① 靜態代碼分析 和 代碼審計的區別
靜態代碼分析是代碼審計的方式之一,即代碼審計也可以通過其他方式來審查源碼的安全。比如,運行該源碼,執行針對性的操作等。
靜態代碼分析就是在不運行軟體源碼的情況下,從數據流、語義、結構、控制流、配置流等方面對源代碼進行的分析。
代碼審計(Code
audit)是一種以發現程序錯誤,安全漏洞和違反程序規范為目標的源代碼分析。
② 哪個軟體做靜態代碼分析比較方便呢
現有主流 java 靜態分析工具
Checkstyle
Checkstyle 是 SourceForge 的開源項目,通過檢查對代碼編碼格式,命名約定,Javadoc,類設計等方面進行代碼規范和風格的檢查,從而有效約束開發人員更好地遵循代碼編寫規范。
Checkstyle 提供了支持大多數常見 IDE 的插件,文本主要使用 Eclipse 中的 Checkstyle 插件。如下圖 1 所示,Checkstyle 對代碼進行編碼風格檢查,並將檢查結果顯示在 Problems 視圖中。圖中,代碼編輯器中每個放大鏡圖標表示一個 Checkstyle 找到的代碼缺陷。開發人員可通過在 Problems 視圖中查看錯誤或警告詳細信息。
③ 靜態分析是指
經濟領域概念
靜態分析是一種分析經濟現象的均衡狀態以及有關的經濟變數達到均衡狀態所需要條件的分析方法。[1]而不考慮經濟現象達到均衡狀態的過程,它完全抽象掉了時間因素和具體的變化過程,是一種靜止地、孤立地考察某種經濟事物的方法。
網路
靜態分析
經濟領域概念
靜態分析是一種分析經濟現象的均衡狀態以及有關的經濟變數達到均衡狀態所需要條件的分析方法。[1]而不考慮經濟現象達到均衡狀態的過程,它完全抽象掉了時間因素和具體的變化過程,是一種靜止地、孤立地考察某種經濟事物的方法。
中文名
靜態分析
外文名
static analysis
指標
總量指標、相對指標、平均指標、標志變異指標等
應用
靜態計算機科學、經濟學、工程、力學、機械
釋義
根據既定的外生變數值求得內生變數的分析方法
內涵
靜態分析法是根據既定的外生變數值求得內生變數的分析方法,是對已發生的經濟活動成果,進行綜合性的對比分析的一種分析方法。
如研究均衡價格時,舍掉時間、地點等因素,並假定影響均衡價格的其他因素,如消費者偏好、收入及相關商品的價格等靜止不變,單純分析該商品的供求達於均衡狀態的產量和價格的決定。簡單地說就是抽象了時間因素和具體變動的過程,靜止地孤立地考察某些經濟現象。它一般用於分析經濟現象的均衡狀態以及有關經濟變數達到均衡狀態所需要的條件。
常用的靜態分析法有:相對數分析法、平均數分析法、比較分析法、結構分析法、因素替換分析法、綜合計算分析法、價值系數分析法等。
指標
④ 做靜態代碼分析都是用那個軟體的
本文首先介紹了靜態代碼分析的基本概念及主要技術,隨後分別介紹了現有 4 種主流 Java 靜態代碼分析工具 (Checkstyle,FindBugs,PMD,Jtest),最後從功能、特性等方面對它們進行分析和比較,希望能夠幫助 Java 軟體開發人員了解靜態代碼分析工具,並選擇合適的工具應用到軟體開發中。
引言
在 Java 軟體開發過程中,開發團隊往往要花費大量的時間和精力發現並修改代碼缺陷。Java 靜態代碼分析(static code analysis)工具能夠在代碼構建過程中幫助開發人員快速、有效的定位代碼缺陷並及時糾正這些問題,從而極大地提高軟體可靠性並節省軟體開發和測試成 本。目前市場上的 Java 靜態代碼分析工具種類繁多且各有千秋,因此本文將分別介紹現有 4 種主流 Java 靜態代碼分析工具 (Checkstyle,FindBugs,PMD,Jtest),並從功能、特性等方面對它們進行分析和比較,希望能夠幫助 Java 軟體開發人員了解靜態代碼分析工具,並選擇合適的工具應用到軟體開發中。
