정적 프로그램 분석

3. 정적 분석 툴의 종류

객체 관리 그룹(OMG)은 소프트웨어 품질 측정 및 평가에 필요한 소프트웨어 분석 유형에 관한 연구를 발표했다. "CISQ 권고에 따라 복원력 있고 안전하며 효율적이며 쉽게 변경 가능한 IT 시스템을 제공하는 방법"이라는 문서에서는 소프트웨어 분석을 세 가지 수준으로 설명한다.^[40][13]

• '''유닛 레벨:''' 프로그램 문맥과의 연결 없이 특정한 프로그램 안이나 서브루틴에서 발생하는 분석.
• '''기술 레벨:''' 문제를 찾고 명백한 긍정오류를 피하기 위해서, 전체 프로그램의 전체적이고 의미적인 관점을 얻기 위하여 유닛 프로그램들 간의 상호작용들을 고려하는 분석.
• '''시스템 레벨:''' 유닛 프로그램들 간의 상호작용들은 고려하지만 한 기술이나 한 언어에 제한되지 않는 분석.

• '''미션/비즈니스 수준:''' 엔터프라이즈 또는 프로그램/미션 수준 활동의 일부로 소프트웨어 시스템 내에서 운영을 위해 구현된 비즈니스/미션 계층 용어, 규칙 및 프로세스를 고려하는 분석. 이러한 요소는 특정 기술 또는 프로그래밍 언어로 제한되지 않고 구현되며, 많은 경우 여러 언어로 분산되지만 미션 보장을 위한 시스템 이해를 위해 정적으로 추출 및 분석된다.

4. 정적 분석의 활용 분야

정적 분석은 다양한 산업 분야에서 활용되며, 특히 안전이 매우 중요한 시스템에서 그 중요성이 강조된다.

• 의료 소프트웨어: 미국 식품의약국(FDA)은 의료 기기에 대한 정적 분석 사용을 확인했다.^[6]
• 원자력 소프트웨어: 영국의 원자력 규제청(ONR)은 원자로 보호 시스템에 대한 정적 분석 사용을 권장한다.^[7]
• 항공 소프트웨어: 동적 분석과 함께 사용되어 안전성을 높인다.^[8]
• 자동차 및 기계: 기능 안전 기능은 각 자동차 제품 개발 단계의 필수적인 부분이다. (ISO 26262, 섹션 8)
• 애플리케이션 보안: 정적 애플리케이션 보안 테스트(SAST)는 보안 개발 수명 주기(SDL)의 중요한 부분이다.^[11]

5. 정형 방법론

정형 방법론은 엄격한 수학적 방법을 사용하여 소프트웨어의 정확성을 검증하는 방법이다. 정지 문제에 대한 간단한 축약으로, 임의의 프로그램에서 모든 가능한 런타임 에러를 찾는 것은 결정 불가능하다고 증명될 수 있다. (임의의 프로그램이 런타임 에러를 보이든지 아니든지 항상 정확한 답을 하는 수학적 방법론은 존재하지 않는다.) 이 결과는 쿠르트 괴델이나 앨런 튜링의 연구에서부터 시작된다.^[41] 많은 결정 불가능한 질문 중에서 유용한 근사해를 얻는 시도는 가능하다.

정형 정적 분석의 구현 기술에는 다음이 포함된다.^[41]

• 모델 확인은 시스템이 유한 상태를 갖거나, 추상화에 의해 유한 상태로 될 수 있다고 여긴다.
• 데이터 흐름 분석은 가능한 값들의 집합에 대한 정보를 모으는 격자 기반 기법이다.
• 요약 해석
• 흰서리 논리
• 기호 실행은 코드의 특정 시점에서 변이된 변수들의 값을 표현하는 수학적 표현을 끌어낼 때 사용된다.

