Dasturlarning xilma-xilligi - Software diversity

Dasturlarning xilma-xilligi dasturiy ta'minot kontekstida xilma-xillikni tushunish va muhandislik haqidagi tadqiqot sohasidir.

Hududlar

Dasturiy ta'minotning xilma-xilligi turli xilligi bo'yicha o'tkazilgan so'rovlarda xatolarga chidamliligi uchun muhokama qilinadi[1] yoki xavfsizlik uchun.[2][3] Yaqinda o'tkazilgan so'rovnoma ushbu sohadagi eng so'nggi yutuqlarga urg'u beradi.[4]

Asosiy yo'nalishlar:

Domenlar

Ko'pgina domenlarda dasturiy ta'minotni diversifikatsiya qilish mumkin:

  • o'rnatilgan tizimlar va sensorlarning dasturiy ta'minotida[6]
  • Internet-ilovalarda[7]
  • mobil ilovalarda[8]

Texnikalar

Kodni o'zgartirish

Sintetik xilma-xillikni yaratadigan avtomatlashtirilgan transformatsiya jarayonlari orqali dasturiy ta'minotning xilma-xilligini kuchaytirish mumkin. "Multicompiler" - bu diversifikatsiya dvigatelini joylashtirgan kompilyator.[9] Ko'p variantli ijro muhiti (MVEE) natijani bajarish va taqqoslash uchun variantni tanlash uchun javobgardir.[10]

Fred Koen bunday yondashuvni ilgari surganlardan biri edi. U operatsion tizimlar funktsiyalarining turli xil versiyalarining katta hajmlarini ishlab chiqarishga qaratilgan bir qator qayta yozish va kodlarni qayta tartibga solishni taklif qildi.[11] Ushbu g'oyalar yillar davomida ishlab chiqilgan va yirik dasturiy ta'minot tizimlarida asosiy funktsiyalarni himoya qilish uchun yaxlit obfuskatsiya sxemalarini qurishga olib keldi.[12]

Himoyalashning dasturiy xilma-xilligini oshirishning yana bir yondashuvi xotirani yuklash kabi ba'zi bir asosiy jarayonlarda tasodifiylikni qo'shishdan iborat. Tasodifiylik shuni anglatadiki, bitta dasturning barcha versiyalari bir-biridan farq qiladi, bu esa o'z navbatida dastur xatti-harakatlarining xilma-xilligini yaratadi. Ushbu g'oya dastlab Stefani Forrest va uning hamkasblari tomonidan taklif qilingan va tajriba qilingan.[13]

Yaqinda avtomatik dasturiy ta'minot xilma-xilligi bo'yicha olib borilayotgan ishlar dasturlarni o'zgartirishda turli xil shakllarni o'rganib chiqmoqda, ular dasturlarning xatti-harakatlarini biroz o'zgartiradi. Maqsad bitta dasturni foydalanuvchilarga o'xshash xizmatlarni ko'rsatadigan, ammo boshqa kod bilan ta'minlaydigan turli xil dasturlar populyatsiyasiga aylantirishdir.[14][15] Kodning xilma-xilligi foydalanuvchilarni barcha dasturlarni bir vaqtning o'zida ishdan chiqishi mumkin bo'lgan bitta hujumdan himoya qilishni kuchaytiradi.

Transformatsiya operatorlariga quyidagilar kiradi:[16]

  • kod tartibini tasodifiylashtirish: koddagi funktsiyalarni qayta tartiblash
  • globals layout randomization: tartib va ​​pad globals
  • stack o'zgaruvchisi randomizatsiyasi: har bir stek freymidagi o'zgaruvchilarni qayta tartiblash
  • uyma-joy tartibini randomizatsiya qilish

Turli xil dasturlar maydonini o'rganish hisob-kitob qilish uchun juda qimmat bo'lganligi sababli, ushbu tadqiqotni amalga oshirish uchun samarali strategiyalarni topish muhimdir. Buning uchun so'nggi ishlarda dasturiy ta'minot kodida plastik mintaqalar o'rganilmoqda[17]: plastik qismlar, bu qismlar dasturiy ta'minot tomonidan taqdim etilgan funktsiyalarni buzmasdan o'zgartirilishi osonroq. Ushbu mintaqalar mavjud dasturiy ta'minotda sun'iy xilma-xillikni yaratish uchun avtomatik ravishda kodni o'zgartirish orqali yo'naltirilishi mumkin.