靜態代碼分析工具簡介
什麼是靜態代碼分析
靜態代碼分析是指無需運行被測代碼,僅通過分析或檢查源程序的語法、結構、過程、介面等來檢查程序的正確性,找出代碼隱藏的錯誤和缺陷,如參數不匹配,有歧義的嵌套語句,錯誤的遞歸,非法計算,可能出現的空指針引用等等。
在軟體開發過程中,靜態代碼分析往往先於動態測試之前進行,同時也可以作為制定動態測試用例的參考。統計證明,在整個軟體開發生命周期中,30% 至 70% 的代碼邏輯設計和編碼缺陷是可以通過靜態代碼分析來發現和修復的。
但是,由於靜態代碼分析往往要求大量的時間消耗和相關知識的積累,因此對於軟體開發團隊來說,使用靜態代碼分析工具自動化執行代碼檢查和分析,能夠極大地提高軟體可靠性並節省軟體開發和測試成本。
靜態代碼分析工具的優勢
1. 幫助程序開發人員自動執行靜態代碼分析,快速定位代碼隱藏錯誤和缺陷。
2. 幫助代碼設計人員更專注於分析和解決代碼設計缺陷。
3. 顯著減少在代碼逐行檢查上花費的時間,提高軟體可靠性並節省軟體開發和測試成本。
Java 靜態代碼分析理論基礎和主要技術
缺陷模式匹配:缺陷模式匹配事先從代碼分析經驗中收集足夠多的共性缺陷模式,將待分析代碼與已有的共性缺陷模式進行模式匹配,從而完成軟體的安全分析。這種方式的優點是簡單方便,但是要求內置足夠多缺陷模式,且容易產生誤報。
類型推斷:類型推斷技術是指通過對代碼中運算對象類型進行推理,從而保證代碼中每條語句都針對正確的類型執行。這種技術首先將預定義一套類型機制,包括類 型等價、類型包含等推理規則,而後基於這一規則進行推理計算。類型推斷可以檢查代碼中的類型錯誤,簡單,高效,適合代碼缺陷的快速檢測。
模型檢查:模型檢驗建立於有限狀態自動機的概念基礎之上,這一理論將被分析代碼抽象為一個自動機系統,並且假設該系統是有限狀態的、或者是可以通過抽象歸 結為有限狀態。模型檢驗過程中,首先將被分析代碼中的每條語句產生的影響抽象為一個有限狀態自動機的一個狀態,而後通過分析有限狀態機從而達到代碼分析的 目的。模型檢驗主要適合檢驗程序並發等時序特性,但是對於數據值域數據類型等方面作用較弱。
數據流分析:數據流分析也是一種軟體驗證技術,這種技術通過收集代碼中引用到的變數信息,從而分析變數在程序中的賦值、引用以及傳遞等情況。對數據流進行 分析可以確定變數的定義以及在代碼中被引用的情況,同時還能夠檢查代碼數據流異常,如引用在前賦值在後、只賦值無引用等。數據流分析主要適合檢驗程序中的 數據域特性。
現有主流 Java 靜態分析工具
Checkstyle
Checkstyle 是 SourceForge 的開源項目,通過檢查對代碼編碼格式,命名約定,Javadoc,類設計等方面進行代碼規范和風格的檢查,從而有效約束開發人員更好地遵循代碼編寫規范。
Checkstyle 提供了支持大多數常見 IDE 的插件,文本主要使用 Eclipse 中的 Checkstyle 插件。如下圖 1 所示,Checkstyle 對代碼進行編碼風格檢查,並將檢查結果顯示在 Problems 視圖中。圖中,代碼編輯器中每個放大鏡圖標表示一個 Checkstyle 找到的代碼缺陷。開發人員可通過在 Problems 視圖中查看錯誤或警告詳細信息。
