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南大《软件分析》1.0 Introduction

第一部分还是比较友好的，由于是笔记，仅记录个人认为重要的部分。

这一部分罗列了程序语言的整个体系，其中主要分为三部分：理论，环境，应用。其中程序分析是作为应用层面非常核心的一个内容，需要理解的是程序分析实际上就是静态分析，不会去真正执行目标程序，简单来说就是用程序来分析程序的行为。

静态分析的作用

• 程序可靠性

  需要考虑空指针、内存泄漏等

• 程序安全性

  注入攻击，隐私泄露

• 编译优化

• 程序理解

  帮助一些 IDE 去理解程序

莱斯定理

“Any non-trivial property of the behavior of programs in a r.e. language is undecidable.”

r.e. 代表可递归可枚举 (recursively enumerable)

换成人话来理解就是，你想通过静态分析把一个程序分析透彻是不可能的。举个例子，比如说你想知道目标程序（实际有10个bug）有多少个 bug，静态分析能做到的就是它会尽力的去找到这些可能存在的 bug。

注意：上面这句话中的可能很妙，这就意味着静态分析技术可能会产生漏报（存在的bug没有检测出来），误报（不是bug但是认为它是bug）

其实上面的这句话就引出了，软件分析中对应的两种情况：（1）complete，（2）sound

上面这张图中的 Truth 可以理解为就是我们前面举得例子中目标程序实际的 bug，Sound 对应为它的超集，而 Complete 对应它的子集。

你可以这样认为，静态分析本身就是一个不确定性技术，它只能给出尽量靠近结果的答案，但这已经够用了，实际的生产环境中，大家都追求使结果 Sound，但不能 complete。其实这一点很容易理解，还是以前面的例子进行说明，在 Sound 的情况下，可能会产生误报，但是不会漏报，对于实际需求来说，我只要你 Sound 最后的结果包含所有实际存在的 bug 就行，误报一点也无所谓，但与之相对应的如果程序中有 bug（complete），但没检测出来，这种损失可能就比较严重了。

这里有两个概念 false negative 和 false positives，其实理解上来说分别对应前面提到的漏报和误报的情况。

另外一个就是静态分析中的两个思想：

• abstraction
• over-approximation

理解来说就是，学会抽象（doge）和过估计（宁可错杀1000也不放过1个）

思考题