Tabiiy dasturiy ta'minotning xilma-xilligi

Ma'lumki, ba'zi funktsiyalar bir-birining o'rnini bosadigan bir nechta dasturlarda mavjud bo'lib, bu tabiiy dasturiy ta'minotning xilma-xilligi deb nomlangan.[4] Ushbu tabiiy xilma-xillikdan foydalanish mumkin, masalan, xavfsizlikni oshirish uchun qimmatli ekanligi ko'rsatilgan bulutli tizimlar.[18] Turli xil vositalarning kuchli tomonlarini birlashtirish uchun tabiiy xilma-xillikdan ham foydalanish mumkin: masalan, ko'plab dekompilyatorlarni birlashtirsangiz, natijada meta-dekompilyer samaraliroq bo'ladi.[19]

Adabiyotlar

  1. ^ Desvart, Y .; Kanoun, K .; Lapri, J. (1998 yil iyul). Tasodifiy va qasddan qilingan xatolarga qarshi xilma-xillik. Kompyuter xavfsizligi, ishonchliligi va kafolati: ehtiyojlardan echimlargacha (katalog No. 98EX358). IEEE Comput. Soc. 171-181 betlar. CiteSeerX  10.1.1.27.9420. doi:10.1109 / csda.1998.798364. ISBN  978-0769503370. S2CID  5597924.
  2. ^ Ritsar, Jon C. (2011), "xilma-xillik", Ishonchli va tarixiy hisoblash, Kompyuter fanidan ma'ruza matnlari, 6875, Springer Berlin Heidelberg, 298-312 betlar, doi:10.1007/978-3-642-24541-1_23, ISBN  9783642245404
  3. ^ Faqat, Jeyms E .; Kornuell, Mark (2004-10-29). Monokulturalarni sindirish uchun sintetik xilma-xillikni ko'rib chiqish va tahlil qilish. ACM. 23-32 betlar. CiteSeerX  10.1.1.76.3691. doi:10.1145/1029618.1029623. ISBN  978-1581139709. S2CID  358885.
  4. ^ a b Bodri, Benua; Monperrus, Martin (2015-09-29). "Dasturiy ta'minotning xilma-xilligining ko'p qirralari: 2000 yildagi va undan keyingi davrdagi so'nggi o'zgarishlar". ACM hisoblash tadqiqotlari. 48 (1): 16. arXiv:1409.7324. doi:10.1145/2807593. ISSN  0360-0300. S2CID  215812499.
  5. ^ Sheefer, Ina; Rabiser, Rik; Klark, Deyv; Bettini, Lorenso; Benavides, Devid; Bottervek, Gets; Patxak, Animesh; Trujillo, Salvador; Villela, Karina (2012-07-28). "Dasturlarning xilma-xilligi: zamonaviylik darajasi va istiqbollari". Texnologiyalarni uzatish uchun dasturiy vositalar bo'yicha xalqaro jurnal. 14 (5): 477–495. CiteSeerX  10.1.1.645.1960. doi:10.1007 / s10009-012-0253-y. ISSN  1433-2779. S2CID  7347285.
  6. ^ Husseynzoda, Shohreh; Rauti, Sampsa; Hyrynsalmi, Sami; Leppanen, Ville (2015 yil dekabr). Obfuskatsiya va diversifikatsiya orqali narsalar Internetidagi xavfsizlik. Hisoblash, aloqa va xavfsizlik bo'yicha 2015 xalqaro konferentsiya (ICCCS). 1-5 betlar. doi:10.1109 / cccs.2015.7374189. ISBN  978-1-4673-9354-6. S2CID  9855649.
  7. ^ Allier, Simon; Barays, Olivye; Bodri, Benua; Bursiy, Yoxann; Daubert, Ervan; Fleri, Frank; Monperrus, Martin; Song, Hui; Trikoire, Maksim (2015 yil yanvar). "Veb-dasturiy ta'minot dasturlarida multitier diversifikatsiyasi". IEEE dasturi. 32 (1): 83–90. doi:10.1109 / ms.2014.150. S2CID  218184081.
  8. ^ Franz, Maykl (2010 yil 21 sentyabr). "E unibus pluram". E unibus pluram: mudofaa mexanizmi sifatida keng ko'lamli dasturiy ta'minot. 7-16 betlar. doi:10.1145/1900546.1900550. ISBN  9781450304153. S2CID  7248879.
