Исследование и разработка системы автоматического обнаружения дефектов в исходном коде программного обеспечения

• Осуществлены патентные исследования
• Проведён выбор и обоснование принятых направлений исследований и способов решения задач анализа исходного кода программного систем.
• Проанализированы стандарты в области уязвимостей программных систем и проведена классификация дефектов и уязвимостей программного обеспечения.
• Исследованы существующие методы анализа программного обеспечения, в частности, методы автоматизированного выявления уязвимостей в исходном коде.
• Проведено сопоставление ожидаемых показателей системы обнаружения дефектов, реализующей результаты НИР, и показателей существующих систем.
• Разработана общая методика проведения исследований.
• Проведена Экспертная оценка характеристик специфицированных средств обнаружения дефектов
• Проведены мероприятия по участию в научно-технической конференции, начаты работы по подготовке диссертационной работы, публикаций.
• Подготовлена отчетная документация за первый этап работ.

2.1. Результаты работы на отчетном этапе:
• уточнено множество дефектов, обнаруживаемых с помощью экспериментального образца;
• в качестве базовой теории для решения задачи поиска специфицированных дефектов выбрана теория решеток;
• разработана модель исходного кода программы, включающая:
a. SSA-представление исходного кода (Static Single Assignment), характеризующееся сокращенным набором инструкций управления потоком исполнения, однократным присваиванием для каждой переменной, использованием трёхоперандного кода для записи операций;
b. дополнительную информацию об объявлениях глобальных и статических переменных, используемых типах, сигнатурах функций, именах полей структур, классов, объединений;
c. семантические дуги (например, связывающие вызовы функций с их определениями).
• предложено расширение модели программы за счет внесения дополнительной информации с помощью аннотирования функций и ресурсов программы;
• предложен метод обнаружения дефектов в исходном коде на языках C/C++, включающая в себя:
a. разбор исходного кода и представление его в виде абстрактного синтаксического дерева;
b. построение модели исходного кода программы на основе SSA-представления;
c. итеративный алгоритм, представляющий собой последовательное выполнение базовых алгоритмов анализа;
d. базовые алгоритмы: алгоритм интервального анализа, алгоритм анализа указателей на объекты и функции и алгоритм построения графа потока управления;
e. использование репозитория объектов, обеспечивающего хранение результатов анализа и обеспечивающего взаимодействие между отдельными алгоритмами;
f. алгоритм восстановления путей, уточняющий решения, полученные базовыми алгоритмами анализа;
g. алгоритмы обнаружения специфицированных дефектов.
• проведена оценка вычислительной сложности разработанных алгоритмов (необходимое время анализа на данном этапе оценивается единицами часов для программы, содержащей до ста тысяч строк исходного кода);
• выполнена оценка возможности применения разработанного метода для других языков программирования, а именно, для языков Pascal/Delphi, Java, C#.
2.2. Новизна научных, конструкторских или технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень:
• разработаны алгоритмы анализа указателей и интервального анализа, обеспечивающие полный и точный анализ программ;
• предложены пути повышения эффективности поиска дефектов, а именно:
o итеративный алгоритм на основе базовых алгоритмов, позволяющий гибко варьировать соотношение между точностью обнаружения дефектов и временем выполнения анализа;
o алгоритм восстановления путей, позволяющий повысить точность получаемых результатов;
o для обеспечения анализа сложных конструкций языков C/C++ разработаны эвристики;
o для ограничения вычислительной сложности разработанные алгоритмы предусматривают параметризацию.
2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии проведения работы на отчетном этапе: выполнялись теоретические исследования поставленных задач, включающие в себя разработку метода, модели и алгоритмов обнаружения дефектов в исходного коде на языке C/C++.
2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном этапе: отсутствуют.

Разработан экспериментальный образец САОД. Проведены экспериментальные исследования экспериментального образца САОД. Проведена доработка экспериментального образца САОД по результатам экспериментальных исследований.

Реализована подсистема формирования отчетов об обнаруженных дефектах. Проведена оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Проведена оценка возможности создания конкурентоспособной системы автоматического обнаружения дефектов и разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР. Реализованы мероприятия по достижению технико-экономических показателей. Разработан проект ТЗ на выполнение ОКР