一种数字照片中污点的自动检测及修复方法

被污点污染的数字照片的复原是新的研究课题;利用静态数字摄像设备可以在相同污染条件下反复拍摄的特点,提出一种根据参考照片来自动检测污点并且修复照片的方法。该方法首先对单色照片的污点进行定位并提取颜色特征,然后利用这些信息对其它含有同样污点的照片进行补偿。实验表明,该方法能够在不损失原始图像信息的情况下有效地去除数字照片中的污点,复原效果良好。     

一种虚拟化环境的脆弱性检测方法

基于源代码的静态分析技术是检测软件脆弱性的重要手段之一。针对Linux平台下由不安全方式创建临时文件问题引起的符号链接脆弱性,提出一种基于污点传播分析的脆弱性检测方法。通过查找打开或创建文件等导致脆弱性的特征函数从源代码中识别漏洞触发变量,采用后向污点传播分析方法分析变量传递路径,判断其是否来源于污点源,从而检测出可能存在符号链接脆弱性。利用该方法对XEN 3.03版本的源代码进行检测,成功发现了2个漏洞,其中包括1个未知漏洞。实验表明,该方法是一种有效的脆弱性检测方法。     

基于图像识别和激光扫描的铝污点定位系统的研究

利用视频图像识别和激光扫描测定相结合的方法定位铝污点的位置,图像识别排除了铝厂光照和物体阴影等环境变化的干扰,激光扫描提高了污点准确定位精度,通过图像阈值和区域增长算法检测出污点相对坐标,通过阶梯缩进算法准确指导电压卡用激光来定位污点位置,从而提醒并指引工人扫除铝污点;最终试验表明实现了污点及时检测和实时指定,减少了污点的错误判断率,从而解决了传统的人工视觉检测铝污点方法耗时、耗力、不精确、花费高等问题,提高了生产效率.     

基于静态污点分析技术的软件内核驱动安全性检测

由于软件内核驱动运行在内核态,对其进行安全性检测需要与传统用户态软件不同的方法。通过对真实内核驱动漏洞的分析,总结其漏洞模式,针对性地提出一种检测方法。采用静态污点追踪技术,对内核函数进行收敛状态约束的计算求得其状态不动点,检测用户态下输入污点参数在内核Dispatch例程内的传播情况,判定是否存在内核驱动漏洞。通过对多款知名杀毒软件内核驱动的真实测试,发现四个未公开的内核驱动漏洞,验证了该检测方法的有效性。     

基于对象跟踪的J2EE程序动态污点分析方法

Web程序的安全威胁主要是由外部输入未验证引发的安全漏洞,如数据库注入漏洞和跨站脚本漏洞,动态污点分析可有效定位此类漏洞。提出一种基于对象跟踪的动态分析方法,与现有动态方法跟踪字符和字符串对象不同,追踪所有可能被污染的Java对象。方法应用对象哈希值表示污点对象,定义方法节点和方法坐标记录污点传播时的程序位置,支持污点传播路径追踪,针对Java流对象装饰模式提出流家族污点传播分析。方法设计一种语言规范对Java类库中污点传播相关的方法集合以及用户自定义方法建模,按照污点引入、传播、验证和使用,对方法集分类后设计和形式化定义各类方法的污点传播语义。在SOOT平台实现对J2EE源码或字节码插桩框架,使用静态分析计算可达方法集以减少插桩规模,应用原型系统对真实网站的测试结果表明该方法可有效发现注入漏洞。     

基于污点分析的源代码脆弱性检测技术

基于源代码的静态分析技术是检测软件脆弱性的一种重要手段.针对不可信数据输入导致软件脆弱性的问题,提出一种基于污点分析的脆弱性检测方法.通过跟踪程序参数、环境变量等各种外部输入,标记输入的类型,在构造控制流图基础上,利用数据流分析中的相关信息,污点传播至各类脆弱性函数,从而解决缓冲区溢出、格式化字符串等问题.利用控制流、数据流分析的相关信息,提高了准确率,降低了漏报率.实验表明,该技术是一种有效的脆弱性分析方法.     

