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增强上下文的错误定位技术

软件学报 2019年第2期30卷 266-281页

作者：张卓谭庆平毛晓光雷晏常曦薛建新国防科技大学计算机学院湖南长沙410072 重庆大学大数据与软件学院重庆400044 信息物理社会可信服务计算教育部重点实验室(重庆大学) 重庆400044 上海第二工业大学计算机与信息工程学院上海200127

错误定位就是寻找程序错误的位置.现有的错误定位方法大多利用测试用例的覆盖信息,以标识一组导致程序失效的可疑语句,却忽视了这些语句相互作用导致失效的上下文.因此,提出一种增强上下文的错误定位方法Context-FL,以构建上下文的方式... 详细信息

错误定位就是寻找程序错误的位置.现有的错误定位方法大多利用测试用例的覆盖信息,以标识一组导致程序失效的可疑语句,却忽视了这些语句相互作用导致失效的上下文.因此,提出一种增强上下文的错误定位方法Context-FL,以构建上下文的方式来优化错误定位性能.Context-FL利用动态切片技术构建数据与控制相关性的错误传播上下文,显示了导致失效的语句之间传播依赖关系;然后,基于可疑值度量来区分上下文片段中不同语句的可疑度;最后,Context-FL以标记可疑值的上下文作为定位结果.实验结果表明,Context-FL优于8种典型错误定位方法.

关键词：错误定位上下文动态切片 SFL 可疑值

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融合动态与静态信息的错误定位研究

融合动态与静态信息的错误定位研究

作者：李文清中国矿业大学

学位级别：硕士

随着信息技术的快速发展,计算机软件作为信息时代的数字化基础,软件的规模和复杂性也急剧增加。因此,保证软件的质量和可靠性已成为巨大的挑战。软件测试可以帮助开发人员及时发现并修复软件中的错误。而错误定位作为测试的重要环节,往... 详细信息

随着信息技术的快速发展,计算机软件作为信息时代的数字化基础,软件的规模和复杂性也急剧增加。因此,保证软件的质量和可靠性已成为巨大的挑战。软件测试可以帮助开发人员及时发现并修复软件中的错误。而错误定位作为测试的重要环节,往往被认为是一项耗时且乏味、成本高昂的任务,开发人员需要分析和定位各种复杂的错误以确保软件的正确性和稳定性。因此,如何进一步提高错误定位方法的准确性和效率,对于软件测试至关重要。目前国内外研究人员对软件错误定位领域进行了大量的研究,并提出很多自动化错误定位技术,但仍然存在不足:(1)现有的定位方法没有充分考虑程序中的静态信息且对于复杂程序的支持有限,仅利用程序频谱信息对错误进行定位,容易误报错误。(2)现有的软件错误定位方法往往搜索空间过大,导致定位精度不高,未能充分地考虑使用动态切片中所包含的语句间前后依赖关系来缩小定位范围。针对上述问题,本文研究工作如下:(1)提出了基于频谱与语句分类的错误定位方法(SCFL),该方法首先根据基于频谱的错误定位方法(SBFL)计算语句怀疑度值,得到语句初始怀疑度值列表,其次,使用静态分析方法将源程序中的语句划分为不同语句类型,并提取语句嵌套深度及复杂度信息,为每条语句赋予初始权重,然后运用粒子群优化算法训练不同语句类型的权重,最后,以语句权重和怀疑度公式相结合的方式更新语句的初始怀疑度值列表并降序排序,检查列表以定位错误。通过对西门子数据集的七个子程序进行错误定位实验,实验结果表明,SCFL方法在错误定位的精度和效率方面均获得了显著的提升。(2)提出了基于动态切片的错误定位方法(DS-SCFL)。该方法首先使用SCFL方法得到语句怀疑度值列表,然后选择怀疑值高的可疑语句作为切入点语句,利用动态切片技术找到与切入点语句相关的语句,最后根据语句怀疑度值对切片中的语句排序,以此可以缩减需要检查的怀疑度值列表,进而缩小错误定位的范围,也降低了错误定位的成本。实验结果表明,DS-SCFL方法能有效缩减SCFL方法需要检测的代码行数,且在定位效果上优于其他现有方法。(3)设计并实现了一个融合动态与静态信息的错误定位系统,该系统为开发人员提供了简单易用的可视化操作界面,可以协助开发人员快速地进行错误定位,从而提高软件调试的效率。本文共有图17幅,表15张,参考文献81篇。

