确定图间的期望子图同构定义和α-β子图同构匹配定义。不确定图间的期望子图同构是确定图上子图同构在概率图模型上的直接推广,不确定图间α-β子图同构利用两个限制阈值来衡量查询图和数据图间的匹配质量。文章详细阐述了α-β子图同构匹配的语义特点,分析了其和期望子图同构的联系和差别,设计实现α-β子图同构匹配判定算法。     

Querying massive graph data: A compress and search approach

Querying graph data is a fundamental problem that witnesses an increasing interest especially for massive graph databases which come as a promising alternative to relational databases for big data modeling. In this paper, we study the problem of subgraph isomorphism search which consists to enumerate the embedding of a query graph in a data graph. The most known solutions of this NP-complete problem are backtracking-based and result in a high computational cost when we deal with massive graph databases. We address this problem and its challenges via graph compression with modular decomposition. In our approach, subgraph isomorphism search is performed on compressed graphs without decompressing them yielding substantial reduction of the search space and consequently a significant saving in processing time as well as in storage space for the graphs. We evaluated our algorithms on nine real-word datasets. The experimental results show that our approach is efficient and scalable.     

软件图语言的形式描述

本文从语言学和形式化角度对软件领域中广泛使用的软件图进行了研究，提出了软件图语言这一概念。本文首先提出了关于软件图语言的一组基本概念，其次研究软件图语言的同态和同构，以构成软件图形式描述的基础；最后讨论了软件图语言的形式表示法，并提出了基于图符网的文法，使图文法更适合于表示软件图语言。本文工作可以作为设计面向软件图语言的软件工具的基础。