基于自动机的Java信息流分析

面向Java的信息流分析工作需要修改编译器或实时执行环境,对已有系统兼容性差,且缺乏形式化分析与安全性证明。首先,提出了基于有限状态自动机的Java信息流分析方法,将整个程序变量污点取值空间抽象为自动机状态空间,并将Java字节码指令看做自动机状态转换动作;然后,给出了自动机转换的信息流安全规则,并证明了在该规则下程序执行的无干扰安全性;最后,采用静态污点跟踪指令插入和动态污点跟踪与控制的方法实现了原型系统IF-JVM,既不需要获得Java应用程序源码,也不需要修改Java编译器和实时执行环境,更独立于客户操作系统。实验结果表明,原型系统能正确实现对Java的细粒度地信息流跟踪与控制,性能开销为53.1%。     

一种粗细粒度结合的动态污点分析方法

针对当前污点分析工具不能兼顾速度和精确度的缺陷,研究并实现一种粗细粒度结合的二进制代码动态污点分析方法。对比粗粒度污点分析和细粒度污点分析的实现过程,提出两者结合的新型分析框架。预先在线执行粗粒度污点分析以筛选有效指令,之后离线执行细粒度污点分析以计算污点信息。根据粒度的差异分别建立粗细粒度污点数据的引入标记方法,制定粗细粒度条件下的数据流和控制流传播策略,设计离线轨迹记录结构作为粗细粒度污点分析的传递文件。在原型系统上的测试结果表明,该方法通过在线粗粒度模式保证了污点分析信息采集的快速性,同时采用离线细粒度模式以合理的时间消耗提升了污点分析的精确度。     

基于污点指针的二进制代码缺陷检测

污点指针严重影响二进制代码数据流和控制流的安全。为此,提出一种二进制代码缺陷检测方法。引入指针污点传播规则,结合路径约束条件和边界约束条件得到缺陷引发条件,构造能够引发4类污点指针代码缺陷的输入数据。在Linux系统下实现ELF二进制代码缺陷检测工具,测试结果表明,该方法能降低测试用例生成数量,并发现Linux系统工具的1个虚函数调用控制缺陷和2个指针内存破坏缺陷。     

一种改进的基于在线解耦的轻量级动态污点分析方法

在针对二进制程序的实际分析场景中,动态分析方法因具有更高的准确性而得到更为广泛的关注和运用.但是以动态污点分析为代表的细粒度分析方法通常会产生较高的性能和资源开销.为缓解这些问题,本文提出一种改进的轻量级在线解耦的动态污点分析方法,其主要思想是在线解耦程序执行和指令分析,同步构建分析代码并完成分析.该方法能够进一步降低对目标程序运行时的性能影响,并易将分析过程迁移至其它上下文环境中,从而可进一步减小对目标程序运行环境的干扰.本文通过采用多种实际程序进行实验,结果表明该方法能够比传统在线污点分析具有更高的分析性能,并具有较低的系统资源消耗,易于在实际环境中进行部署和应用.     

一种面向Trace与漏洞验证的污点分析方法

静态分析方法被广泛用于Android应用的隐私泄露检测,其以(Source,Sink)对形式检测潜在漏洞,但同时会产生大量虚警。针对该问题,提出一种上下文敏感和域敏感的污点分析方法。对污点传播的操作语义和一致性约束进行形式化定义,保证污点传播的语义正确性,同时分析插桩运行Android应用后产生的Trace片段,验证漏洞是否存在虚警。基于Soot实现原型系统并对DroidBench数据集中的70个应用进行分析,实验结果表明,该方法可成功验证4个虚警并发现8个漏报,表明其能有效判断静态分析结果的正确性。     

基于即时编译的动态污点跟踪优化

动态污点跟踪技术展现了在移动隐私保护方面强大功能,但存在系统性能较低问题.提出了一个基于即时编译的动态污点传播优化方法.首先,将程序逻辑精确抽象为污点传播逻辑,简化污点传播分析复杂性;然后,提出了一个污点传播框架并证明了在该框架下污点传播分析的正确性和有效性;最后,采用消除,替换和移动等方法将冗余低效的污点传播代码转化为高效等价的污点传播代码.实验结果表明经过优化后单条热路径的污点传播代码节省了38%内存占用和指令执行时间,系统整体性能平均提升了6.8%.     