关键词：错误定位语句分类静态信息 SBFL 动态切片

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基于程序切片和深度学习的代码漏洞检测

基于程序切片和深度学习的代码漏洞检测

作者：卢跃南京邮电大学

学位级别：硕士

随着互联网的普及和软件的广泛应用,漏洞的存在可能导致严重的安全威胁和损失。在这个背景下,漏洞检测技术的发展和创新成为了保障软件系统安全性的关键。软件开发的快速发展,软件迭代速度越来越快,这意味着漏洞检测技术需要能够快速适... 详细信息

随着互联网的普及和软件的广泛应用,漏洞的存在可能导致严重的安全威胁和损失。在这个背景下,漏洞检测技术的发展和创新成为了保障软件系统安全性的关键。软件开发的快速发展,软件迭代速度越来越快,这意味着漏洞检测技术需要能够快速适应新的软件版本和更新。深度学习模型可以通过学习大量的代码和漏洞样本,从中提取特征和模式,并准确地识别和预测潜在的漏洞。然而,现有的基于深度学习的漏洞检测方法检测的粒度较粗,通常是文件级、函数级或行级别,存在准确率较低、误报率较高等问题。为了克服这些挑战并提升漏洞检测技术的性能,本研究关注于深度学习和程序切片结合的方法。针对现有基于深度学习和程序切片的漏洞检测方法仅获取代码的语义信息,存在可能无法全面准确地捕捉到潜在的漏洞的问题,研究了一种基于LLVM IR的静态切片语义与度量代码的漏洞检测方法。提出了基于LLVM IR的漏洞兴趣点检测算法,使用符号化切片工具Sym Pas来获取兴趣点的切片,通过指令级嵌入方法Inst2vec来获取IR指令的向量表示,并融合指令级切片度量紧密度、重叠度、覆盖度和认知复杂度度量,可以深入分析切片语句之间的关系和特征。构建了混合模型Res CNN-GRU来进行训练,将提取的特征进行有效融合和学习。这种混合模型能够充分利用切片的语义信息和度量信息,进一步提高了漏洞检测的性能。本文方法使用LLVM IR作为中间表示语言具有很好的适应性,充分利用切片语义和度量信息,在准确率和漏报率上有较好的表现。针对上述静态切片方法在漏洞检测中存在一些局限性,尤其是在发现特定执行条件下的漏洞方面存在不足之处,研究了基于动态切片与预训练模型的代码漏洞检测方法。动态切片技术能够反映程序的实际执行情况,它能够发现一些只有在特定执行条件下才会出现的漏洞。此外,动态切片方法能够将程序表示为更小粒度的代码块,从而更详细地捕捉代码的语义特征。使用Code BERT预训练模型将程序切片语句块表示为二维张量。把这些切片块视为灰度图像,将代码的结构和语义信息编码为像素值,能够更全面地捕捉代码的语义特征,包括局部结构和上下文信息。此外,借助计算机视觉模型Swin Transformer的特征提取能力,进一步从图像中提取关键的漏洞特征。这种方法可以更准确地进行漏洞检测,因为计算机视觉模型能够有效地学习图像中的重要特征,从而帮助准确地识别代码中的缺陷。通过结合动态切片技术和预训练模型的优势,本文的方法能够更全面地捕捉代码的语义特征和关键漏洞特征,提高代码漏洞检测的准确性并降低了误报率。本文通过实验验证了本研究提出的两种方法,实验结果表明本文的方法取得了较好的效果。降低了误报率和漏报率,提高了漏洞检测的准确性和可靠性,而且具有较好的适应性,拓展了漏洞检测的应用范围。

关键词：静态切片切片度量预训练模型动态切片 Swin Transformer

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无线传感器网络中的分簇安全数据汇聚方案

计算机工程 2019年第9期45卷 136-142页

作者：刘冰马壮陈宜栋李艳俊北京电子科技学院密码科学与技术系

为在无线传感器网络(WSN)的数据收集、处理和传输过程中降低能耗,提高数据的安全性与机密性,提出一种动态分簇安全数据汇聚算法CDSDA。对基于分簇的WSN安全数据汇聚算法CSDA进行改进,依据节点所采集数据的重要程度与节点的剩余能量,对... 详细信息

