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内核驱动的轻量级动态二进制程序分析框架
被引量:
1
1
作者
潘家晔
赵学健
《南京邮电大学学报(自然科学版)》
北大核心
2023年第1期52-61,共10页
如今网络攻击活动越来越复杂,为更好地实现防御与溯源等目标,需对攻击代码进行深度分析。同时攻击影响也从桌面终端扩大到路由器、智能家居等物联网设备,新场景需要有轻量化和易部署的程序分析方法。为应对攻击活动分析新形势,提出一种...
如今网络攻击活动越来越复杂,为更好地实现防御与溯源等目标,需对攻击代码进行深度分析。同时攻击影响也从桌面终端扩大到路由器、智能家居等物联网设备,新场景需要有轻量化和易部署的程序分析方法。为应对攻击活动分析新形势,提出一种系统内核驱动的轻量级二进制程序分析框架,通过合理利用操作系统实现机制对程序进行动态拦截,从而对目标程序进行细粒度动态分析。在此基础上结合内核特性提出一种优化的动态数据流分析方法,可进一步提升程序细粒度分析能力。通过采用基准程序和实际程序进行大量实验,验证了所提出方法的有效性和较好的分析性能,实验表明分析框架具有较好的可部署性和应用价值。
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关键词
二进制程序分析
动态
分析
系统内核
软件安全
恶意代码
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职称材料
基于混合分析的二进制程序控制流图构建方法
被引量:
4
2
作者
朱凯龙
陆余良
+2 位作者
黄晖
邓兆琨
邓一杰
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期829-836,共8页
构建控制流图(CFG)是二进制程序分析的基础工作,针对静态构建方法无法处理间接跳转,动态构建方法效率低、不适用于大规模程序的问题,提出结合静态分析和动态分析的混合分析方法.使用静态分析获得基础的控制流信息;采用模糊测试生成测试...
构建控制流图(CFG)是二进制程序分析的基础工作,针对静态构建方法无法处理间接跳转,动态构建方法效率低、不适用于大规模程序的问题,提出结合静态分析和动态分析的混合分析方法.使用静态分析获得基础的控制流信息;采用模糊测试生成测试用例以进行动态分析,利用动态插桩获得间接跳转信息;融合静态分析和动态分析结果生成控制流图.基于该混合分析方法,设计并实现了面向x86平台二进制程序的控制流图构建工具CFGConstructor.分别在示例程序和CGC数据集上进行实验,评估该工具的有效性和性能.实验结果表明CFGConstructor相比于静态分析能够构建更加完备的控制流图,相比于动态分析分析效率更高,能够适用于大规模程序.
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关键词
二进制程序分析
控制流图(CFG)
混合
分析
技术
模糊测试
动态
二进制
插桩
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职称材料
面向二进制程序的空指针解引用错误的检测方法
3
作者
傅玉
邓艺
+3 位作者
孙晓山
程亮
张阳
冯登国
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第3期574-587,共14页
空指针解引用是C/C++程序中常见的一类程序错误,它可让攻击者旁路安全机制或窥探操作系统敏感信息,一直是计算机安全领域的重要研究课题之一.目前已有很多(自动)分析工具对其进行检测,然而它们都在源代码层面上进行检测.大量的商业软件...
空指针解引用是C/C++程序中常见的一类程序错误,它可让攻击者旁路安全机制或窥探操作系统敏感信息,一直是计算机安全领域的重要研究课题之一.目前已有很多(自动)分析工具对其进行检测,然而它们都在源代码层面上进行检测.大量的商业软件不公开源代码,因此基于源代码的工具无法对这类软件中空指针解引用进行检测.此外,一些空指针解引用无法在源代码层面检测,因为这些缺陷由编译选项和编译优化不当引入.因此进行基于二进制的空指针解引用检测非常必要.基于二进制的空指针解引用检测的一个优势是可以包含库函数的代码,而基于源代码的分析通常采用人工构造的库函数摘要,从而影响检测的准确性和召回率.该文首次提出并实现了面向二进制程序的空指针解引用静态检测工具NPtrChecker,直接接受二进制程序进行分析,并给出代码中出现空指针的来源和解引用的位置以及对应的路径条件.在二进制上进行空指针解引用检测的一个重要难点是二进制程序中缺少指针类型、结构体类型等相关数据类型信息.如果缺乏这类信息,会导致分析结果的准确率大大降低.但是从二进制中恢复类型、数据结构本身是非常困难的问题.针对上述问题,我们提出了一种内存模型,区分来自同一数据结构的不同域的引用,实现了针对空指针解引用检测的域敏感指针分析.为了进一步提高分析的准确率,文章在此基础上设计实现了一套基于函数摘要的上下文敏感的数据流分析算法.此外,工具采用最弱前置条件对数据流分析结果进行验证,检查从指针来源到解引用点的路径条件是否可以被满足,以降低误报率.我们应用NPtrChecker分析了SPEC2000中的11个程序,总共报告了37个可疑空指针解引用,通过人工确认,其中22个是真实的程序错误.相对于Saturn报告的92个,仅13个为真;LUKE报告的3个,2个为真,而文中的工具检测出了更多的空指针解引用错误,同时保持了较低的误报率.
