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計算機軟件中安全漏洞檢測技術的應用

文檔作者：陳楷文檔來源：德陽電業(yè)局		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年03月20日
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計算機軟件中安全漏洞檢測技術的應用
陳楷
(德陽電業(yè)局四川I德陽61 8000)
·應用研究·
[摘要】隨著網(wǎng)絡和計算機技術的飛速發(fā)展，計算機軟件也日趨龐大和復雜，軟件的安全是計算機安全和通信安全的基礎，編寫
安今軟件和檢測并消除軟件弱點是軟件安全的童心。本文詳細分析r計算機軟件中動態(tài)檢測技術和靜態(tài)檢測技術兩種防范方法，可
大大提高軟件的安全性，降低損耗。
【關鍵詞】軟件安全漏洞
【中圖分類號】TP309
動態(tài)檢測靜態(tài)榆溯
【文獻標識碼】A
在今天的信息社會罩，信息安全越來越
受到蓐視，隨著計算機技術的普及推』“應
用，社會得到了進步和繁榮，因此不僅在軍
事和外交上要出于對安侖的考慮，在商業(yè)飛
速發(fā)展的今天也需要對信息安全加以嚴格把
關。整個社會加大了對計箅機系統(tǒng)的依賴程
度，同時各困政府也意識到了計算機安全的
重要性111。軟件是計算機和網(wǎng)絡技術賴以生
存的基石，操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信，甚至安全
算法等都以計算機軟件的形式存在著，絕大
部分的黑客入侵破壞都足基F軟件的漏洞朱
進行的[21，因而計算機軟件的弱點和缺陷給
信息安全帶來了巨人的威脅，就連防火墻、
入侵檢測和反病毒軟件的存在也對這種蕈于
計算機軟件安全漏洞的破壞沒有太大幫助，
有時甚至還可能帶來新的軟件漏洞，單純的
依靠密碼技術爾能從根本I：解決安全隱患，
會導致大量『口J題的出現(xiàn)b一1。我們最終只有從
問題的源頭一一軟件的安全性出發(fā)才能把損
失降至最低。岡此，我們需要重點研究計算
機軟件中安今漏洞的檢測方法，這對我們今
后的生活和生產(chǎn)具有理論和使用價值。
本史研究了．C或C++編寫軟件中安全漏
洞檢測技術’毽最承要的兩種防范方法：一是
動態(tài)檢測方法(Runtime Approaches)I二是
靜態(tài)檢測方法(Static Approaches)t6 J。通過
對這兩種方法的研究，及時找出安全隱
患，修正安全漏洞，降低軟件安全風險，拓
寬信息領域。
1動態(tài)檢測技術
動態(tài)檢鍘技術就足在不修改目標程序
源碼或其■進制代碼的情況下，對程序執(zhí)
行過程中是否存在漏洞進行檢測的技術，
主要通過分析修改運行環(huán)境(環(huán)境變量，
內(nèi)存，堆和棧等)來實現(xiàn)的，可將程序的
保密性提高。
動態(tài)檢測方法主要有：(1)非執(zhí)行棧
(Noil—Executable Stack)技術，許多攻擊者
向棧中注入惡意代碼(malicious code)，破
壞寫與執(zhí)行，設法改變內(nèi)部變量，執(zhí)行惡
意代碼，我們采取禁止棧執(zhí)行代碼能力的
方法在一定程度上預防攻擊者，但該技術
同樣會造成性能和兼容性問題。(2)非執(zhí)行
堆與數(shù)據(jù)(Non—Executable Iteap／data)技
術，非執(zhí)行的堆’j數(shù)據(jù)段會破壞軟件的正
常運行，該技術禁令執(zhí)行堆和數(shù)據(jù)段，使
惡意代碼失去執(zhí)行機會，該法叮幾乎可以
檢測并阻止所有內(nèi)存中的惡意代碼，但沒
有辦法檢測和預防修改函數(shù)指針和函數(shù)參
數(shù)，同時也不會兼容眾多應}}j程序。(3)內(nèi)
存映射(Memory Mapping)技術，它僅對那
些依靠固定地址或使用島端地址的應用程
序有影響，通過使用映射代碼頁(C0de
pages)方法，攻擊者將很難通過NULL結(jié)尾
90 數(shù)字技術與應用
【文章編號】1007-9416(2010)07-0090-01
的字符串跳轉(zhuǎn)到低端內(nèi)存區(qū)，把代碼頁映
射到隨機的地址，將給攻擊者帶來非常很
大的困難，該技術需受修改操作系統(tǒng)內(nèi)
核，雖然能檢測并阻IL內(nèi)存中地址跳轉(zhuǎn)的
攻擊．但卻新代碼的攻擊卻不能檢測和阻
止。(4)安全的共亭庫(Safe Shared Libraries)
技術，該技術很容易開發(fā)和配置，對已有
