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Analisis de código estático	Héctor Toral Pallás (798095)	Darío Marcos Casalé (795306)

Analisis de código estático

El análisis de código estático es una técnica de análisis de software que se realiza sobre el código fuente sin necesidad de ejecutarlo. El objetivo de este análisis es encontrar errores en el código fuente, como por ejemplo, errores de sintaxis, errores de lógica, errores de seguridad, etc.

Programa 1

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
Division by zero	Líneas 7, 9	CWE-369	✅	✅	✅
Undefined or garbage value returned to caller	Líneas 11	CWE-232	✅	✅	✅
unused parameter (argc)	Líneas 15	CWE-563	❌	✅	❌
'atoi' is unsafe	Líneas 17	CWE-190	❌	✅	❌
Out of bounds read	Línea 17	CWE-129	❌	❌	✅

Programa 2 (C++)

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
garbage value due to array index out of bounds	Línea 5	CWE-129	✅	✅	⌛
Either the condition 'x==10' is redundant or the array 'data[2]' is accessed at index 10, which is out of bounds.	Línea 6	CWE-129	❌	✅	⌛
unused parameter (argc)	Línea 11	CWE-563	❌	✅	⌛
'atoi' used to convert a string to an integer value, but function will not report conversion errors; consider using 'strtol' instead	Línea 13	CWE-190	❌	✅	⌛

Programa 3

Este código tiene una fuga de memoria, pero sólo cuando c es 0.

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
Potential leak of memory	Línea 20	CWE-401	✅	✅	❌
unused parameter	Línea 23	CWE-563	❌	✅	❌
'atoi' used to convert a string to an integer value, but function will not report conversion errors; consider using 'strtol' instead	Línea 25	CWE-190	❌	✅	❌
Array index out of bounds (si argc < 1)	Línea 25	CWE-129	❌	❌	✅

Programa 4

En el programa 4 hay una vulnerabilidad de división por 0, ya que la función foo devuelve siempre 0, por tanto 3 / foo() es un error de división por 0.

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
Division by zero	Línea 8	CWE-369	❌	❌	✅

Programa 5

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
the value returned by this function should be used	Línea 43, 46,118	CWE-252	❌	✅	❌
'scanf' used to convert a string to an unsigned integer value	Línea 46	CWE-134	❌	✅	❌
narrowing conversion from 'unsigned int' to signed type 'char' is implementation-defined	Línea 74	CWE-196	❌	✅	❌
unused variable	Línea 112	CWE-563	❌	✅	❌
scanf() without field width limits can crash with huge input data.	Línea 118	CWE-120	❌	✅	❌
'atoi' used to convert a string to an integer value	Línea 120	CWE-190	❌	✅	❌
index out of bounds	Línea 73, 121	CWE-129	❌	❌	✅
Uninitialized left value	Línea 57, 58, 70, 73, 74, 87, 92	cwe-457	❌	❌	✅

Se ha observado lo siguiente:

• scanf() devuelve un valor entero, por lo que Codechecker ha detectado una posible vulnerabilidad en la que no se comprueba el valor devuelto por ella.

Programa 6

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
unused variable 'snake_vtable'	Línea 19	cwe-457	❌	✅	❌
the value returned by this function should be used	Línea 26	CWE-252	❌	✅	❌
Array 'cobre.name[6]' accessed at index 16, which is out of bounds.	Línea 28	CWE-129	❌	✅	✅
Uninitialized left value	Línea 28	cwe-457	❌	❌	✅

Se ha observado que Frama-C ha generado un falso positivo, ya que ha detectado un acceso fuera de límites y lo ha considerado también como un valor sin inicializar.

