본 논문은 Android 프로그램의 정적 분석 방법을 논의한다. Android 프로그램 정적 분석의 목적은 오류발견, 개인정보 해킹 코드 발견, 바이러스 발견, 프로그램 분류 등등이다. 본 논문에서는 Android 프로그램의 분석을 위하여 구문 패턴 정적 분석과 프로그램으로부터 객체 다이아그람과 Flowchart 를 생성하여 프로그램 동적 실행을 추정하여 분석하는 통합된 정적 분석 방법을 논의한다. 프로그램 실행 추정 분석은 프로그램에서 객체 생성, 메소드 호출, 데이터 흐름, 실행 흐름, API 호출과 진행 과정 등을 추정하여, 구문 패턴 정적 분석만으로는 파악하지 못하는 프로그램 실행의 동적 분석이 가능하도록 한다.
다양한 실행경로가 존재하는 실시간 시스템을 이해하기 위해 정적 정보와 함께 동적 정보의 이해가 필요하다. 본 논문은 매개언어 SRL을 사용하여 정적 정보와 동적 정보를 모두 표현할 수 있는 방법을 제안했다. SRL을 통해 표현된 정적 정보와 동적 정보는 많은 시스템 이해 도구에 사용될 수 있다. 또한 동적 정보를 얻기 위한 방법으로 실제 시스템이 아닌 가상기계를 통한 가상실행을 수행함으로써 안전성이 중요한 시스템을 검증이전에 위험부담 없이 검사할 수 있다.
정적 이미지도 시간 정보를 갖는다. 그래서, 정적 이미지 데이터에 시간 정보를 반영하여 시간적으로 연관된 이미지들간의 시간 관계성을 분석하고 표현하여, 사용자가 제시하는 시간 관계의 정보 요구 사항인 질의에 적절한 처리결과를 제공하는데 활용할 필요가 있다. 본 논문은 이미지에 표현될 수 있는 시간 정보를 추출하고 이 시간 정보를 바탕으로 이미지 도메인에 메핑되는 시간 도메인을 정의하며, 이미지들간의 시간 관계성을 표현하는 표현 구조를 설계하여 이중 그래프 모델의 표현 능력을 확장한다.
정적 실행시간 분석은 직접 수행하지 않고 소스를 기반으로 실행시간을 예측하여 빠른 분석이 가능하지만 소스나 목적 파일에 포함되지 않는 정보는 분석을 수행하지 못하는 문제가 있다. 이 중에서 시스템 콜은 사용 빈도가 높지만 하드웨어나 운영체제에 따라 달라 분석이 어려워 정적 실행시간 분석대상에서 제외되었다. 따라서 본 논문에서는 디어셈블을 통해 시스템 콜의 정적 실행시간 분석을 수행할 수 있는 구조를 제안한다. 제안하는 구조는 시스템 콜을 포함한 라이브러리의 디어셈블을 통해 실행 정보를 획득하여 개발자가 작성한 소스와 함께 일관된 방식으로 실행시간을 분석할 수 있도록 하여 정적 실행시간 기법의 활용성을 높일 수 있다.
버퍼 오버플로우는 C 언어로 작성한 소프트웨어에 보안 취약점을 남기는 대표적인 원인이다. 프로그램 정적 분석기법을 통해 버퍼 오버플로우 취약점을 검출하는 방법은 버퍼 오버플로우 취약점을 활용한 다양한 보안 공격에 대한 근본적인 해결책이 될 수 있다. 본 고에서는 버퍼 오버플로우 취약점을 검출할 수 있는 몇 가지 정적 분석 도구들의 특징과 성능을 살펴보고, 보다 효율적이고 정확한 버퍼 오버플로우 정적 분석 도구를 개발하기 위한 우리의 연구 성과를 소개한다.