为在无线传感器网络(WSN)的数据收集、处理和传输过程中降低能耗,提高数据的安全性与机密性,提出一种动态分簇安全数据汇聚算法CDSDA。对基于分簇的WSN安全数据汇聚算法CSDA进行改进,依据节点所采集数据的重要程度与节点的剩余能量,对数据进行动态切片,在此基础上,进行簇内汇聚和簇间汇聚以得到最终结果。仿真结果表明,与CSDA算法相比,CDSDA算法在通信开销、数据正确率、数据隐私保护等方面具有较好性能。

关键词：无线传感器网络分簇结构数据汇聚动态切片隐私保护

基于关联规则Web技术的自学平台诊断系统研究

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自动化与仪器仪表 2023年第5期 119-123页

作者：杨雪晴榆林学院陕西榆林719000

针对传统英语自学平台软件复杂性增加,导致平台故障诊断准确率和定位效率降低的问题,提出一种基于关联规则web技术的自学平台故障诊断系统。首先,通过数据采集模块进行平台软件数据采集;然后采用动态切片算法计算出动态结果集的覆盖信息... 详细信息

针对传统英语自学平台软件复杂性增加,导致平台故障诊断准确率和定位效率降低的问题,提出一种基于关联规则web技术的自学平台故障诊断系统。首先,通过数据采集模块进行平台软件数据采集;然后采用动态切片算法计算出动态结果集的覆盖信息,并基于此信息构造覆盖向量矩阵,以缩小故障检查规模;之后利用关联规则算法计算语句的可疑度,将其与覆盖向量矩阵结合后构造可疑度矩阵,以实现被检查语句排序,从而提高故障定位效率;最后利用故障报告生成模块生成故障诊断结果。实验结果表明,提出的平台软件故障诊断方法的平均累积检查语句数和平均故障定位代价分别取值为511行和18.21%,相较于传统的故障诊断方法,本方法对平台软件的故障诊断准确率更高,诊断效率更快,基于此算法可有效提升故障诊断系统的定位效率,具备可行性。

关键词：初中英语关联规则动态切片故障诊断可疑度

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失效上下文统计分析的软件故障定位方法

计算机应用 2015年第3期35卷 882-885,890页

作者：王克朝王甜甜任向民贾宗福哈尔滨学院软件学院哈尔滨150086 哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院哈尔滨150001

针对程序切片方法不提供语句的可疑程度描述,而覆盖分析方法不能充分分析程序元素间的相互影响等问题,提出上下文统计分析的软件故障定位方法。首先,将源程序转换为抽象语法树和程序依赖图;接下来,插桩程序,收集运行时信息;然后,根据失... 详细信息

针对程序切片方法不提供语句的可疑程度描述,而覆盖分析方法不能充分分析程序元素间的相互影响等问题,提出上下文统计分析的软件故障定位方法。首先,将源程序转换为抽象语法树和程序依赖图;接下来,插桩程序,收集运行时信息;然后,根据失效点,执行按需的反向动态切片,确定失效产生的上下文;最后,对于反向动态切片中的节点,统计计算可疑度,输出带可疑度排序的动态程序切片。该方法不但描述了失效产生的上下文,还计算上下文中各个语句的可疑度。实验结果表明,所提方法与单一的覆盖分析方法相比,平均Expense降低了1.3%,与单一的切片方法相比,平均Expense降低了5.6%,所提方法可以有效辅助开发人员定位与修正软件缺陷。

关键词：软件调试故障定位动态切片覆盖分析失效上下文

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基于二进制重用的内存取证系统设计与实现

基于二进制重用的内存取证系统设计与实现

作者：庄铮湖南大学

学位级别：硕士

随着计算机的普及,网络犯罪和利用计算机的犯罪的规模和数量迅速增加,然而计算机取证学却因为立法滞后、缺乏专业性知识而发展缓慢。早期的计算机取证聚焦于对硬盘的取证,通过断电获取硬盘之后使用各种硬盘恢复手段尝试恢复硬盘内加密... 详细信息