的程序不需要做任何修改和編澤，它是依
靠動態(tài)鏈接技術，檢測并攔截不安全函
數(shù)，阻l卜其調(diào)用，安全共享庫技術可以檢
測并防止所有的基丁標準庫函數(shù)的攻擊，
不會造成兼容性問題，但不能保護本地變
量、數(shù)據(jù)段和代碼段數(shù)據(jù)的溢出攻擊。(5)
沙箱(Sandbox)技術，是限制一個進程所訪
問的資源束預防某些攻擊行為，只需對應
用程序設定‘個資源訪問策略，策略的安
全不需要對操作系統(tǒng)內(nèi)核和應用程序作任
何改變性決定著沙箱技術的全面性，H不
會帶來兼容性問題，該技術目前￡要應用
于系統(tǒng)調(diào)用(system calIs)方面。(6)程序解釋
(Program Interpretation)技術，足在程序
運行之后來監(jiān)視其行為并且強制進行安全
檢查的，最常使用的就是程序監(jiān)視器
(Program Shepherding)，主要針對非原始
代碼的執(zhí)行。無限制的控制轉(zhuǎn)移和繞過安
全檢測三類攻擊。該技術不需要對操作系
統(tǒng)內(nèi)核和應用程序代碼作任何改變，能對
動態(tài)，i：成的代碼執(zhí)行安全檢測，但同時也
會對兼容性和性能造成不同程度的危害。
2靜態(tài)檢測技術
靜態(tài)檢測技術足利用程序分析技術來分
析，．；；f用程序的-二進制代碼或源代碼的技術方
法。完全的代碼檢測是基本上是沒有的，即
使能找出大量的弱點，但也不能全部找到，
或許中間還存存大茸誤報，通常的做法就是
在準確性、完整性和性能之間作一個折中。
此外，還需受專業(yè)人員對此進行核對、整理、
分析、處理，該方法的優(yōu)點就是軟件不需要
運行，也和運行環(huán)境無關，檢測更加方便。
靜態(tài)檢測方法主要有：(1)詞法檢測
(Lexical Cheek)技術，該技術儀僅只檢測程序
源代碼中有危險的C庫函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用，非
常簡單但易產(chǎn)生大暈誤報，它主要是鑒5jⅡ函
數(shù)軹，維護弱點數(shù)據(jù)庫和查看報表，技術的
好壞依賴1：弱點庫定義得是否全面，該技術
不帶給兼容性帶來困難。(2)程序評注
(Program Annotation)技術，該技術不會給代碼
增加新的語占特色，只是以注釋的形式表
現(xiàn)，不存在任何的兼容問題，憑借評注信息
加深靜態(tài)分析，從面查找出潛在的漏洞。此
外，還受把外部數(shù)據(jù)(用戶輸入或網(wǎng)絡輸入)
標記為tainted，最終要由代碼審計人員對產(chǎn)
生的警告進行一一排查。(3)類型推斷(Type
Inference)技術，是指通過使用一種新型修飾
(Type QuaEfiem)對某幾種特別的用戶輸入或指
針等數(shù)據(jù)增加安全約束(Safety Restrictions)。該
技術島效，適宜檢測應用較大的程序，但也
存在兼容問題。(4)約束解算器(Constraint
Solvet)技術，是用約束直接對目標程序的特
定屬性建模，再用靜態(tài)分析解算約束。此種
方法無需對源程序做任何評注，但它會產(chǎn)出
大量誤報，岡此需要工作人員加大工作置。
(5)元編譯(Metacompilation)技術，對程序安全
屬性作要求，將其作為輕星級編澤器擴展并
建模執(zhí)行，也可自動推斷要檢測代碼的安全
屬性，并編寫相應的編譯擴展。元編譯技術
只是一個摹F編譯器的簡單技術，誤報攀非
常低，且不會帶來語占特性的新擴展。(6)變
異語言(Language Dialect)技術，通常是限制指
針的算術運算、不安全的類掣轉(zhuǎn)換，goto的
隨意跳轉(zhuǎn)、多點隨意轉(zhuǎn)變標志、seqmp和
longjmp等nr能不安傘的操作，常使用C或
C++的安全編程變異技術。
動態(tài)檢測有其局限性，而靜態(tài)檢測是
對軟件的源代碼或二進制代碼進行檢測
的，衡量靜態(tài)檢測的好壞主要是漏報宰和
誤報率兩項指標，能利用靜態(tài)檢測的錯誤
越多，編寫的程序就越可靠。
3結(jié)語
針對U前軟件的安全是計算機安全和通
信安全的基礎這樣一個實情，軟件安全集中
研究于編寫安全軟件和檢測并消除軟件漏
洞。本論文主要研究r計算機軟件中的動態(tài)
檢測技術和靜態(tài)檢測技術兩種安全漏洞檢測
方法，并將兩種方法進行總結(jié)。通過兩者的
對比，我們得出將兩種方法復合使用，可提
高計算機軟件的安全性，大大降低風險。
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