  9. ^ "Dasturlarni avtomatlashtirilgan xilma-xilligi bilan himoya qilish". Galois, Inc. 2018-09-10. Olingan 2019-02-12.
  10. ^ Koppens, Bart; De Satter, Byorn; Volkkaert, Stijn (2018-03-01), "Ko'p variantli ijro muhitlari", Davomiy qurollanish poygasi: Hujumlar va mudofaani qayta ishlatish, ACM, 211–258 betlar, doi:10.1145/3129743.3129752, ISBN  9781970001839
  11. ^ Koen, Frederik B. (1993). "Dastur evolyutsiyasi orqali operatsion tizimni himoya qilish" (PDF). Kompyuterlar va xavfsizlik. 12 (6): 565–584. doi:10.1016/0167-4048(93)90054-9. ISSN  0167-4048.
  12. ^ Chenxi Vang; Devidson, J .; Tepalik, J .; Ritsar, J. (2001). Dasturiy ta'minot asosida omon qolish mexanizmlarini himoya qilish (PDF). Ishonchli tizimlar va tarmoqlar bo'yicha xalqaro konferentsiya materiallari. IEEE Comput. Soc. 193–202 betlar. CiteSeerX  10.1.1.1.7416. doi:10.1109 / dsn.2001.941405. ISBN  978-0769511016. S2CID  15860593.
  13. ^ Forrest, S .; Somayaji, A .; Akli, DH (1997). Turli xil kompyuter tizimlarini yaratish (PDF). Ish yuritish. Operatsion tizimlardagi issiq mavzular bo'yicha oltinchi seminar (katalog № 97TB100133). IEEE Comput. Soc. Matbuot. 67-72 betlar. CiteSeerX  10.1.1.131.3961. doi:10.1109 / hotos.1997.595185. ISBN  978-0818678349. S2CID  1332487.
  14. ^ Shulte, Erik; Fray, Zakari P.; Tez, etan; Vaymer, Uestli; Forrest, Stefani (2013-07-28). "Dastur mutatsion mutanosibligi" (PDF). Genetik dasturlash va o'zgaruvchan mashinalar. 15 (3): 281–312. arXiv:1204.4224. doi:10.1007 / s10710-013-9195-8. ISSN  1389-2576. S2CID  11520214.
  15. ^ Bodri, Benua; Allier, Simon; Monperrus, Martin (2014-07-21). Dasturiy ta'minotni sinovdan o'tkazish va tahlil qilish bo'yicha 2014 yilgi Xalqaro simpozium materiallari - ISSTA 2014. ACM. 149-159 betlar. arXiv:1401.7635. doi:10.1145/2610384.2610415. ISBN  9781450326452. S2CID  215812773. Xulosa.
  16. ^ "Avtomatlashtirilgan dasturiy ta'minotning xilma-xilligi: ba'zida ko'proq narsa xavfli emas". Galois, Inc. 2018-09-10. Olingan 2019-02-12.
  17. ^ Harrand, Nikolas; Allier, Simon; Rodriges-Kansio, Marselino; Monperrus, Martin; Bodri, Benua (2019-06-25). "Java neytral dastur variantlari orasida sayohat". Genetik dasturlash va o'zgaruvchan mashinalar. 20 (4): 531–580. arXiv:1901.02533. doi:10.1007 / s10710-019-09355-3. ISSN  1389-2576. S2CID  57759345.
  18. ^ Gorbenko, Anatoliy; Xarchenko, Vyacheslav; Tarasyuk, Olga; Romanovskiy, Aleksandr (2011), "Bosqinlarni oldini olish uchun bulutli joylashtirish muhitida xilma-xillikdan foydalanish", Kompyuter fanidan ma'ruza matnlari, Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 145-155 betlar, doi:10.1007/978-3-642-24124-6_14, ISBN  978-3-642-24123-9
  19. ^ Harrand, Nikolas; Soto-Valero, Sezar; Monperrus, Martin; Bodri, Benua (2020). "Java dekompilerining xilma-xilligi va uni meta-dekompilyatsiyaga tatbiq etish". Tizimlar va dasturiy ta'minot jurnali. 168: 110645. arXiv:2005.11315. doi:10.1016 / j.jss.2020.110645. S2CID  218870447.