随着计算机的普及,网络犯罪和利用计算机的犯罪的规模和数量迅速增加,然而计算机取证学却因为立法滞后、缺乏专业性知识而发展缓慢。早期的计算机取证聚焦于对硬盘的取证,通过断电获取硬盘之后使用各种硬盘恢复手段尝试恢复硬盘内加密或者被抹除的数据。但是断电的操作往往会直接造成内存数据的丢失,而内存状态保存着计算机最真实的信息。然而当前的内存取证方式往往是基于签名的内存映像扫描,通过分析相同类型数据的不同实例,尝试寻找出其中相同的属性,用以在内存中扫描和提取调查人员感兴趣的数据结构的实例。但是一个无法回避的问题是,即便非常了解数据结构的语法和语义,相关分析人员也可能无法解释数据结构包含的具体信息,特别是对于具有特定应用编码的数据结构(例如图像、表格、账号密码和格式化文件的数据结构)这种情形非常常见,即使调查人员可能知道缓冲区正在保存照片图像,但仍然无法渲染和理解图像的内容。本文系统的设计理念基于这样一种观察:定义数据结构的应用程序通常自身包含解释和渲染逻辑,以便为该数据结构生成易于理解的输出。因此,通过识别并重用程序二进制文件中的这种逻辑,创建一个扫描和渲染的工具,便可用于在内存映像中还原数据结构的实例。与基于签名的方法不同,它避免了对数据结构签名的逆向工程。在实验中,通过对各种应用程序二进制文件的评估,表明系统能够以高准确度恢复各种应用程序数据,例如图片、图形、屏幕截图、用户账户密码以及格式化的文件和通讯软件信息,通过这种处理方法,数据的原始内容将有更高的说服力。本文的主要工作如下:首先,本文提出了一个对动态切片进行出口点指令识别和定位的算法,可以通过替换指针指向实现对任意内存地址进行渲染;其次,本文设计和实现了一个基于二进制程序重用的内存取证系统,使得内存扫描和还原可以在无需源代码的情况下工作,并且相对于之前的研究,可以生成信息的原始形式,帮助不具备阅读特定数据结构的专业知识的调查人员理解数据结构中包含的信息。最后,本文通过实验使用多种类型的程序分析了二进制重用模块和扫描器的性能,对于某些在数据上不理想的程序的形成原因做了分析和探讨。

关键词：内存取证二进制重用逆向工程内存扫描动态切片

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数字城市电子地图瓦片更新系统的设计与实现

地理空间信息 2016年第8期14卷 38-40页

作者：李福洪朱雪虹张书亮江苏省基础地理信息中心江苏南京210013 南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室江苏南京210023 江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏南京210023

研究和设计了数字城市电子地图瓦片更新系统,实现了电子地图数据、服务、瓦片的一体化管理与动态切片等功能,减少了地图服务运维代价,解决了瓦片数据管理中的历史追溯与推演的问题。

关键词：数字城市地图瓦片动态切片

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基于程序行为特征比较的谓词切换排序

计算机系统应用 2012年第11期21卷 198-201,207页

作者：苏欣缪力湖南大学信息科学与工程学院长沙410082

谓词切换(Predicate Switching)通过动态改变程序中的谓词判断语句状态观察程序运行结果的变化,分析可能与错误相关的关键谓词判断语句,从而实现辅助错误定位.谓词判断语句排序算法决定了谓词切换定位关键谓词判断语句的效率.已有的排... 详细信息

谓词切换(Predicate Switching)通过动态改变程序中的谓词判断语句状态观察程序运行结果的变化,分析可能与错误相关的关键谓词判断语句,从而实现辅助错误定位.谓词判断语句排序算法决定了谓词切换定位关键谓词判断语句的效率.已有的排序算法如LEFS算法定位效率较低;PRIOR算法虽然提高了定位效率,但必须首先做程序动态切片找寻与错误相关的谓词判断语句集合,而后建立程序依赖图以定义谓词判断语句的优先级,这个过程需要花费大量的时间,且算法复杂度较高.在这两种算法基础上提出一种新的改进排序算法,首先通过对比成功和失败的测试用例在运行中所展现出来不同程序行为特征,以此定义谓词判断语句的优先级,然后对不同优先级别的谓词根据执行先后顺序进行反向排序.基于基准测试集Siemens Suite的程序进行了实验,结果表明本文的排序算法与LEFS算法相比定位效率更高,与PRIOR算法相比减少定义谓词优先级的耗费,且算法更易于实现.

关键词：谓词切换动态切片程序特征