如何跟踪方法参数？

Question

我一直在尝试为 Java 编程语言找到“跟踪方法参数”的确切术语，并且通常找到“污点分析”，但仍然不确定我是否走在正确的道路上。

我想要的是，跟踪方法的参数并查看方法的哪一部分（在范围内）执行参数效果。例如，如果将一个参数分配给另一个变量，我也想跟踪分配的变量。通过提及“部分”，它可以是控制流图的代码行、语句或分支。

我还检查了工具并遇到了Checker Framework和Findbugs，但是它们似乎并不能完全满足我想要的需求，或者我无法设法让它们满足我的需求。

请告诉我“污点分析”是否是我正在寻找的正确术语。另外，欢迎任何其他工具建议。

下面是来自 Checker Framework Live Demo 的编辑代码。我期望的是，在

processRequest()

内部，当变量

String input

被污染时，我希望收到

executeQuery()

方法内所有行的警告或错误。因为受污染的变量被传递给它的参数。

import org.checkerframework.checker.tainting.qual.*;

public class TaintingExampleWithWarnings {
    String getUserInput() {
        return "taintedStr";
    }

    void processRequest() {
        @Tainted String input = getUserInput();
        executeQuery(input); //error: pass tainted string to executeQuery()
    }

    public void executeQuery(@Untainted String input) {
        // Do some SQL Query
        String token = input + " Hello World";
        String tokens[] = token.split(" ");

        for(int i=0; i<tokens.length; i++)
        {
              System.out.println((i+1)+"String: "+tokens[i])
        }

    }


    /* To eliminate warning in line 10, replace line 10 by
     * executeQuery(validate(input)); */
    /*@Untainted*/ public String validate(String userInput) {
        // Do some validation here
        @SuppressWarnings("tainting")
        @Untainted String result = userInput;
        return result;
    }
}

Answer 1

Checker Framework 的 Tainting Checker 会针对代码的缺陷行发出警告：

% javac -g TaintingExampleWithWarnings.java -processor tainting
TaintingExampleWithWarnings.java:10: error: [argument.type.incompatible] incompatible types in argument.
        executeQuery(input); //error: pass tainted string to executeQuery()
                     ^
  found   : @Tainted String
  required: @Untainted String
1 error

这可以查明缺陷并准确指出您需要在程序中修复的内容。

我希望里面的所有行都会收到警告或错误

executeQuery()

方法

executeQuery()

的实现是正确的；这是

executeQuery()的使用

有问题。

（背景：

模块化分析是一次只使用一种方法的分析。模块化分析依赖于方法的规范。）

类型检查是模块化分析的一个例子。它的规范是用户编写的形式参数注释。

在对
• executeQuery()

   的主体进行类型检查时，类型检查器假定形式参数声明是正确的。

对
• executeQuery()

   的调用进行类型检查时，类型检查器会验证参数是否合法。

如果程序中的某处甚至存在一个类型检查错误，那么您的程序可能会表现不安全（可能在其他位置）。

如果您想知道程序中污点可能流向的所有可能位置，那么您需要使用非模块化的整个程序分析。此外，整个程序分析需要忽略程序中每个用户编写的注释。这样的分析是可以进行的，并且是合理的愿望，但您在问题中提到的工具并没有解决这个问题。