JP7243834B2 - ソフトウェア解析装置、ソフトウェア解析方法及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は、ソフトウェア解析装置、ソフトウェア解析方法及びコンピュータ可読媒体に関する。
ソフトウェアの不正要因を特定する技術の開発が進められている。特許文献１には、アプリケーションプログラム中の不正に動作している所定の箇所を解析始点として、当該不正動作の伝播経路を、アプリケーションプログラムの制御の流れに対して逆向きに解析する技術が開示されている。
近年、インフラや企業システムが複雑化している。このため、これらのインフラや企業システムは、様々な企業のデバイスを組み合わせて構築されることが一般的になっている。外部のメーカーから調達したソフトウェア（ファームウェア）やハードウェアにおいて、ユーザーが認知していない隠された機能や予期しない機能が発見される事例が多数報告されている。こういったことから、インフラや企業システムの構築の取り纏めを行うメーカーは、外部のメーカーから調達したソフトウェアにおいて、バックドアなどの不正な機能または不要な機能がないか検査する必要がある。しかしながら、バックドアなどの不正な機能または不要な機能の候補を抽出するために、ソフトウェアのコードと仕様書との比較を行う必要があり、手間がかかるという問題があった。
本開示の目的は、上述した課題を鑑み、上述した課題のいずれかを解決するソフトウェア解析装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様に係るソフトウェア解析装置は、ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定する機能特定手段と、前記所定機能に繋がるコントロールフローを特定するコントロールフロー特定手段と、前記ソフトウェアのコードのうち前記所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する候補抽出手段と、を備える。
本発明の第２の態様に係るソフトウェア解析方法は、ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定するステップと、前記所定機能に繋がるコントロールフローを特定するステップと、前記ソフトウェアのコードのうち前記所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出するステップと、を備える。
本発明の第３の態様に係る非一時的なコンピュータ可読媒体は、ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定するステップと、前記所定機能に繋がるコントロールフローを特定するステップと、前記ソフトウェアのコードのうち前記所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出するステップと、をコンピュータに実行させるプログラムが格納されている。
本発明によれば、ソフトウェアのコードと仕様書との比較を行うことなく、ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能の候補を抽出することができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
［実施の形態１］
以下、実施の形態１について説明する。
図１は、実施の形態１に係るソフトウェア解析装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ソフトウェア解析装置１０は、機能特定手段１１と、コントロールフロー特定手段１２と、候補抽出手段１３と、を備えている。
以下、実施の形態１について説明する。
図１は、実施の形態１に係るソフトウェア解析装置１０の構成を示すブロック図である。図１に示すように、ソフトウェア解析装置１０は、機能特定手段１１と、コントロールフロー特定手段１２と、候補抽出手段１３と、を備えている。
機能特定手段１１は、ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定する。コントロールフロー特定手段１２は、所定機能に繋がるコントロールフローを特定する。候補抽出手段１３は、ソフトウェアのコードのうち所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する。
これにより、ソフトウェアのコードと仕様書との比較を行うことなく、ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能の候補を抽出することができる。
［実施の形態２］
以下、実施の形態２について説明する。
まず、実施の形態２に係るソフトウェア解析装置の構成例について説明する。図２は、実施の形態２に係るソフトウェア解析装置１１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ソフトウェア解析装置１１０は、機能特定手段１１１と、コントロールフロー特定手段１１２と、候補抽出手段１１３と、を備えている。
以下、実施の形態２について説明する。
まず、実施の形態２に係るソフトウェア解析装置の構成例について説明する。図２は、実施の形態２に係るソフトウェア解析装置１１０の構成を示すブロック図である。図２に示すように、ソフトウェア解析装置１１０は、機能特定手段１１１と、コントロールフロー特定手段１１２と、候補抽出手段１１３と、を備えている。
