Gesamt-Schlussbericht des Verbundprojektes Deutsch - CC Gmbh

� einem sprachunabhängigen Werkzeugkern, der alle für die Analyse relevanten
Methoden und Abläufe umfasst,
� spezifischen Plugin-Modulen zur Anbindung verschiedener Programmiersprachen,
� einer Präsentationskomponente zur zielgruppenspezifischen Darstellung der
Ergebnisse und
� einer Benutzeroberfläche, über welche die Benutzereingaben gesteuert und
strukturiert werden können.
Um den Implementierungsaufwand möglichst gering zu halten, verständigten sich die
Partner darauf, soweit sinnvoll und möglich bereits existierende Konzepte und Methoden bei
der Realisierung des Werkzeugs einzusetzen.
Die Bewertung verschiedener Realisierungsalternativen erfolgte im Hinblick auf den Grad
der Erfüllung der gesammelten Anforderungen. Themen waren dabei zum Beispiel die
optimale Repräsentation des analysierten Programms (z. B. mittels Quelltext, Syntaxbaum,
Kontrollflussgraph, Zwischencode), der während der Analyse gewonnenen Informationen
(z. B. relational, objektorientiert, imperativ), der Analyseregeln (z. B. logisch, mengenbasiert,
objektorientiert, programmatisch) sowie die Darstellung der Analyseergebnisse.
In Abstimmung mit allen Pojektpartnern wurde schließlich ein Ansatz auf Basis einer kontextsensitiven
Codeanalyse ausgewählt, welcher sich im Open-Source-Framework Joeq
wiederfand. Eine wichtige Rolle für die Auswahl dieses Frameworks war die in Joeq
verwendete viel versprechende Datalog- und BDD-Technologie. Dabei wird für die
Speicherung und Auswertung der Datenflussinformationen die BDD-basierte Deduktive
Datenbank "BDDBDDB" [Whaley 2004] verwendet. Zur Formulierung der logischen
Analyseregeln zur Ermittlung komplexer Zusammenhänge dient die Abfragesprache
"Datalog" (http://de.wikipedia.org/wiki/Datalog).
Das Joeq-Framework bietet Programmiersprachenunabhängkeit durch eine Intermediate
Representation (IR) basierend auf einem Quad genannten Zwischencode. Dieser stellt eine
traditionelle 2-stufige Zwischensprache mit einem Kontrollflussgraphen und einer Darstellung
der Befehle als Quads (3 Operatoren, 1 Operand) dar. Als prozessornahe registerbasierte
Darstellung vereinfacht Quad die Datenflussanalyse, die in einer stackbasierten Darstellung
durch das Stackhandling wesentlich aufwendiger wäre.
Die sprachunabhängige Darstellung Quad dient für SecFlow zudem als Schnittstelle zur
Anbindung der verschiedenen Programmiersprachen an das SecFlow-Analyseframework.
Diese Anbindung erfolgt im jeweiligen Sprachmodul durch einen – natürlich
sprachabhängigen – Compiler für die Übersetzung vom Quell- bzw. Bytecode der jeweiligen
Programmiersprache nach Quad.
Insgesamt resultierte eine modulare Werkzeugarchitektur gemäß Abbildung 1.
Die Architektur sieht vor, dass Software verschiedener Quellsprachen analysiert werden
kann. Aktuell unterstützt das Werkzeug die Programmiersprachen Java und C#, wobei
jeweils der Bytecode (JBC/Java bzw. CIL/.NET-Assembly) analysiert wird. Dieser erste
Schritt, der nicht zum SecFlow-Werkzeug gehört, sondern von konventionellen Compilern
erledigt wird, wird unter der Bezeichnung ”Preprocessing" zusammengefasst.
Die Sprachkomponente (Language Component) übersetzt den stackbasierten, sprachabhängigen
Bytecode in die registerbasierte, sprachunabhängige Zwischensprache Quad.
Der so entstehende Zwischencode dient als Schnittstelle zu nachfolgenden SecFlow-
Komponenten. Er beinhaltet die Datenbasis für die spätere Analyse.
Die Adapterkomponente (Adapter Component) übersetzt den Zwischencode in relationale
Tupel. Diese Tupel bilden im Quadcode enthaltene Zusammenhänge ab.
Datenfluss-Summaries sind Modelle externer Funktion, die nicht direkt analysiert werden
können. Sie müssen manuell spezifiziert werden. Die Summarykomponente (Summary
Component) übersetzt die Datenfluss-Summaries und macht sie damit für das Werkzeug
verfügbar.
Datei
SecFlow_Gesamtschlussbericht_V10.odt
Version
1.0
Datum
2009-02-02
Bearbeiter/in
Dana Richter
Seite
11 von 27