此外,Checkstyle 支持用戶根據需求自定義代碼檢查規范,在下圖 2 中的配置面板中,用戶可以在已有檢查規范如命名約定,Javadoc,塊,類設計等方面的基礎上添加或刪除自定義檢查規范。
FindBugs
FindBugs 是由馬里蘭大學提供的一款開源 Java 靜態代碼分析工具。FindBugs 通過檢查類文件或 JAR 文件,將位元組碼與一組缺陷模式進行對比從而發現代碼缺陷,完成靜態代碼分析。FindBugs 既提供可視化 UI 界面,同時也可以作為 Eclipse 插件使用。文本將主要使用將 FindBugs 作為 Eclipse 插件。在安裝成功後會在 eclipse 中增加 FindBugs perspective,用戶可以對指定 Java 類或 JAR 文件運行 FindBugs,此時 FindBugs 會遍歷指定文件,進行靜態代碼分析,並將代碼分析結果顯示在 FindBugs perspective 的 bugs explorer 中,如下圖 3 所示:
圖中 Bug Explorer 中的灰色圖標處為 Bug 類型,每種分類下紅色圖標表示 bug 較為嚴重,黃色的圖標表示 bug 為警告程度。Propreties 列出了 bug 的描述信息及修改方案。
此外,FindBugs 還為用戶提供定製 Bug Pattern 的功能。用戶可以根據需求自定義 FindBugs 的代碼檢查條件,如下圖 4 所示:
PMD
PMD 是由 DARPA 在 SourceForge 上發布的開源 Java 代碼靜態分析工具。PMD 通過其內置的編碼規則對 Java 代碼進行靜態檢查,主要包括對潛在的 bug,未使用的代碼,重復的代碼,循環體創建新對象等問題的檢驗。PMD 提供了和多種 Java IDE 的集成,例如 Eclipse,IDEA,NetBean 等。本文主要使用 PMD 以插件方式與 Eclipse 集成。如下圖 5 所示:在 Violations Overview 視圖中,按照代碼缺陷嚴重性集中顯示了 PMD 靜態代碼分析的結果。
PMD 同樣也支持開發人員對代碼檢查規范進行自定義配置。開發人員可以在下圖 6 中的面板中添加、刪除、導入、導出代碼檢查規范。
Jtest
Jtest 是 Parasoft 公司推出的一款針對 Java 語言的自動化代碼優化和測試工具,Jtest 的靜態代碼分析功能能夠按照其內置的超過 800 條的 Java 編碼規范自動檢查並糾正這些隱蔽且難以修復的編碼錯誤。同時,還支持用戶自定義編碼規則,幫助用戶預防一些特殊用法的錯誤。Jtest 提供了基於 Eclipse 的插件安裝。Jtest 支持開發人員對 Java 代碼進行編碼規范檢查,並在 Jtask 窗口中集中顯示檢查結果,如下圖 7 所示:
同時,Jtest 還提供了對用戶定製代碼檢查配置甚至自定義編碼規則的支持,這一功能使得開發人員可以基於不同場景定製所需要的編碼規范,如圖 8 所示:
Java 靜態分析工具對比
本章節將從以下幾個方面對上述 Java 靜態分析工具進行比較:
應用技術及分析對象
下表 1 列出了不同工具的分析對象及應用技術對比:
Java 靜態分析工具
分析對象
應用技術
Checkstyle Java 源文件 缺陷模式匹配
FindBugs 位元組碼 缺陷模式匹配;數據流分析
PMD Java 源代碼 缺陷模式匹配
Jtest Java 源代碼 缺陷模式匹配;數據流分析
內置編程規范