機能特定手段１１１は、ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定する。ここで、所定の機能は、ソフトウェアにおける正規の機能を実行する際に必ず経由する機能、例えば、認証機能、パーサ機能、入力インターフェース、あるいはメイン関数やメイン関数の事前処理などである。なお、ソフトウェアのコード中における所定の機能を特定する方法は、所定の機能において使用されている特徴的な関数を探すなどといった、既存の方法を用いることができる。コントロールフロー特定手段１１２は、所定機能に繋がるコントロールフローを特定する。候補抽出手段１１３は、ソフトウェアのコードのうち所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する。
図３、図４及び図５は、第１コード部分、第２コード部分について説明する模式図である。
図３には、所定機能が認証機能である場合が示されている。ソフトウェアのコードのうち認証機能に繋がるコントロールフローからたどることができるノード及びコントロールフローに対応するコード部分が第２コード部分である。一方、ソフトウェアのコードのうち認証機能に繋がるコントロールフローからたどることのできないノード及びコントロールフローに対応するコード部分が第１コード部分である。認証機能は、ユーザーがソフトウェアにアクセスするユーザーのアクセス権限を確認するもので、ソフトウェアの各機能を呼び出す際に必ず経由する。つまり、ソフトウェアのコードのうち認証機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない部分は、認証を経ずに呼び出されるコードであり、不正な機能である可能性が高いといえる。
図３には、所定機能が認証機能である場合が示されている。ソフトウェアのコードのうち認証機能に繋がるコントロールフローからたどることができるノード及びコントロールフローに対応するコード部分が第２コード部分である。一方、ソフトウェアのコードのうち認証機能に繋がるコントロールフローからたどることのできないノード及びコントロールフローに対応するコード部分が第１コード部分である。認証機能は、ユーザーがソフトウェアにアクセスするユーザーのアクセス権限を確認するもので、ソフトウェアの各機能を呼び出す際に必ず経由する。つまり、ソフトウェアのコードのうち認証機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない部分は、認証を経ずに呼び出されるコードであり、不正な機能である可能性が高いといえる。
図４には、所定機能がパーサ機能である場合が示されている。ソフトウェアのコードのうちパーサ機能に繋がるコントロールフローからたどることができるノード及びコントロールフローに対応するコード部分が第２コード部分である。一方、ソフトウェアのコードのうちパーサ機能に繋がるコントロールフローからたどることのできないノード及びコントロールフローに対応するコード部分が第１コード部分である。パーサ機能は、ユーザー入力を構文解析して該当するコマンドを実行するためのものである。ソフトウェアの各機能は、必ずパーサ機能からの指令により実行される。つまり、ソフトウェアのコードのうちパーサ機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない部分は、正規のユーザーが利用する機能ではなく、不正な機能である可能性が高いといえる。
図５には、所定機能が入力インターフェースである場合が示されている。入力インターフェースとしては、例えばユーザー入力を受けとる関数や、ネットワークパケットの受信を行う関数などである。通常はこの入力インターフェースの後にパーサ機能が存在するが、パーサ機能が発見しにくい場合などには、この入力インターフェースを所定機能としてもよい。ソフトウェアのコードのうち入力インターフェースに繋がるコントロールフローからたどることができるノード及びコントロールフローに対応するコード部分が第２コード部分である。一方、ソフトウェアのコードのうち入力インターフェースに繋がるコントロールフローからたどることのできないノード及びコントロールフローに対応するコード部分が第１コード部分である。入力インターフェースに脆弱性がある場合や、その後に続く関数などに脆弱性がある場合、悪意あるユーザーの入力により、入力インターフェースからたどることができない機能に到達する可能性があり、そうした機能は不正な機能である可能性が高いといえる。
上述した機能以外を所定機能としてもよい。例えば、ソフトウェアは通常メイン関数を持ちメイン関数から各種機能の関数が呼び出される構造を持つことが多い。従って、メイン関数を所定機能として、そこから繋がるコントロールフローをたどってもよい。また、メイン関数の前に実行されるプログラムの実行準備の機能を所定機能として特定し、そこからコントロールフローをたどっても良い。
次に、ソフトウェア解析装置１１０の処理の流れについて説明する。なお、以下の説明では図２についても適宜参照する。
図５は、ソフトウェア解析装置１１０の処理の流れについて説明するフローチャートである。図５に示すように、まず、機能特定手段１１１が、ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定する（ステップＳ１０１）。続いて、コントロールフロー特定手段１１２が、所定機能に繋がるコントロールフローを特定する（ステップＳ１０２）。続いて、候補抽出手段１１３が、ソフトウェアのコードのうち所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する（ステップＳ１０３）。