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关键词
空指针解引用检测
静态
程序
分析
二进制程序分析
最弱前置条件
数据流
分析
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职称材料
恶意代码的符号执行树分析方法
被引量:
1
4
作者
钟金鑫
魏更宇
+1 位作者
安靖
杨义先
《重庆大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第2期65-70,共6页
在恶意代码分析中,动态监测虚拟环境中的恶意代码行为是一种常用的方法。但是,由于可执行的路径分支众多,极易产生路径爆炸问题,造成某些可执行路径无法被覆盖,严重影响分析的全面性。为了解决恶意代码分析中路径爆炸问题,提出了一种基...
在恶意代码分析中,动态监测虚拟环境中的恶意代码行为是一种常用的方法。但是,由于可执行的路径分支众多,极易产生路径爆炸问题,造成某些可执行路径无法被覆盖,严重影响分析的全面性。为了解决恶意代码分析中路径爆炸问题,提出了一种基于符号执行树的恶意代码分析方法。通过构造符号执行树,引入汇聚节点,对恶意代码的执行路径进行约束求解,减少分析路径,从而缓解路径爆炸的影响,提高分析的全面性。恶意代码样本分析的实验表明,该方法能够有效地提升分析效率,同时拥有较小的时间复杂度。
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关键词
符号执行
路径爆炸
恶意代码
分析
汇聚节点
二进制程序分析
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职称材料
基于语义导向的软件在线升级功能逆向定位
5
作者
吕小少
舒辉
+1 位作者
康绯
黄宇垚
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2022年第12期353-361,共9页
针对软件在线升级的劫持攻击是网络攻击最常用的手段之一。程序分析是快速自动化评估软件升级安全的重要方法,软件中升级功能函数快速逆向定位是实现静态分析和提高动态分析效率的关键前提。传统的程序分析逆向定位,依靠人工经验,根据...
针对软件在线升级的劫持攻击是网络攻击最常用的手段之一。程序分析是快速自动化评估软件升级安全的重要方法,软件中升级功能函数快速逆向定位是实现静态分析和提高动态分析效率的关键前提。传统的程序分析逆向定位,依靠人工经验,根据字符串、API函数等语义信息的交叉引用链关系来实现,效率较低,且无法实现自动化。为解决该问题,提出了一种基于语义分析与逆向分析相结合的软件升级功能定位方法。首先针对软件二进制程序中常见的语义信息(如字符串、函数名、API函数等),建立一个基于自然语言处理的升级语义分类模型;然后借助逆向分析工具提取软件的语义信息,并通过升级语义分类模型来识别升级语义信息;最后定义了一种函数关系调用图形树上的升级函数关键节点求解算法,对升级函数进行求解。文中设计并实现了一个软件在线升级功能定位原型系统,并对常用的153款软件实施了升级功能逆向定位分析,其中126款软件定位成功。通过定位分析初步评估部分软件升级的安全性,获得CNNVD编号漏洞1个,CNVD编号漏洞5个。
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关键词
软件在线升级
语义信息
文本分类模型
二进制
程序
逆向
分析
函数定位
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职称材料
题名
内核驱动的轻量级动态二进制程序分析框架
被引量:
1
1
作者
潘家晔
赵学健
机构
南京邮电大学现代邮政学院
出处
《南京邮电大学学报(自然科学版)》
北大核心
2023年第1期52-61,共10页
基金
国家自然科学基金(61672299)
南京邮电大学引进人才科研启动基金(NY221036)资助项目。
文摘
如今网络攻击活动越来越复杂,为更好地实现防御与溯源等目标,需对攻击代码进行深度分析。同时攻击影响也从桌面终端扩大到路由器、智能家居等物联网设备,新场景需要有轻量化和易部署的程序分析方法。为应对攻击活动分析新形势,提出一种系统内核驱动的轻量级二进制程序分析框架,通过合理利用操作系统实现机制对程序进行动态拦截,从而对目标程序进行细粒度动态分析。在此基础上结合内核特性提出一种优化的动态数据流分析方法,可进一步提升程序细粒度分析能力。通过采用基准程序和实际程序进行大量实验,验证了所提出方法的有效性和较好的分析性能,实验表明分析框架具有较好的可部署性和应用价值。
