Linux下缓冲区溢出检测的形式化方法研究的开题报告一、研究背景随着互联网技术的发展，网络攻击成为了严峻的安全威胁之一。缓冲区溢出漏洞是其中最常见的安全漏洞之一。缓冲区溢出漏洞是指程序中的缓冲区无法容纳输入数据时，溢出的数据会覆盖到其他内存区域，从而导致程序崩溃、执行任意代码、信息泄露等安全问题。彻底解决缓冲区溢出漏洞需要在软件开发阶段采取预防措施，例如代码审查、内存安全检查、程序测试等。而在实际应用中，很难避免出现缓冲区溢出漏洞，因此需要一种有效的检测方法对程序进行安全性分析。目前，已有多种缓冲区溢出检测方法被提出。其中，静态方法可以在代码编译时检测出缓冲区溢出问题，但这种方法的缺点是无法检测动态生成的代码；动态方法可以检测出动态生成的代码，但需要在运行时执行，不仅效率低下，而且对代码的运行环境要求非常高。因此，如何在保证检测准确率的同时降低运行时开销是当前研究的重点。二、研究内容本文研究的内容为Linux下缓冲区溢出检测的形式化方法。形式化方法是一种基于严密数学模型的、系统性的工程方法。通过数学理论的建立和推导，可以保证程序的正确性和鲁棒性。本文旨在将形式化方法应用于缓冲区溢出检测中，从而提高检测的准确性和效率。具体研究内容包括：1.缓冲区溢出漏洞的数学建模首先对缓冲区溢出漏洞进行数学建模。通过建立溢出数据对程序执行状态的影响函数，把缓冲区溢出的问题转化成求解方程的问题。2.控制流图生成与条件约束提取根据数学模型生成程序的控制流图，并提取出程序执行过程中的条件约束，以便后续的符号执行过程中进行条件的判断。3.符号执行与约束求解应用现有的符号执行工具对程序进行符号执行，得到执行过程中的符号表达式。同时结合条件约束，采用数学求解方法对符号表达式进行约束求解，以获得程序执行过程中的溢出状态。4.溢出状态的检测和分析利用求解得到的溢出状态，进行溢出漏洞的检测和分析。通过建立漏洞是否存在的判定函数，对求解得到的溢出状态进行判定。三、研究目标本文的研究目标在于提出一种基于形式化方法的Linux下缓冲区溢出检测方法，并实现一个可操作的缓冲区溢出检测工具。该工具将采用先进的符号执行技术，以保证检测的准确性。同时，采用数学建模和求解技术，以提高检测的效率。四、拟定研究计划1.毕业论文选题及开题报告的准备时间：5天。2.文献调研及整理时间：10天。3.缓冲区溢出漏洞的数学建模及控制流图、条件约束提取时间：20天。4.符号执行及溢出状态的检测分析时间：30天。5.编写并测试缓冲区溢出检测工具时间：30天。6.论文的撰写时间：30天。7.论文的修改时间：15天。8.最终论文的定稿时间：15天。总计：155天。