Programa 7

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
format string is not a string literal (potentially insecure)	Línea 11, 18	CWE-134	❌	✅	✅
the value returned by this function should be used	Línea 13	CWE-252	❌	✅	❌
narrowing conversion from 'unsigned long' to signed type 'int' is implementation-defined	Línea 16	CWE-196	❌	✅	❌
Signed overflow	Línea 13	CWE-190	❌	❌	✅
Out of bounds read	Línea 13	CWE-129	❌	❌	✅

En la línea 11 se ha detectado un falso positivo, ya que la cadena a imprimir no ha sido introducida por el usuario:

char msg[] = "Bienvenido!\n";
...
printf(msg);

Por otro lado, en el caso de la línea 18 la vulnerabilidad detectada está presente ya que la cadena buf es el resultado de concatenar los argumentos introducidos por el terminal.

También, en el caso de la línea 13, como inicialmente argc >= 0 aunque sea de tipo entero con signo, nunca se llegará a desbordar dicha variable ya que el bucle acaba cuando argc = 0. Como consecuencia de ello, la vulnerabilidad de acceso fuera de límites detectada por Frama-C también es un falso positivo

Programa 8

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
unused variable	Línea 8	CWE-563	❌	✅	❌
the value returned by this function should be used	Líneas 19 y 24	CWE-252	❌	✅	❌
Incorrect type	Línea 12, 13	CWE-704	❌	❌	✅
Uninitialized left value	Línea 12	cwe-457	❌	❌	✅

Programa 9 (C++)

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
Uninitialized variable: resp	Línea 20	CWE-665	✅	✅	⌛
variable 'resp' is used uninitialized whenever function 'main' is called	Línea 18 y 20	cwe-457	❌	✅	⌛

CodeChecker detecta también el uso de la directiva using namespace std; como un problema, pero no lo detecta como vulnerabilidad, si no como una mala práctica de estilo.

Programa 10 (C++)

Vulnerabilidades	Código	CWE	Clang	CodeChecker	frama-c
destructor of 'CommandExecutor' is public and non-virtual	Línea 8	CWE-1087	❌	✅	⌛
calling 'system' uses a command processor	Línea 12	CWE-78	❌	✅	⌛
destructor of 'Greeter' is public and non-virtual	Línea 16	CWE-1087	❌	✅	⌛
unused parameter	Línea 27 y 57	CWE-563	❌	✅	⌛
scanf() without field width limits can crash with huge input data.	Línea 35	CWE-120	❌	✅	⌛
the value returned by this function should be used	Linea 35 y 48	CWE-252	❌	✅	⌛

De nuevo, CodeChecker detecta también el uso de la directiva using namespace std; como un problema, pero no lo detecta como vulnerabilidad, si no como una mala práctica de estilo.

Bola extra

Para la bola extra se ha utilizado una calculadora de números racionales desarrollada en la asignatura de tecnología de la programación. El código de la calculadora se puede encontrar en el siguiente enlace.

Base de datos para la compilacion

compile_commands.json

[
  {
    "directory": "/home/kali/Desktop/tprog-ej-1",
    "command": "clang++ -c foo.cpp -o foo.o",
    "file": "Rational.cpp"
  },
  {
    "directory": "/home/kali/Desktop/tprog-ej-1",
    "command": "clang++ -c main.cpp -o main.o",
    "file": "Calculadora.cpp"
  }
]

Ejecución de CodeChecker

Se ha utilizado codechecker para analizar el código de la calculadora de números racionales ya que permite la automatización de análisis CTU(Cross Translation Unit).
Para ello se ha utilizado el siguiente comando:

CodeChecker analyze --ctu compile_commands.json -o reports

Visualización de los reportes generados

tree reports

Visualización de los resultados

Ahora procedemos a exportar los resultados a formato HTML

CodeChecker parse -e html -o html_out reports

Si preferimos los resultados en linea de comandos:

CodeChecker parse reports

Conclusiones

Tras haber completado la practica, podemos concluir que los resultados obtenidos por los diferentes analizadores no son muy similares, es por eso que la combinación de varios suele ser una buena práctica para el desarrollo de software seguro. Sin embargo, cabe destacar que CodeChecker es el único que permite la automatización de análisis CTU(Cross Translation Unit).

Referencias

• CrossTranslationUnit
• CWE MITRE