次に、図５のステップＳ１０３における処理の詳細について説明する。
図７は、図５のステップＳ１０３における処理の詳細を示すフローチャートである。図７に示すように、まず、ソフトウェアのコードのうち所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできる第２コード部分を抽出する（ステップＳ２０１）。続いて、ソフトウェアの全体のコードと第２コード部分との差分を抽出し、抽出した差分を第１コード部分とする（ステップＳ２０２）。
図７は、図５のステップＳ１０３における処理の詳細を示すフローチャートである。図７に示すように、まず、ソフトウェアのコードのうち所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできる第２コード部分を抽出する（ステップＳ２０１）。続いて、ソフトウェアの全体のコードと第２コード部分との差分を抽出し、抽出した差分を第１コード部分とする（ステップＳ２０２）。
以上より、ソフトウェア解析装置１１０は、ソフトウェアのコードのうちで、正規の機能であれば実行の際に必ず経由する所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する。これにより、ソフトウェアのコードと仕様書との比較を行うことなく、ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能の候補を抽出することができる。
［参考形態１］
ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能の候補を抽出する方法として、以下に説明する参考形態も考えられる。本方法は、ソフトウェアを製作したメーカーから調達した全てのテストケースを試すことにより、当該ソフトウェアに備わっている全ての正規の機能の動作チェックを行うことができるはずである、という前提に基づくものである。
ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能の候補を抽出する方法として、以下に説明する参考形態も考えられる。本方法は、ソフトウェアを製作したメーカーから調達した全てのテストケースを試すことにより、当該ソフトウェアに備わっている全ての正規の機能の動作チェックを行うことができるはずである、という前提に基づくものである。
図８は、参考形態１に係る、ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能を特定するためのソフトウェア解析装置２１０の構成を示すブロック図である。図８に示すように、ソフトウェア解析装置２１０は、テストケース実行手段２１１と、動作機能抽出手段２１２と、候補抽出手段２１３と、を備えている。
テストケース実行手段２１１は、ソフトウェア開発者から入手した、正規の機能をチェックするためのテストケースを実行させ、動作を記録する。動作機能抽出手段２１２は、ソフトウェアのコードより、テストケースを実行させた際に動作した機能を抽出する。候補抽出手段２１３は、全ての抽出された機能のコードとソフトウェアのコードとの比較を行い、全ての抽出された機能のコードとソフトウェアのコードとの差分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する。
図９は、参考形態１に係る、ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能を特定の処理の流れについて説明するフローチャートである。図９に示すように、まず、テストケース実行手段２１１が、ソフトウェア開発者から入手した、正規の機能をチェックするためのテストケースを実行させ、動作状況を記録する（ステップＳ３０１）。続いて、動作機能抽出手段２１２が、ソフトウェアのコードより、テストケースを実行させた際に動作した機能を抽出する（ステップＳ３０２）。続いて、候補抽出手段２１３が、全ての抽出された機能のコードとソフトウェアのコードとの比較を行い、全ての抽出された機能のコードとソフトウェアのコードとの差分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する（ステップＳ３０３）。
［参考形態２］
ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能の候補を抽出する方法として、以下に説明する参考形態も考えられる。本方法は、ソフトウェアを一定期間実行すれば、当該ソフトウェアに備わっている全ての、もしくはユーザーによく使われる、正規の機能が実行されるはずである、という前提に基づくものである。
ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能の候補を抽出する方法として、以下に説明する参考形態も考えられる。本方法は、ソフトウェアを一定期間実行すれば、当該ソフトウェアに備わっている全ての、もしくはユーザーによく使われる、正規の機能が実行されるはずである、という前提に基づくものである。
図１０は、参考形態２に係る、ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能を特定するためのソフトウェア解析装置３１０の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、ソフトウェア解析装置３１０は、動作状況記録手段３１１と、動作機能抽出手段３１２と、候補抽出手段３１３と、を備えている。
