[发明专利]基于静态污点分析和符号执行的安卓应用漏洞挖掘方法

摘要

本发明公开了一种基于静态污点分析和符号执行的安卓应用漏洞挖掘方法，主要解决现有用静态污点分析方法挖掘漏洞的过程中，分析范围固定，内存消耗巨大，分析结果存在误报的问题，其实现方案是1)配置分析目标并反编译程序源码；2)对反编译的结果进行控制流分析；3)用户根据控制流分析结果选择source函数，缩减分析目标；4)依据控制流分析结果进行数据流分析，产生漏洞路径；5)采取静态符号执行技术过滤数据流分析的结果，过滤后剩下的部分作为找到的漏洞，警告用户并打印漏洞路径。本发明在现有的静态污点分析技术的基础上扩展了漏洞挖掘的范围，减少了漏洞挖掘的内存消耗，提高了漏洞挖掘结果的精确度，可用于安卓应用程序漏洞的挖掘和研究。

主权项

1.一种基于静态污点分析和符号执行的安卓应用漏洞挖掘方法，包括：1)配置分析目标并解析源码：1a)构造两个链表结构，分别用来保存用户定义在配置文件中的污染源函数source和陷入函数sink；1b)输入安卓程序源码，调用开源java语义分析工具soot对二进制源码进行逆向拆解，输出可读的中间语言代码存储在内存中；2)控制流分析：2a)调用java开源分析工具soot，输入步骤1b)生成的中间语言代码，输出函数内控制流图CFG到内存中；2b)遍历步骤2a)生成的控制流图CFG，收集其中的函数调用语句，从这些函数调用语句中直接提取出函数调用关系，用这些函数调用关系的集合作为函数调用图CG，利用该调用图CG与2a)生成的控制流图CFG共同构成过程间控制流图ICFG；2c)构造一个无参数的空函数D，把过程间控制流图ICFG中所有的入口都加入D函数中，使D成为过程间控制流图ICFG的总入口；3)用户确认source函数：3a)构造一个函数集合M，从2d)中的D函数开始，遍历过程间控制流图ICFG中除首个节点外的其它节点，并将遍历过程中遇到的全部函数加入集合M中；3b)从3a)得到的函数集合M中寻找source函数，将source函数在程序中的位置写入文本文件中，并输出给用户；3c)用户对3b)的文本文件进行选择，系统根据选择结果更新记录source函数的链表；4)数据流分析：4a)以3)中的D函数为起点，遍历过程间控制流图ICFG，每次提取图中的一个节点；4b)对4a)提取的节点进行判断，当提取到的节点包含source函数时，记录该语句节点上的变量为污染数据；4c)对4a)提取的节点进行判断，当提取到的节点不包含source函数或sink函数时，调用开源静态污点分析工具FlowDroid中的数据流函数F进行数据污染传递；4d)对4a)提取的节点进行判断，当提取到的节点包含sink函数的时，检查污染数据是否在当前的sink函数中，若是，则以当前sink函数为终点生成一条污染路径；4e)遍历完过程间控制流图ICFG后，结束数据流分析，并生成污染路径集合来记录4d)生成的所有污染路径；5)静态符号执行：5a)遍历4e)中生成的污染路径集合，每次读取一条污染路径L；5b)记录污染路径L中分支语句的条件表达式，并用字母符号替换条件表达式中的变量，生成符号表达式；5c)新建文本文件SF.smt2，按照可满足性理论2.0版本SMT2的标准格式，将5b)收集的符号表达式进行字符串拼接，并写入文本文件SF.smt2中；5d)调用微软公司的符号约束求解器Z3求解文本文件SF.smt2中的符号表达式，若求得符号表达式无解，就将当前污染路径L从污染路径集合中删除，否则不做处理；5e)求解完所有的污染路径后，若污染路径集合不为空，则警告用户程序存在漏洞，并且打印污染路径集合，若为空，则提示无漏洞。