C++代码缺陷检测系统的研究与设计

论文摘要

随着信息化产业的高速发展,人们对软件系统安全性和可靠性的要求越来越高,软件测试面临着重大挑战。基于静态分析的自动化检测对提高软件质量有着极其重要的意义,它可以在软件开发的各个阶段对程序代码进行检测,有效的提高测试的质量和速度,大幅降低软件测试的成本。本文设计了一个基于XML中间承载模型的缺陷检测模型,该模型通过对程序源代码进行词法语法解析,提取程序代码中有用的状态属性信息,利用XML良好的扩展性和简洁的数据存储特性,将解析出的代码属性信息导入XML中间承载模型中。将安全编程规范中的缺陷规则用缺陷模式来描述,利用Xquery查询语言将缺陷模式转换成对应的Xquery缺陷匹配表达式,通过Xquery缺陷匹配表达式对中间承载模型进行安全检测,查找中间承载模型中与缺陷模式匹配的问题节点,最终,凭借缺陷重定位机制将缺陷精确定位到程序代码中。在此基础上,针对《MISRA C++2008》安全规则集进行了深入分析,设计了一个基于规则的缺陷自动检测系统。该系统能对C/C++语言编写的程序进行全面而准确的安全检测。经大量实际测试表明该系统能有效提高软件系统的安全性和可靠性,具有较高的使用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 研究内容
• 1.3 论文组织结构
• 2 软件测试技术
• 2.1 概述
• 2.2 软件测试的发展
• 2.3 软件测试理论与技术
• 2.4 静态测试技术
• 2.5 静态检测工具
• 2.6 本章小结
• 3 系统的理论方法研究
• 3.1 系统的设计流程
• 3.2 C++匹配承载模型
• 3.2.1 模型介绍
• 3.2.2 结构信息模型
• 3.2.3 状态信息模型
• 3.3 缺陷检测
• 3.3.1 软件缺陷定义
• 3.3.2 缺陷模式描述
• 3.3.3 形式化表示
• 3.4 缺陷状态库
• 3.4.1 XQUERY
• 3.4.2 缺陷状态库的设计
• 3.5 本章小结
• 4 代码审核系统的实现
• 4.1 系统总体结构设计
• 4.2 系统前端解析模块
• 4.2.1 预处理模块
• 4.2.2 源代码解析模块
• 4.3 系统后端检测模块
• 4.3.1 规则匹配模块
• 4.3.2 多文件解析
• 4.3.3 检测驱动模块
• 4.3.4 缺陷定位
• 4.4 本章小结
• 5 系统验证
• 5.1 系统执行验证
• 5.1.1 缺陷报告
• 5.1.2 系统运行分析
• 5.2 系统执行验证
• 5.2.1 测试用例
• 5.2.2 实验数据与结果分析
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