关键词
二进制程序分析
动态
分析
系统内核
软件安全
恶意代码
Keywords
binary analysis
dynamic analysis
system kernel
software security
malicious code
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于混合分析的二进制程序控制流图构建方法
被引量:
4
2
作者
朱凯龙
陆余良
黄晖
邓兆琨
邓一杰
机构
国防科技大学电子对抗学院
出处
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期829-836,共8页
基金
国家重点研发计划"网络空间安全"重点专项资助项目(2017YFB0802900)
文摘
构建控制流图(CFG)是二进制程序分析的基础工作,针对静态构建方法无法处理间接跳转,动态构建方法效率低、不适用于大规模程序的问题,提出结合静态分析和动态分析的混合分析方法.使用静态分析获得基础的控制流信息;采用模糊测试生成测试用例以进行动态分析,利用动态插桩获得间接跳转信息;融合静态分析和动态分析结果生成控制流图.基于该混合分析方法,设计并实现了面向x86平台二进制程序的控制流图构建工具CFGConstructor.分别在示例程序和CGC数据集上进行实验,评估该工具的有效性和性能.实验结果表明CFGConstructor相比于静态分析能够构建更加完备的控制流图,相比于动态分析分析效率更高,能够适用于大规模程序.
关键词
二进制程序分析
控制流图(CFG)
混合
分析
技术
模糊测试
动态
二进制
插桩
Keywords
binary analysis
control flow graph (CFG)
hybrid analysis technology
fuzz testing
dynamic binary instrumentation
分类号
TP311 [自动化与计算机技术—计算机软件与理论]
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职称材料
题名
面向二进制程序的空指针解引用错误的检测方法
3
作者
傅玉
邓艺
孙晓山
程亮
张阳
冯登国
机构
中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室
中国科学院大学
出处
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2018年第3期574-587,共14页
基金
国家自然科学基金(61471344)
国家242信息安全计划(2016A086)资助
文摘
空指针解引用是C/C++程序中常见的一类程序错误,它可让攻击者旁路安全机制或窥探操作系统敏感信息,一直是计算机安全领域的重要研究课题之一.目前已有很多(自动)分析工具对其进行检测,然而它们都在源代码层面上进行检测.大量的商业软件不公开源代码,因此基于源代码的工具无法对这类软件中空指针解引用进行检测.此外,一些空指针解引用无法在源代码层面检测,因为这些缺陷由编译选项和编译优化不当引入.因此进行基于二进制的空指针解引用检测非常必要.基于二进制的空指针解引用检测的一个优势是可以包含库函数的代码,而基于源代码的分析通常采用人工构造的库函数摘要,从而影响检测的准确性和召回率.该文首次提出并实现了面向二进制程序的空指针解引用静态检测工具NPtrChecker,直接接受二进制程序进行分析,并给出代码中出现空指针的来源和解引用的位置以及对应的路径条件.在二进制上进行空指针解引用检测的一个重要难点是二进制程序中缺少指针类型、结构体类型等相关数据类型信息.如果缺乏这类信息,会导致分析结果的准确率大大降低.但是从二进制中恢复类型、数据结构本身是非常困难的问题.针对上述问题,我们提出了一种内存模型,区分来自同一数据结构的不同域的引用,实现了针对空指针解引用检测的域敏感指针分析.为了进一步提高分析的准确率,文章在此基础上设计实现了一套基于函数摘要的上下文敏感的数据流分析算法.此外,工具采用最弱前置条件对数据流分析结果进行验证,检查从指针来源到解引用点的路径条件是否可以被满足,以降低误报率.我们应用NPtrChecker分析了SPEC2000中的11个程序,总共报告了37个可疑空指针解引用,通过人工确认,其中22个是真实的程序错误.相对于Saturn报告的92个,仅13个为真;LUKE报告的3个,2个为真,而文中的工具检测出了更多的空指针解引用错误,同时保持了较低的误报率.