ELF는 실행과 링킹 형식(Executable and Linkable Format)의 약어로서, 리눅스 시스템에서 사용하는 공유 라이브러리와 실행 파일을 위한 기본 파일 형식이다. 한편 링커는 정적 링킹을 통한 목적 파일 생성 시, 정적 공유 라이브러리의 심볼 정보를 목적 파일 내 심볼 테이블에 복사한다. 이 때, 심볼 테이블은 공유 라이브러리가 제공하는 함수 이름을 포함하여 여러 가지 디버깅 관련 정보를 포함하는데, 프로그램 실행에 직접적인 영향을 미치지 않는다는 점을 이용하여 보안상 디버깅되는 것을 방지하기 위해 삭제될 수 있다. 본 논문은 심볼 테이블이 삭제된 ELF 목적 파일에서 정적 공유 라이브러리의 심볼 정보를 복구하는 방법을 제안하고 실제로 실험을 행하여 복구된 심볼 정보를 확인한다.
소프트웨어 버스마크는 프로그램을 식별하는데 사용될 수 있는 프로그램의 고유한 특징을 말한다. 본 논문에서는 정적 API 트레이스 정보를 이용하여 자바 클래스 도용을 탐지하는 방법을 제안한다. 정적 API 트레이스를 생성할 때 제어 흐름을 분석하여 버스마크의 강인성을 높였고, 트레이스를 비교할 때 준전체 정렬 방법을 사용하여 서로 다른 프로그램을 구별할 수 있는 신뢰성을 높였다. XML Parser 패키지에 대한 신뢰도와 강인도 실험 결과를 통하여 본 논문에서 제안하는 정적 API 트레이스 버스마크가 자바 클래스 도용을 탐지하는데 있어서 기존의 버스마크들보다 효과적임을 보였다.
소프트웨어 버스마크는 프로그램을 식별하는데 사용될 수 있는 프로그램의 고유한 특징을 말한다. 본 논문에서는 자바 메소드의 정적 트레이스 정보에 기반한 자바 버스마킹 기법을 제안한다. 정적 트레이스는 런타임 실행 절차를 반영한다는 점에서 동적 버스마크의 장점이 있고, 정적 분석으로 추출하기 때문에 라이브러리나 함수 단위에 적용가능하다는 정적 버스마크의 장점도 있다. 본 논문에서 제안한 버스마킹 기법을 평가하기 위해서 서로 다른 프로그램을 구별할 수 있는 신뢰도와 프로그램 최적화나 난독화에 견딜 수 있는 강인도에 대한 실험을 하였다. 실험 결과로부터 본 논문에서 제안하는 버스마크가 신뢰도를 유지하면서 기존 방법보다 강인한 버스마크임을 확인할 수 있다.
일반적으로 정적 분석은 자동으로 후 조건은 유추할 수 있지만 전조건은 유추하지 못한다. 만약 전조건을 분석할 수 있다면 프로그램을 부품 별로 분석 할 수 있게 되고 이는 계산 양을 줄이면서도 유의미한 결과를 가지는 분석을 가능하게 한다. 본 연구는 정수 구간 도메인에 한해 기존 정적 분석을 변형하여 양방향 분석정보를 토대로 전조건을 유추하는 방법을 처음으로 제시한다.
정적 슬라이싱과 동적 슬라이싱의 차이는 동적 슬라이싱은 프로그램에 주어진 입력을 가정하는 반면에 정정 슬라이싱은 입력에 대한 가정을 하지 않는다는 점이다. 동적 슬라이싱은 실행-시간 정보를 이용할 수 있으므로 정적 슬라이싱보다 적은 슬라이스를 만들 수 있으나 특정 입력 상태에만 적용될 수 있다는 제한을 갖는다. 이 논문은 초기 상태들의 집합에 대해서 프로그래을 슬라이싱하는 요약 프로그램 슬라이싱이라는 새로운 기법을 제시한다. 이 방법은 프로그램으로부터 슬라이스를 구하는데 요약 해석을 이용한다. 요약 해석을 프로그램 실행 없이 프로그램의 실행-시간 동작에 대한 안전한 정보를 제공한다. 따라서 결과적으로 얻은 요약 슬라이스는 주어진 입력 상태들의 집합에 대해서 정적으로 계산되었다는 점에서 동적 슬라이스와는 다르다. 또한 요약 프로그램 슬라이싱은 배열과 같은 자료구조를 정적 슬라이싱보다 정확하게 다룰 수 있으며 슬라이스 크기도 줄일 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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