Checkstyle:
Javadoc 注釋:檢查類及方法的 Javadoc 注釋
命名約定:檢查命名是否符合命名規范
標題:檢查文件是否以某些行開頭
Import 語句:檢查 Import 語句是否符合定義規范
代碼塊大小,即檢查類、方法等代碼塊的行數
空白:檢查空白符,如 tab,回車符等
修飾符:修飾符號的檢查,如修飾符的定義順序
塊:檢查是否有空塊或無效塊
代碼問題:檢查重復代碼,條件判斷,魔數等問題
類設計:檢查類的定義是否符合規范,如構造函數的定義等問題
FindBugs:
Bad practice 壞的實踐:常見代碼錯誤,用於靜態代碼檢查時進行缺陷模式匹配
Correctness 可能導致錯誤的代碼,如空指針引用等
國際化相關問題:如錯誤的字元串轉換
可能受到的惡意攻擊,如訪問許可權修飾符的定義等
多線程的正確性:如多線程編程時常見的同步,線程調度問題。
運行時性能問題:如由變數定義,方法調用導致的代碼低效問題。
PMD:
可能的 Bugs:檢查潛在代碼錯誤,如空 try/catch/finally/switch 語句
未使用代碼(Dead code):檢查未使用的變數,參數,方法
復雜的表達式:檢查不必要的 if 語句,可被 while 替代的 for 循環
重復的代碼:檢查重復的代碼
循環體創建新對象:檢查在循環體內實例化新對象
資源關閉:檢查 Connect,Result,Statement 等資源使用之後是否被關閉掉
Jtest
可能的錯誤:如內存破壞、內存泄露、指針錯誤、庫錯誤、邏輯錯誤和演算法錯誤等
未使用代碼:檢查未使用的變數,參數,方法
初始化錯誤:內存分配錯誤、變數初始化錯誤、變數定義沖突
命名約定:檢查命名是否符合命名規范
Javadoc 注釋:檢查類及方法的 Javadoc 注釋
線程和同步:檢驗多線程編程時常見的同步,線程調度問題
國際化問題:
垃圾回收:檢查變數及 JDBC 資源是否存在內存泄露隱患
錯誤檢查能力
為比較上述 Java 靜態分析工具的代碼缺陷檢測能力,本文將使用一段示例代碼進行試驗,示例代碼中將涵蓋我們開發中的幾類常見錯誤,如引用操作、對象操作、表達式復雜化、數 組使用、未使用變數或代碼段、資源回收、方法調用及代碼設計幾個方面。最後本文將分別記錄在默認檢查規范設置下,不同工具對該示例代碼的分析結果。以下為 示例代碼 Test.java。其中,代碼的注釋部分列舉了代碼中可能存在的缺陷。
表 2. Java 靜態代碼分析工具對比
代碼缺陷分類
示例
Checkstyle
FindBugs
PMD
Jtest
引用操作 空指針引用 √ √ √ √
對象操作 對象比較(使用 == 而不是 equals) √ √ √
表達式復雜化 多餘的 if 語句 √
數組使用 數組下標越界 √
未使用變數或代碼段 未使用變數 √ √ √
資源回收 I/O 未關閉 √ √
方法調用 未使用方法返回值 √
代碼設計 空的 try/catch/finally 塊 √
由表中可以看出幾種工具對於代碼檢查各有側重。其中,Checkstyle 更偏重於代碼編寫格式,及是否符合編碼規范的檢驗,對代碼 bug 的發現功能較弱;而 FindBugs,PMD,Jtest 著重於發現代碼缺陷。在對代碼缺陷檢查中,這三種工具在針對的代碼缺陷類別也各有不同,且類別之間有重疊。
總結
