【摘要】：Web應用是一種客戶端(或用戶界面)運行于一個Web瀏覽器上的軟件應用。一個前端Web應用程序包括HTML頁面、CSS樣式文件以及相關的JavaScript腳本等。AJAX(Asynchronous Javascript And XML)是 Web 應用中異步調用的最普遍、最有效的實現,但異步調用的回調機制在增加客戶端處理事務吞吐量的同時,會造成瀏覽器端和服務器端之間的并發(fā)缺陷。Web應用原子性違反是一類特殊的并發(fā)缺陷:原子區(qū)域被異步事件的回調機制打斷的操作。異步事件的觸發(fā)和回調執(zhí)行在一個原子區(qū)域上的操作應該是連續(xù)的,而當這一連續(xù)的原子性操作間產生一個異步請求行為,使得當前異步事件和另一個異步事件的回調操作間的順序變成不確定,最終影響輸出結果,并可能造成商品超賣、系統(tǒng)崩潰等嚴重問題�，F有研究通常采用靜態(tài)分析方法進行Web應用原子性違反檢測,具有高覆蓋率的優(yōu)點,但還存在精確度低、不能分析JavaScript動態(tài)特性等不足。為此,根據JavaScript的特性和動態(tài)分析框架Jalangi,我們實現了一種結合動態(tài)分析和約束求解的JavaScript原子性違反檢測及定位工具AVChecker(Atomicity Violation Checker的縮寫)。AVChecker包括5大模塊:動態(tài)插樁、原子區(qū)域識別、原子性違反檢測、事件建模和原子性違反定位,各部分功能如下:(1)動態(tài)插樁模塊首先通過插樁記錄數據流和控制流信息,然后提取Web應用程序中與JavaScript函數相關的一些元素信息,包括XHR對象、對應DOM調用的API、匿名回調函數等。(2)原子區(qū)域識別模塊主要分析JavaScript函數的調用關系,包括回調函數的調用,然后識別出回調階段完整的函數執(zhí)行鏈,用于識別出三種類型的原子區(qū)域:HTML,CSS 和 JavaScript。(3)原子性違反檢測模塊首先構造活動間事件約束,包括事件間的原子區(qū)域約束和事件內的函數約束,然后對約束進行重新編碼,再將SMT求解器作為求解工具來檢測是否存在原子性違反。(4)事件建模模塊主要將收集到的Trace中信息轉換為一個完整的事件模型Aevent,包括對XHR對象的建模、DOM元素的識別和提取以及JavaScript 回調函數的處理。(5)原子性違反定位模塊實現了細粒度的并發(fā)缺陷定位,即首先采用有限狀態(tài)自動機表達AJAX的周期,并根據動態(tài)事件模型Aevent,設計規(guī)則將Trace轉換成基于Aevent的Trace,再依據檢測到的原子性違反結果定位到造成違反的Aevent 事件對 TAP。實驗中的網站選自Alexa-top500,我們從中選取了 22個包含穩(wěn)定原子性違反的網站。實驗結果表明:AVChecker可以有效檢測出Web應用中基于AJAX的原子性違反,誤報率較低(18%);準確率可達到81.96%,好于現有的檢測工具EventRacer,并且能檢測出更多DOM類型的問題(175個VS94個)。定位實驗結果表明我們算法的定位成功率達到84.5%。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP393.09

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本文編號：2537307