[pt] Programação segura é a prática de se escrever programas que são resistentes
a ataques de pessoas ou programas mal-intencionados. Os programadores de
software seguro precisam estar continuamente cientes de vulnerabilidades de
segurança ao escrever as instruções de código de um programa. Eles precisam
estar preparados para executar continuamente ações para prevenir ou removê-las
de seus programas. Neste cenário, as técnicas de análise estática foram concebidas
para encontrar vulnerabilidades no código-fonte. No entanto, a maioria das
técnicas existentes são construídas de uma maneira a incentivar a detecção de
vulnerabilidade tardiamente, apenas quando os desenvolvedores já tenham
produzido (e compilado) por completo um ou mais módulos de uma aplicação.
Portanto, esta abordagem, também conhecida como detecção tardia, não promove
programação segura, mas apenas análise retrospectiva de segurança. O atraso na
detecção de vulnerabilidades também é influenciado pela alta taxa de falsos
positivos, gerados pelo casamento de padrões, mecanismo comumente usado por
técnicas de análise estática. Esta dissertação tem dois objetivos. Em primeiro
lugar, nós propomos promover detecção de vulnerabilidades, enquanto o
desenvolvedor está editando cada instrução do programa, também conhecida
como detecção antecipada. A detecção antecipada pode aproveitar o
conhecimento do desenvolvedor sobre o contexto do código que está sendo
desenvolvido, ao contrário da detecção tardia em que os desenvolvedores
enfrentam dificuldades para lembrar detalhes do código vulnerável produzido a
horas ou semanas atrás. Nosso detector de vulnerabilidades é incorporado ao
editor de um ambiente integrado de desenvolvimento de software. Em segundo
lugar, vamos explorar uma técnica criada e comumente utilizada para a
implementação de otimizações em compiladores, chamada de análise de fluxo de
dados, doravante denominada como DFA. DFA tem a capacidade de seguir os
caminhos de um objeto, até a sua origem ou para caminhos onde o seu conteúdo
tenha sido alterado. DFA pode ser adequado para encontrar se um objeto tem um
ou mais caminhos vulneráveis. Para isso, implementamos um plugin Eclipse,
como prova de conceito, para detecção antecipada de vulnerabilidades em
programas Java. Depois disso, foram realizados dois estudos empíricos baseados
em vários sistemas da indústria para avaliar se a segurança de um código fonte
produzido pode ser melhorada através de DFA e detecção contínua de
vulnerabilidades. Nossos estudos confirmaram que: (i) análise de fluxo de dados
reduz significativamente a taxa de falsos positivos, quando comparada com
técnicas existentes, sem prejudicar o desempenho do detector, e (ii) a detecção
antecipada melhora a consciência entre os desenvolvedores e os incentiva a
corrigir vulnerabilidades de segurança prontamente. / [en] Secure programming is the practice of writing programs that are resistant to
attacks by malicious people or programs. Programmers of secure software have to
be continuously aware of security vulnerabilities when writing their program
statements. They also ought to continuously perform actions for preventing or
removing vulnerabilities from their programs. In order to support these activities,
static analysis techniques have been devised to find vulnerabilities in the source
code. However, most of these techniques are built to encourage vulnerability
detection a posteriori, only when developers have already fully produced (and
compiled) one or more modules of a program. Therefore, this approach, also
known as late detection, does not support secure programming but rather
encourages posterior security analysis. The lateness of vulnerability detection is
also influenced by the high rate of false positives, yielded by pattern matching,
the underlying mechanism used by existing static analysis techniques. The goal of
this dissertation is twofold. First, we propose to perform continuous detection of
security vulnerabilities while the developer is editing each program statement,
also known as early detection. Early detection can leverage his knowledge on the
context of the code being created, contrary to late detection when developers
struggle to recall and fix the intricacies of the vulnerable code they produced from
hours to weeks ago. Our continuous vulnerability detector is incorporated into the
editor of an integrated software development environment. Second, we explore a
technique originally created and commonly used for implementing optimizations
on compilers, called data flow analysis, hereinafter referred as DFA. DFA has the
ability to follow the path of an object until its origins or to paths where it had its
content changed. DFA might be suitable for finding if an object has a vulnerable
path. To this end, we have implemented a proof-of-concept Eclipse plugin for
continuous vulnerability detection in Java programs. We also performed two
empirical studies based on several industry-strength systems to evaluate if the
code security can be improved through DFA and early vulnerability detection.
Our studies confirmed that: (i) the use of data flow analysis significantly reduces
the rate of false positives when compared to existing techniques, without being
detrimental to the detector performance, and (ii) early detection improves the
awareness among developers and encourages programmers to fix security
vulnerabilities promptly.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:25822 |
| Date | 23 February 2016 |
| Contributors | ALESSANDRO FABRICIO GARCIA, ALESSANDRO FABRICIO GARCIA |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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