Jahresbericht informatik 2009 - KIT – Fakultät für Informatik

Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation
Compilerbaupraktikum, Programmiersprachliche Anwendungen von Maschinenbeweisern
und Semantik von Programmiersprachen. Geplant sind Veranstaltungen zur Software-
Sicherheit, zur funktionalen und logischen Programmierung sowie Veranstaltungen in
Kooperation mit den anderen Lehrstühlen des Instituts und mit dem Institut für theoretische
Informatik. Im neuen Bachelor-Studiengang Informatik übernimmt der Lehrstuhl die
Veranstaltung "Programmieren" und beteiligt sich federführend an "Praxis der
Softwareentwicklung".
Der Lehrstuhlinhaber ist als Vorsitzender des Beirates der Universitätsprofessoren der
Gesellschaft für Informatik (GIBU) auch wissenschaftspolitisch aktiv; als Sologitarrist
unterstützt er das neue Fakultätsrockprojekt "MetalMint".
Informationsflusskontrolle mit Programmabhängigkeitsgraphen
(D. Giffhorn, J. Graf)
Software kommt meistens schon als ausführbares Programm auf die Rechner. Auf welche
Daten es Zugriff bekommt, hängt von den Rechten des Benutzers ab. Was ein Programm
aber mit allen zugreifbaren Daten anstellt, bleibt meist im Verborgenen. Dieser Umstand
wird regelmäßig von Trojanern und anderer bösartiger Software ausgenutzt, die sich als
harmloses Tool tarnen, um heimlich den Benutzer auszuspionieren. Aber auch in normalen
Programmen finden sich Fehler, durch die vertrauliche Daten nach außen gelangen
können.
Informationsflusskontrolle analysiert Programme und stellt fest, ob vertrauliche Daten
ausgespäht oder manipuliert werden können. Dazu wird das Programm in verschiedene
Sicherheitsstufen, z.B. geheim und öffentlich, eingeteilt und untersucht, ob diese sich
beeinflussen können. Bisherige Verfahren sind dabei aber viel zu restriktiv, so dass auch
sehr viele harmlose, realistische Programme als unsicher eingestuft werden. Hinzu kommt,
dass sie sich meist nicht auf existierende Programmiersprachen übertragen lassen. Mit
Hilfe von sog. Programmabhängigkeitsgraphen gelingt es unserem Lehrstuhl, die
Analysegenauigkeit drastisch zu erhöhen.
Unsere Analyse vollzieht sich in mehreren Phasen: Als erstes wird das Programm analysiert
und daraus der Programmabhängigkeitsgraph erzeugt, der dann unabhängig von der
Programmiersprache weiter verarbeitet werden kann. Von der Genauigkeit dieser Analyse
hängt die Präzision des ganzen Verfahrens entscheidend ab. Deswegen wurden am
Lehrstuhl neue Verfahren entwickelt, die moderne und weit verbreitete Sprachen wie Java
oder C detailliert modellieren.
Im zweiten Schritt ist der erzeugte Graph selbst Gegenstand der Analyse: Slicing-
Verfahren traversieren ihn und bestimmen automatisch, welche Teile des Programms eine
bestimmte Stelle im Programm beeinflussen können. Als Anwendung kann man damit
bspw. in einem weiteren Schritt bestimmen, ob geheime Informationen an dubiose Kanäle
im Internet verschickt werden könnten. Werden keine solchen illegalen Beeinflussungen
entdeckt, ist das Programm garantiert sicher. Auch hier gilt es, diese Verfahren gleichzeitig
präzise und effizient zu gestalten.
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