本文分別從功能、特性和內置編程規范等方面詳細介紹了包括 Checkstyle,FindBugs,PMD,Jtest 在內的四種主流 Java 靜態代碼分析工具,並通過一段 Java 代碼示例對這四種工具的代碼分析能力進行比較。由於這四種工具內置編程規范各有不同,因此它們對不同種類的代碼問題的發現能力也有所不同。其中 Checkstyle 更加偏重於代碼編寫格式檢查,而 FindBugs,PMD,Jtest 著重於發現代碼缺陷。最後,希望本文能夠幫助 Java 軟體開發和測試人員進一步了解以上四種主流 Java 靜態分析工具,並幫助他們根據需求選擇合適的工具。
⑤ 程序靜態分析的分析技術及實踐
程序靜態分析(Program Static Analysis)可以幫助軟體開發人員、質量保證人員查找代碼中存在的結構性錯誤、安全漏洞等問題,從而保證軟體的整體質量。還可以用於幫助軟體開發人員快速理解文檔殘缺的大規模軟體系統以及系統業務邏輯抽取等系統文檔化等領域。 如開發20年以上的金融核心COBOL系統,動輒上千萬行代碼的系統規模。對於理解這樣規模的系統,基於程序靜態分析的輔助理解工具就能發揮積極作用。
本文首先對程序靜態分析的特點、常用靜態分析技術、靜態分析實現方式進行描述,然後通過一個實例講解了程序靜態分析的執行過程。 程序靜態分析是與程序動態分析相對應的代碼分析技術,它通過對代碼的自動掃描發現隱含的程序問題,主要具有以下特點:
(1)不實際執行程序。動態分析是通過在真實或模擬環境中執行程序進行分析的方法,多用於性能測試、功能測試、內存泄漏測試等方面。與之相反,靜態分析不運行代碼只是通過對代碼的靜態掃描對程序進行分析。
(2)執行速度快、效率高。目前成熟的代碼靜態分析工具每秒可掃描上萬行代碼,相對於動態分析,具有檢測速度快、效率高的特點。
(3)誤報率較高。代碼靜態分析是通過對程序掃描找到匹配某種規則模式的代碼從而發現代碼中存在的問題,例如可以定位strcpy()這樣可能存在漏洞的函數,這樣有時會造成將一些正確代碼定位為缺陷的問題,因此靜態分析有時存在誤報率較高的缺陷,可結合動態分析方法進行修正。 (1)詞法分析:從左至右一個字元一個字元的讀入源程序,對構成源程序的字元流進行掃描,通過使用正則表達式匹配方法將源代碼轉換為等價的符號(Token) 流,生成相關符號列表,Lex為常用詞法分析工具。
(2)語法分析:判斷源程序結構上是否正確,通過使用上下文無關語法將相關符號整理為語法樹, Yacc為常用工具。
(3)抽象語法樹分析:將程序組織成樹形結構,樹中相關節點代表了程序中的相關代碼,目前已有javacc/ Antlra等抽象語法樹生成工具。
(4)語義分析:對結構上正確的源程序進行上下文有關性質的審查。
(5)控制流分析:生成有向控制流圖,用節點表示基本代碼塊,節點間的有向邊代表控制流路徑,反向邊表示可能存在的循環;還可生成函數調用關系圖,表示函數間的嵌套關系。
(6)數據流分析:對控制流圖進行遍歷,記錄變數的初始化點和引用點,保存切片相關數據信息。
(7)污點分析:基於數據流圖判斷源代碼中哪些變數可能受到攻擊,是驗證程序輸入、識別代碼表達缺陷的關鍵。
(8)無效代碼分析,根據控制流圖可分析孤立的節點部分為無效代碼。
程序靜態分析是在不執行程序的情況下對其進行分析的技術,簡稱為靜態分析。而程序動態分析則是另外一種程序分析策略,需要實際執行程序。大多數情況下,靜態分析的輸入都是源程序代碼,只有極少數情況會使用目標代碼。靜態分析這一術語一般用來形容自動化工具的分析,而人工分析則往往叫做程序理解。
