Page 29 - 《软件学报》2024年第6期

陈金宝 等: DBI-Go: 动态插桩定位 Go 二进制的非法内存引用 2605

unsafe 包的不安全使用. Wang 等人 [59] 设计了 HERO, 用于检测 Go 中依赖管理导致的问题. Liu 等人 [18] 提出了
GCatch, 用于自动检测和修复 Go 中的并发问题. Chabbi 等人 [31] 使用现有的数据竞争检测器在 Uber 项目中发现
了超过 2000 个数据竞争. Li 等人 [60] 设计了 CryptoGo, 用于检测 Go 中和加解密相关 API 的误用. Zhong 等人 [17]
首次提出了使用动态二进制插桩的方式检测 Go 中的并发问题. 目前与 Go 漏洞检测相关的工作多数集中在对用
户代码的漏洞的检测, 且多与并发有关. 本文提出的 DBI-Go 是首个验证 Go 编译器生成的代码的是否满足 Go 逃
逸不变式的工具.

6.4 Go 的逃逸分析
目前 Go 中和逃逸分析的相关工作较少. Google 曾在 2015 年总结了当时 Go 逃逸分析的缺陷, 指出了其分析
的保守之处 [61] . Wang 等人 [20] 则注意到了 Go 逃逸分析的一些保守之处, 其工作使得一些对象可以绕过 Go 的逃逸
分析, 从而节省堆内存的使用.

7 总结与展望

本文主要提出了 DBI-Go, 一个用于 Go 应用程序的新型漏洞检测工具. DBI-Go 使用静态分析辅助动态二进
制插桩的分析方法, 以 Go 二进制文件为输入, 检测 Go 编译器生成的代码中是否有违反 Go 逃逸不变式的 store.
DBI-Go 使用静态分析的方法, 结合 Go 的 gcWriteBarrier 机制恢复 Go 的 store 语义. DBI-Go 的运行时回调函数在
运行时结合 Go 的 ABI 约定获得 Go 的运行时栈信息来辅助分析. DBI-Go 使用约 1 000 行 C++代码实现, 为比较
轻量的检测工具.
实验表明, DBI-Go 可以检测出目前 Go 社区已经确认的问题, 呈现了较高的漏洞覆盖率, 同时 DBI-Go 还成功
检测出一个之前未知的问题, 目前该问题已经得到 Go 官方的确认并在等待进一步修复. 在实际项目上的应用还
表明 DBI-Go 可以辅助开发人员对内存优化相关算法, 如逃逸分析算法, 进行优化和重构, 验证算法的正确性. 对
误报率的测试则表明 DBI-Go 所采取的措施可以有效地降低误报. 实验结果还表明, DBI-Go 在不同版本的 Go 编
译器编译出的二进制上都能正常工作 (Go1.11 至 Go1.20.5), 体现了较高的可扩展性. 额外开销的测试结果则表明
DBI-Go 会产生在可接受范围内的约常数倍的开销.
本文还分析了 DBI-Go 的不足之处. 未来将继续改进 DBI-Go, 以期实现更高的代码覆盖率、更高的精度以及更
小的额外开销, 并将进行更大规模, 更大范围的测试, 以期找到更多漏洞, 帮助改善 Go 语言软件的可靠性和安全性.

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