動作状況記録手段３１１は、所定の期間、ソフトウェアの動作状況を記録する。動作機能抽出手段３１２は、ソフトウェアのコードより、所定の期間に動作した機能を抽出する。候補抽出手段３１３は、全ての抽出された機能のコードとソフトウェアのコードとの比較を行い、全ての抽出された機能のコードとソフトウェアのコードとの差分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する。
図１１は、参考形態２に係る、ソフトウェアのコード中に含まれる不正な機能または不要な機能を特定する処理の流れについて説明するフローチャートである。図１１に示すように、まず、動作状況記録手段３１１が、所定の期間、ソフトウェアの動作状況を記録する（ステップＳ４０１）。続いて、動作機能抽出手段３１２が、ソフトウェアのコードより、所定の期間に動作した機能を抽出する（ステップＳ４０２）。続いて、候補抽出手段３１３が、全ての抽出された機能のコードとソフトウェアのコードとの比較を行い、全ての抽出された機能のコードとソフトウェアのコードとの差分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する（ステップＳ４０３）。
上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、各処理を、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）にプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
上述の処理を実現するためのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒy）、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
１０、１１０ ソフトウェア解析装置
１１、１１１ 機能特定手段
１２、１１２ コントロールフロー特定手段
１３、１１３ 候補抽出手段
１１、１１１ 機能特定手段
１２、１１２ コントロールフロー特定手段
１３、１１３ 候補抽出手段
Claims (5)
- ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定する機能特定手段と、
前記所定機能に繋がるコントロールフローを特定するコントロールフロー特定手段と、
前記ソフトウェアのコードのうち前記所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出する候補抽出手段と、を備えるソフトウェア解析装置。 - 前記所定機能は、認証機能、ユーザー入力を構文解析して該当するコマンドを実行するためのパーサ機能、入力インターフェース、あるいはメイン関数やメイン関数の事前処理のいずれかである、請求項１に記載のソフトウェア解析装置。
- 前記第１コード部分は、前記ソフトウェアの全体のコードと、ソフトウェアのコードのうち前記所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできる第２コード部分と、の差分とする、請求項１または２に記載のソフトウェア解析装置。
- ソフトウェア解析装置により、ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定するステップと、
前記ソフトウェア解析装置により、前記所定機能に繋がるコントロールフローを特定するステップと、
前記ソフトウェア解析装置により、前記ソフトウェアのコードのうち前記所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出するステップと、を含むソフトウェア解析方法。 - ソフトウェアのコード中における予め定められた所定機能を特定するステップと、
前記所定機能に繋がるコントロールフローを特定するステップと、
前記ソフトウェアのコードのうち前記所定機能に繋がるコントロールフローからたどることのできない第１コード部分を、不正機能あるいは不要機能の候補として抽出するステップと、をコンピュータに実行させるプログラム。
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| PCT/JP2019/031466 WO2021024476A1 (ja) | 2019-08-08 | 2019-08-08 | ソフトウェア解析装置、ソフトウェア解析方法及びコンピュータ可読媒体 |
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| JPWO2021024476A1 JPWO2021024476A1 (ja) | 2021-02-11 |
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|---|---|---|---|
| JP2021537536A Active JP7243834B2 (ja) | 2019-08-08 | 2019-08-08 | ソフトウェア解析装置、ソフトウェア解析方法及びプログラム |
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2019
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