关键词
空指针解引用检测
静态
程序
分析
二进制程序分析
最弱前置条件
数据流
分析
Keywords
static program analysis
null pointer detection
binary analysis
weakest precondition
dataflow analysis
分类号
TP309 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
恶意代码的符号执行树分析方法
被引量:
1
4
作者
钟金鑫
魏更宇
安靖
杨义先
机构
北京邮电大学信息安全中心
出处
《重庆大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第2期65-70,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(61070208)
文摘
在恶意代码分析中,动态监测虚拟环境中的恶意代码行为是一种常用的方法。但是,由于可执行的路径分支众多,极易产生路径爆炸问题,造成某些可执行路径无法被覆盖,严重影响分析的全面性。为了解决恶意代码分析中路径爆炸问题,提出了一种基于符号执行树的恶意代码分析方法。通过构造符号执行树,引入汇聚节点,对恶意代码的执行路径进行约束求解,减少分析路径,从而缓解路径爆炸的影响,提高分析的全面性。恶意代码样本分析的实验表明,该方法能够有效地提升分析效率,同时拥有较小的时间复杂度。
关键词
符号执行
路径爆炸
恶意代码
分析
汇聚节点
二进制程序分析
Keywords
symbolic execution
path explosion
malware analysis
sink node
binary analysis
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于语义导向的软件在线升级功能逆向定位
5
作者
吕小少
舒辉
康绯
黄宇垚
机构
信息工程大学数学工程与先进计算国家重点实验室
出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2022年第12期353-361,共9页
基金
国家重点研发计划“前沿科技创新专项”(2019QY1305)。
文摘
针对软件在线升级的劫持攻击是网络攻击最常用的手段之一。程序分析是快速自动化评估软件升级安全的重要方法,软件中升级功能函数快速逆向定位是实现静态分析和提高动态分析效率的关键前提。传统的程序分析逆向定位,依靠人工经验,根据字符串、API函数等语义信息的交叉引用链关系来实现,效率较低,且无法实现自动化。为解决该问题,提出了一种基于语义分析与逆向分析相结合的软件升级功能定位方法。首先针对软件二进制程序中常见的语义信息(如字符串、函数名、API函数等),建立一个基于自然语言处理的升级语义分类模型;然后借助逆向分析工具提取软件的语义信息,并通过升级语义分类模型来识别升级语义信息;最后定义了一种函数关系调用图形树上的升级函数关键节点求解算法,对升级函数进行求解。文中设计并实现了一个软件在线升级功能定位原型系统,并对常用的153款软件实施了升级功能逆向定位分析,其中126款软件定位成功。通过定位分析初步评估部分软件升级的安全性,获得CNNVD编号漏洞1个,CNVD编号漏洞5个。
关键词
软件在线升级
语义信息
文本分类模型
二进制
程序
逆向
分析
函数定位
Keywords
Software online update
Semantic information
Text classification model
Binary program reverse analysis
Function positioning
分类号
TP393 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
内核驱动的轻量级动态二进制程序分析框架
潘家晔
赵学健
《南京邮电大学学报(自然科学版)》
北大核心
2023
1
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职称材料
2
基于混合分析的二进制程序控制流图构建方法
朱凯龙
陆余良
黄晖
邓兆琨
邓一杰
《浙江大学学报(工学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
4
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职称材料
3
面向二进制程序的空指针解引用错误的检测方法
傅玉
邓艺
孙晓山
程亮
张阳
冯登国
《计算机学报》
EI
CSCD
北大核心
2018
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
恶意代码的符号执行树分析方法
钟金鑫
魏更宇
安靖
杨义先
《重庆大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
5
基于语义导向的软件在线升级功能逆向定位
吕小少
舒辉
康绯
黄宇垚
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
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