基于中间语言的 JNI内存泄漏检查-论文.pdf

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1、计算机研究与发展DOI：10．7544ssn10OO～1239．2015．20131909JournalofComputerResearchandDevelopment52(4)：898—906，2015基于中间语言的JNI内存泄漏检查蒋挺宇王鹏杨述褥震董渊王生原嵇智源(清华大学计算机科学与技术系北京100084)(科技部高技术研究发展中心北京100044)(Jiangty08@gmail．com)DetectionofJNIMemoryLeaksBasedonExtendedBytecodeJiangTingyu，WangPeng，

2、YangShu，RuZhen，DongYuan，WangShengyuan。andJiZhiyuan(DepartmentofComputerScienceandTechnology，TsinghuaUniversity，Beijing100084)。(HighTechnologyResearchandDevelopmentCenter，MinistryofScienceandTechnology。Beijing100044)AbstractTheJavanativeinterface(JNI)enablesJavacoderunni

3、nginaJavavirtualmachine(JVM)tobecalledbynativecode，butthedifferenceofsecurityfeaturesbetweenlanguagesmakesitasecurityweakness，whichcannotbedetectedbyexistinganalysismethods．Commonlyuseddetectionmethodsaremainlybasedontheanalysisofintermediatelanguage，whichisinvalidinthi

4、sJNIcase，sincethelackofanintermediaterepresentationtobridgeJavaandC++．ThispaperanalyzesJNIfromaJava／C++cross—languageperspectiveandfocusesonmemoryleakswhichfrequentlyoccurinJNIcalls．Inordertoovercomelanguagebarriers，thispaperproposesextendedBytecode(Bytecode)instruction

5、sasinterpretationofC++semantics．Ourcontributionsaredescribedasfollows：1)DefineablockmemorymodelwhichiscompatiblewithbothJavaandC++；2)DesigntranslationrulesfromC++toextendedJavaBytecodebasedonLLVM／LLJVM；3)Constructamethodcallgraph，extractabstractanddetectmemory1eaksinJNI

6、callsbyinterproceduralanalysis．ExperimentsontypicalJNIcodewithmemoryleakfeaturesshowthatouranalysisworkcandetectmemoryleaksinJava／C++accurately，andisofimportantsignificanceincross—linguisticprogrammingandvulnerabilityanalysis．KeywordsJavanativeinterface(JNI)；cross—lingu

7、isticanalysis；semanticextension；Bytecode；memoryleak摘要JNI技术支持Java与本地c／c++的相互调用，在Android等混合语言实现的系统中有着广泛应用，但语言之间的安全特性差异使其成为安全薄弱环节，现有的分析方法难以处理多语言相互调用产生的安全缺陷．以JNI调用中易产生的内存泄漏为例，开展Java／C++JNI跨语言分析的研究．采用扩展的JavaBytecode(Bytecode)指令作为C++语义的解释来消除跨语言分析的障碍．围绕JNI调用中内存泄漏的问题，做了以下3方面工作：

8、1)定义兼容Java／C++语言的分块内存模型；2)基于LLVM／LLJVM，设计实现了C++到Bytecode的翻译策略；3)建立方法调用图，提取方法摘要，利用过程间分析方法检测JNI调用中的内存泄漏．针对具有典型内存