靜態分析越來越多地被應用到程序優化、軟體錯誤檢測和系統理解領域。Coverity Inc.的軟體質量檢測產品就是利用靜態分析技術進行錯誤檢測的成功代表。國內某軟體公司的閃蝶(BlueMropho)代碼分析平台,是利用程序靜態分析技術專注於大型機遺留系統的代碼理解領域,尤其擅長分析千萬行代碼規模級的COBOL系統。
⑥ 編寫安全的代碼(第2版)中文
這個沒有
⑦ 程序靜態分析的著名的靜態分析工具
Meta-Compilation(Coverity)
由Stanford大學的Dawson Engler副教授等研究開發,該靜態分析工具允許用戶使用一種稱作metal的狀態機語言編寫自定義的時序規則,從而實現了靜態分析工具的可擴展性。MC的實際效果非常優秀,號稱在Linux內核中找出來數百個安全漏洞。MC目前已經商業化,屬於Coverity Inc.2014年被Synopsys收購。目前學術領域比較認可的靜態分析工具,其技術處於領先地位。
mygcc 由一個法國人N. Volanschi開發,其思想來源於MC,試圖將自定義的錯誤檢測集成到編譯時。
Klocwork
國內用的最為廣泛的靜態分析工具,由加拿大北電於1996年研發,是中國最早的能夠檢測語義缺陷的靜態分析工具。截止到2015年其版本號為V10,也就是大家常說的K10
LDRA Testbed
英國的編碼規則類檢測工具,前身為Liverpool大學開發,能夠支持C/C++數千種條目的規則檢測,包括MISRA C/C++, GJB5369等,是最早進入中國市場的靜態分析工具,在軍隊、軍工廣泛使用,但其技術僅支持風格類檢測,無法進行語義缺陷分析,導致一些常用的運行時缺陷無法發現或者較高誤漏報,由此市場佔有率逐步下降。截止到2015年其版本號為9.5
HP Fortify
美國HP公司的支持安全漏洞類的檢測工具,能夠檢測C/C++/Java/PHP/ASP/JavaScript等多種語言,數千種檢測項,是國內使用最為廣泛的靜態分析工具。但該工具整體的誤報漏報率較高,雖然支持很多種安全漏洞,但需要用戶做很多的二次開發工作。
Cobot(庫博)
北京大學軟體工程中心研發的靜態分析工具,能夠支持編碼規則,語義缺陷的程序分析,能夠支持C/C++數千條規則和缺陷的檢測,是我國唯一可以稱的上是靜態分析產品的商業化工具。由於其自主知識產權,對國內的操作系統,編碼標准支持的較好,檢測精度也基本與上述工具持平,所以也得到了很多用戶的認可。
Parasoft C++Test
美國Parasoft公司研發的支持C、C++靜態分析的工具,該工具除了可以檢測編碼規則外,還能檢測少量的語義缺陷,此外能夠進行測試用例生成。
⑧ 代碼靜態掃描屬於安全測試嗎
屬於。
靜態的源代碼安全測試是非常有用的方法,它可以在編碼階段找出所有可能存在安全風險的代碼,這樣開發人員可以在早期解決潛在的安全問題。而正因為如此,靜態代碼測試比較適用於早期的代碼開發階段,而不是測試階段。
目前主要安全測試方法有:
1)靜態的代碼安全測試
主要通過對源代碼進行安全掃描,根據程序中數據流、控制流、語義等信息與其特有軟體安全規則庫進行匹對,從中找出代碼中潛在的安全漏洞。
2)動態的滲透測試
滲透測試也是常用的安全測試方法。是使用自動化工具或者人工的方法模擬黑客的輸入,對應用系統進行攻擊性測試,從中找出運行時刻所存在的安全漏洞。
3)程序數據掃描
一個有高安全性需求的軟體,在運行過程中數據是不能遭到破壞的,否則就會導致緩沖區溢出類型的攻擊。數據掃描的手段通常是進行內存測試,內存測試可以發現許多諸如緩沖區溢出之類的漏洞,而這類漏洞使用除此之外的測試手段都難以發現。