web应用程序漏洞检测关键技术研究

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1、万方数据ADisertationSubmittedtoZhejiangUniversityfortheDegreeofDoctorofPhilosophy⑧TITLE：基金§金垒三QhQ垒y坠土垒皇!垒b主!至主Y望皇主皇鱼主主Q垒Techn"cluesforWebApl1icat。onslecn1UesorWebApp1a10nsCAuthor：Supervisor：￡!Q￡：曼垒旦墨h旦旦gKQng：￡!Q￡：垦Q兰bQ堕Subject：堡Q堡乜堕主旦!墨曼i旦旦鱼金垦娶垦!旦鱼h垒Q!QgYCollege：￡Q堡卫坠主旦￡SQi皇n曼皇垒望鱼!金星h望Q!QgYSubmittedDat

2、e：2014．6．24万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝、江盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位做作者签名诬签字慨即形年夕月J日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝、江盘鲎有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝’江盘堂可以将学位沦文的全部或部分内容编入

3、有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)，一～、学位论文作者签名：力古巴．导师签名：‘IDU艘M签字日期：驯年弓月，J一日签字日期：锄牛年9月91日f万方数据浙江大学博士学位论文摘要摘要随着互联网的普及和Web开发技术的兴起与发展，Web应用程序己成为最重要的互联网应用之一，在各领域承载了举足轻重的作用。w曲应用程序的安全问题得到了研究界及工业界的广泛关注。W曲应用程序的安全漏洞是攻防双方最为重要的战场，如何有效识别Web应用程序中的安全漏洞，即漏洞检测，是Web安全领域的核心问题。根据是否运行被检测的程序，可将漏洞检测

4、技术分为静态漏洞检测技术和动态漏洞检测技术。静态漏洞检测技术及动态漏洞检测技术均面临诸多挑战。静态漏洞检测技术通常误报率高，提高静态漏洞检测精确度的同时，保证方法的性能，是静态漏洞检测面临的关键挑战之一。静态漏洞检测通常运用程序分析技术，发现Web应用程序的安全问题。然而，由于Web应用程序所具有的特性，使得传统的程序分析技术无法直接被使用进行静态漏洞检测。基于模糊测试的动态漏洞检测技术具有误报率低的优势。但是，由于输入向量的随机性，模糊测试的代码覆盖率低，难以发现程序中深藏的漏洞。基于混合执行的测试输入生成方法能够提高模糊测试的代码覆盖率。然而，现代w曲应用程序逻辑复杂、规模庞大，混合执行

5、在遍历可达执行路径时，面临路径爆炸问题。本文围绕Web应用程序静态漏洞检测与动态漏洞检测面临的问题与挑战，结合Web应用程序的特性，重点研究了w曲应用程序局部调用图生成、输入验证漏洞检测及混合执行中的路径搜索等关键技术。本文主要贡献如下：1．为支持静态漏洞检测中的过程间分析，针对全程序分析效率低和Web应用程序库代码缺失的问题，本文提出了一种Web应用程序局部调用图生成方法。该方法的分析对象为Web应用程序的应用部分代码、应用部分所引用的库部分代码中方法的签名、类的域和类层次结构。首先，使用混合堆模型对程序中的内存位置进行抽象，区分应用部分及库部分的抽象内存位置。然后，利用规则对与指针相关的

6、应用部分和库部分交互行为进行建模，推断库部分代码的指针信息。最后，为库部分维护指针指向集合，利用该集合解析库回调边，并限制回流进入应用部分指针指向集合的抽象对万方数据浙江大学博士学位论文摘要象。实验结果表明，该方法的运行时间分别比Averroes和Spark快4．9倍和13．7倍，同时能在一定程度上保证局部调用图的完整性和精确性。2．针对静态漏洞检测误报率高的问题，本文提出了一种基于静态信息流跟踪技术的输入验证漏洞检测方法。首先，集成指针分析，识别程序中堆内数据的依赖关系以及变量之间的别名关系。然后，通过过程内数据流分析计算程序中方法的数据依赖关系摘要，提高过程间分析的效率。最后，提出双向数

7、据流分析技术来静态跟踪信息流，缩短污点数据传播路径长度。本文在开源静态代码分析工具FindBugs上实现该方法，并在基准程序SecuriBench上对该方法进行验证。实验结果表明，该方法在不明显降低静态漏洞检测方法性能的前提下，提高了输入验证漏洞的检测精确度。3．针对混合执行的路径爆炸问题，本文提出了一种混合执行中的路径搜索策略。该搜索策略对被测试程序各个分支的代码覆盖率进行实时估算，并选择覆盖率最低的分支继