6. 데이터 기반 정적 분석

데이터 기반 정적 분석은 광범위한 코드베이스를 활용하여 코딩 규칙을 추론하고 분석의 정확성을 향상시킨다.^[16][17] 예를 들어, 깃허브에서 사용 가능한 모든 Java 오픈 소스 패키지를 사용하여 훌륭한 분석 전략을 학습할 수 있다. 규칙 추론에는 기계 학습 기법을 사용할 수 있다.^[18] 또한, 과거의 많은 수정 사항과 경고로부터 학습하는 것도 가능하다.^[16]

7. 자동 해결

정적 분석기는 경고를 생성한다. 특정 유형의 경고에 대해서는 자동화된 해결 기술을 설계하고 구현하는 것이 가능하다. 예를 들어, Logozzo와 Ball은 C# ''cccheck''에 대한 자동화된 해결 방안을 제안했다.^[19]

8. 정적 코드 분석 도구

다양한 프로그래밍 언어에 대한 정적 코드 분석 도구들이 존재한다.

참조

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_[2] 학술지 A survey on automated dynamic malware-analysis techniques and tools https://doi.org/10.1[...] 2008-03-05
_[3] 학술지 Just enough semantics: An information theoretic approach for IR-based software bug localization https://linkinghub.e[...] 2018-01-01
_[4] 간행물 Software Quality Objectives for Source Code http://web1.see.asso[...] 2010
_[5] 간행물 Improving Software Security with Precise Static and Runtime Analysis http://research.micr[...] Benjamin Livshits 2006
_[6] 웹사이트 Infusion Pump Software Safety Research at FDA https://www.fda.gov/[...] Food and Drug Administration 2010-09-08
_[7] 웹사이트 Computer based safety systems http://www.hse.gov.u[...] 2013-05-15
_[8] 간행물 Position Paper CAST-9. Considerations for Evaluating Safety Engineering Approaches to Software Assurance http://www.faa.gov/a[...] FAA, Certification Authorities Software Team (CAST) 2002-01
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_[10] 논문 Empirical study of tool support in highly distributed research projects https://ieeexplore.i[...] IEEE 2010
_[11] 서적 The Security Development Lifecycle: SDL: A Process for Developing Demonstrably More Secure Software Microsoft Press 2006
_[12] 간행물 Deploying Static Application Security Testing on a Large Scale https://www.brucker.[...] 2014
_[13] 웹사이트 OMG Whitepaper | CISQ - Consortium for Information & Software Quality http://www.omg.org/C[...] 2013-10-18
_[14] 웹사이트 A Survey of Automated Techniques for Formal Software Verification http://www.kroening.[...] Transactions On CAD 2015-05-11
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_[17] 서적 Evaluation and Assessment in Software Engineering Association for Computing Machinery 2021-06-21
_[18] 서적 Proceedings of the 2015 ACM SIGPLAN International Conference on Object-Oriented Programming, Systems, Languages, and Applications - OOPSLA 2015 https://ora.ox.ac.uk[...]
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_[20] 문서 Industrial Perspective on Static Analysis 1995-03
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_[26] 웹사이트 Automated Defect Prevention for Embedded Software Quality http://blog.parasoft[...] VDC Research 2012-04-10
_[27] 웹사이트 A Formal Methods-based verification approach to medical device software analysis http://embeddeddsp.e[...] Embedded Systems Design 2010-09-09
_[28] 문서 多言語(17)混在のシステムでの横断的解析が可能
_[29] 문서 C/C++ code analyzers | Microsoft Learn https://learn.micros[...]
_[30] 문서 Clang-Tidy — Extra Clang Tools git documentation https://clang.llvm.o[...]
_[31] 문서 PhpMetrics, static analysis for PHP - by Jean-François Lépine https://www.phpmetri[...]
_[32] 문서 Find and fix problems in your JavaScript code - ESLint - Pluggable JavaScript Linter https://eslint.org/
_[33] 저널인용 Industrial Perspective on Static Analysis. http://www.ida.liu.s[...] 1995-03
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_[37] 논문 Prause, Christian R., René Reiners, and Silviya Dencheva
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