0x00 前言

经过将近2个月的时间，看完了b站上南大的静态程序分析课程，并且完成了其oj上的作业，在这里记录一下在做题过程中，遇到的一些坑点，文章不会贴源码，只记录一下思路，因此大家可以放心阅读。

PS：注册oj的邮箱是向读研的同学借的。

0x01 活跃变量分析和迭代求解器

第一题可以算作一道让学生来熟悉tai-e平台的签到题，因为具体实现算法在课程中已经讲到了，所以只需要按照作业中的提示，完成每个函数就行了。但是对于很久没做过java开发的同学来说，在实现transferNode方法的时候，可能会犯下面的低级错误：
计算OUT[B] - def[B]的值时，直接调用了out.remove(def)方法，这时虽然IN的值算出来了，但是OUT的值却被修改了，因此在最开始，需要使用out.copy()方法拷贝一份out的值，然后调用拷贝对象的remove(def)方法就可以了。

0x02 常量传播和 Worklist 求解器

这一题是分析整数类型的常量传播，题目对要程序要分析的范围划分也很明确，因此在实现transferNode方法时，仅分析DefinitionStmt语句就可以了。这道题应该是我花费时间最多的一道题，一度因为一个测试用例而WA，直到考虑了下面这个条件才AC：
对于除以 0 的情况（出现在 / 和 % 中），无论被除数是NAC，还是其他什么值，他的结果都应该是 UNDEF。

0x03 死代码检测

做这道题时，比较难处理的是SwitchStmt，因此我们需要先去了解switch语法在IR和cfg中的表现形式，相信有了前两道题的经验，大家应该也知道了IR文件都在sootOutput文件夹下，cfg会被输出到output文件夹下，后缀是.dot，需要借助Graphviz工具，使用 dot -Tpng xxx.dot -O 命令即可将.dot文件转换为png来查看，但前提是需要把pascal.taie.analysis.Tests#DUMP_CFG这个属性设置为true。相信大家借助cfg图，就会有处理SwitchStmt的思路了。

0x04 类层次结构分析与过程间常量传播

这道题实现起来比较简单的是实现类层次结构分析，比较难的是实现过程间常量传播。但最后发现，过程间常量传播只是需要花点精力来处理那4种类型的边，只要把算法设计出来，测试用例可以一把过，反而oj上的类层次结构分析的测试用例，却一直没通过，后来通过查看tai-e提供的api，最终是AC了，情况是这样的：

1、开始我没注意到DefaultCallGraph类有addReachableMethod方法，但是我注意到了他有reachableMethods这个属性，因此我就用这个属性保存了我找到的reachableMethod，然后通过遍历这个方法里所有的stmt，来获取所有的callSite，最终实现了整个算法，我手动实现的这个算法的结果肯定是没问题的，要不常量传播的测试用例不可能通过。但是在oj上，我所有的类层次结构分析的测试用例都没通过。
2、后来我改用了addReachableMethod方法来保存reachableMethod，跟进这个方法我发现他的实现跟我一样，而且他顺带也保存了方法里所有的callSite，所有直接用callGraph.callSitesIn(m)方法就可以获取m方法中所有的callSite，用这个方法最终通过了oj上所有测试用例。

0x05 指针分析

无论是非上下文敏感的指针分析，还是上下文敏感的指针分析，课程中讲的都非常清晰，因此只要把课程完整跟下来，充分理解了具体的算法，基本上都可以一次性AC，这里也没啥坑点，就不多说了。

0x06 Alias-Aware 的过程间常量传播

同上，这道题只要把作业中的描述都理解了，理解了什么是别名，然后按照作业的指引，正确处理LoadField、LoadArray、StoreField、StoreArray这4种stmt就可以了。
不过可以在initialize方法中提前保存一下每个变量的别名，以及所有静态的StoreField，和所有静态的LoadField，方便后面使用。当然这也不是必须的，也可以在后面需要这些信息的时候再实时计算，不过这种方式效率会很低。

0x07 污点分析

最后一个作业，花费了很长时间在算法设计上。
1、Sources规则比较好处理，在指针分析里合适的地方插进去就行了。
2、TaintTransfers规则同样也是需要在指针分析里合适的地方进行处理。但是这里处理的结果该怎么保存呢？这里想了很久，最终想到需要用一个图来建立污点传播的关系。这个图的数据结构可以参考PointerFlowGraph。基于污点流图，就可以在指针流图上进行污点传播了。需要注意的是，在传播污点数据时，只传播污点对象就行了，不要把普通的指针分析的对象也给传播了。
3、根据作业中给的提示，可以在collectTaintFlows()方法中实现处理 Sinks的规则。这时遍历程序所有callSite即可。当然也可以提供一个方法，用来保存所有符合Sink规则的callSite，然后插在指针分析的合适的位置，最后遍历这些callSite就行了，这样可能更高效些。

0x08 总结

这个作业几乎占用了我这两个月所有的周末，以及五一假期，不过功夫不负有心人，最终还是通关了。终究是有收获的，对静态程序分析的原理有了更深入的了解，总之继续加油吧，网安的路上，需要学习的还有很多！