一种针对非控制数据攻击的改进防御方法

非控制数据攻击（non-control-data attack）是一种有别于传统攻击模式的新方式, 通过窜改系统中的安全关键数据, 实现不改变程序控制流程进行攻击。针对已有的防御措施中静态分析方法依赖源代码, 而动态分析方法存在严重的误报漏报, 提出了一种指针污点分析方法。该方法基于动态污点分析技术, 标记内存数据的污染属性、指针属性, 跟踪标记信息在程序执行时的传播, 监控是否存在指针的非法解引用(dereference)。设计实现了原型系统DPTA, 通过实验证明本方法可以有效地防御控制数据攻击和大部分非控制数据攻击, 并减少误报漏报。     

污点分析技术研究综述

污点分析技术是保护隐私数据安全和实现漏洞检测的重要技术手段，也是信息安全研究的热点领域。对近年来污点分析技术的研究现状和发展情况进行综述，介绍了污点分析的理论基础以及静态污点分析和动态污点分析的基本概念、关键技术和研究进展，并从技术实现方式的角度出发，阐述了基于硬件、软件、虚拟环境和代码等四种污点分析技术的实现方式、核心思想以及优缺点；然后，从污点数据流向的角度出发，概述了污点分析技术在相关领域的两种典型应用，即隐私数据泄露检测和漏洞探测；最后，简要分析了污点分析的缺点和不足，并展望该技术的研究前景和发展趋势。     

一种基于细粒度污点分析的逆向平台

分析对比了现有的行为分析系统的优缺点,针对逆向分析过程中所遇到的代码保护技术等困难,研究并改进了指令级的动态污点分析技术。利用虚拟化技术,设计了一套具有通用性的逆向分析平台。研究插件结构实现可扩展性,以适应漏洞挖掘、恶意行为检测等领域的应用。经实验测试,该设计能与常规的逆向手段配合,显著地提高分析的效率。     

基于敏感字符的SQL注入攻击防御方法

SQL注入攻击历史悠久,其检测机制也研究甚广.现有的研究利用污点分析(taint analysis)结合SQL语句语法分析进行SQL注入攻击检测,但由于需要修改Web应用程序执行引擎来标记和跟踪污点信息,难以部署,并且时间和空间性能损失过大.通过分析SQL注入攻击机理,提出一种基于敏感字符的SQL注入攻击防御方法.1)仅对来自常量字符串的可信敏感字符进行积极污点标记;2)无需修改Web应用程序执行引擎,利用编码转换将污点信息直接存储在可信敏感字符的编码值中,动态跟踪其在程序中的传播;3)无需SQL语句语法分析,只需利用编码值判断SQL语句中敏感字符的来源、转义非可信敏感字符,即可防御SQL注入攻击.基于PHP的Zend引擎实现了系统原型PHPGate,以插件方式实现、易部署.实验证明：PHPGate可精确防御SQL注入攻击,且有效提升污点传播效率,页面应答的时间开销不超过1.6%.     

基于文件格式信息的改进模糊测试方法

本文针对盲目变异的模糊测试策略带来的效率低下的问题,综合程序控制流图、输入种子样本特征、异常样本发现、模糊测试器路径反馈等信息,提出一种更为有效的种子输入变异策略.本文通过不断监控种子文件在目标程序中的执行路径,并引入污点分析的方法,以建立起新增执行路径的起始语句与种子文件中关键字节的一对多映射关系.最终本文将根据这种映射关系对种子文件中的能够增加路径覆盖的字节进行变异,以期得到更有效率的模糊测试结果.我们的实验表明,增加定向变异之后的模糊测试器在代码覆盖率,以及模糊测试的效率上都有较为显著的提升.