從“被動檢測”到“主動預防”，上?？匕睺estGrid推出動態(tài)缺陷檢測功能模塊

在嵌入式系統(tǒng)與安全關鍵領域，如航空航天、軌道交通、自動駕駛、醫(yī)療設備，代碼缺陷可能引發(fā)災難性后果。傳統(tǒng)靜態(tài)分析僅能通過源代碼語法、結構和編碼規(guī)范發(fā)現(xiàn)問題，而復雜的系統(tǒng)級交互、多線程并發(fā)及邊界條件問題往往潛伏至后期階段，導致高昂的修正成本。

針對這一痛點，上海控安團隊在嵌入式軟件自動化測試平臺SmartRocket TestGrid中新增動態(tài)缺陷檢測（DDC）功能模塊，旨在通過形式化驗證技術實現(xiàn)代碼缺陷的早期根除，高效賦能代碼審查。

產品簡介

SmartRocket TestGrid 嵌入式軟件自動化測試平臺

SmartRocket TestGrid嵌入式軟件自動化測試平臺是專為C/C++設計的靜動態(tài)代碼分析工具，本次新增動態(tài)缺陷檢測功能模塊采用形式化驗證技術提前識別除零、移位、空指針解引用、數(shù)組越界、數(shù)據(jù)溢出、未賦值使用、共享變量沖突、不可達代碼等運行時錯誤缺陷，支持MISRA等國際編碼規(guī)范進行代碼合規(guī)質量度量，提供精準錯誤定位和修復建議，顯著縮短修復周期，降低風險成本。SmartRocket TestGrid嵌入式軟件自動化測試平臺推出的動態(tài)缺陷檢測功能模塊標志著國內代碼質量保障從“被動檢測”轉向“主動預防”，為高可靠性軟件開發(fā)提供形式化驗證領域有效的工業(yè)級解決方案。

核心技術

SmartRocket TestGrid動態(tài)缺陷檢測功能模塊基于形式化驗證方法，通過數(shù)學推理嚴格證明代碼在任意輸入和運行條件下的行為正確性，確保不存在特定類型的運行時缺陷檢測。其核心依托三大技術支柱：抽象解釋（Abstract Interpretation）、符號執(zhí)行（Symbolic Execution）和定理證明（Theorem Proving），形成一套覆蓋代碼全狀態(tài)空間的驗證體系。

· 抽象解釋是基礎框架

通過將程序變量映射到數(shù)學抽象域（如區(qū)間、集合或關系），對代碼進行超集近似分析。例如將整型變量抽象為可能取值區(qū)間，指針抽象為內存區(qū)域的合法范圍。工具通過迭代計算各代碼節(jié)點的抽象狀態(tài)，推導出所有可能的執(zhí)行路徑，從而驗證是否存在導致數(shù)組越界訪問、整數(shù)溢出、除零錯誤的操作。這一過程無需實際執(zhí)行代碼，但需平衡精度與計算復雜度。通過合理的抽象層級設計，既能避免狀態(tài)爆炸，又能捕捉關鍵錯誤模式。

· 符號執(zhí)行進一步擴展分析能力

將輸入變量視為符號而非具體值，探索代碼中所有邏輯分支的約束條件。通過結合約束求解器，工具可判斷各路徑是否可能觸發(fā)錯誤，或是否存在不可達代碼。這一技術尤其擅長處理復雜邏輯條件，如嵌套循環(huán)、非線性運算等，確保對多路徑場景的窮舉覆蓋。

· 定理證明為高階驗證提供支持

將代碼行為轉化為數(shù)學命題，通過邏輯推理驗證其與需求規(guī)范的一致性。工具通過將代碼控制流、數(shù)據(jù)流與形式化需求模型（如時序邏輯公式）進行映射，利用自動推理引擎生成證明，確保功能實現(xiàn)嚴格符合設計意圖。

此外，SmartRocket TestGrid動態(tài)缺陷檢測功能模塊還整合并發(fā)分析技術，通過建模線程調度、鎖機制和內存可見性，檢測數(shù)據(jù)競爭等并發(fā)缺陷。

工具基于形式化驗證理論，將代碼抽象為數(shù)學模型進行符號執(zhí)行分析，用符號模擬變量狀態(tài)變化，遍歷所有分支路徑生成決策樹，篩選違規(guī)節(jié)點定位缺陷。相較傳統(tǒng)測試，覆蓋全場景且提供明確反例，避免遺漏關鍵問題。其獨特優(yōu)勢在于：

· 全面性

結合抽象解釋的全局狀態(tài)推導與符號執(zhí)行的路徑敏感分析，消除傳統(tǒng)測試的覆蓋盲區(qū)。

· 數(shù)學嚴謹性

以形式化方法替代經(jīng)驗性測試，提供“無漏報”的確定性結論（如證明某錯誤絕不可能發(fā)生）。

· 可擴展性

通過分層抽象和并行計算優(yōu)化，支持大規(guī)模嵌入式代碼（如百萬行級）的驗證。

SmartRocket TestGrid動態(tài)缺陷檢測功能模塊通過上述技術的深度融合，為安全關鍵系統(tǒng)（如航空航天控制器、汽車ECU）提供數(shù)學可證明的代碼可靠性保障，成為實現(xiàn)功能安全標準（如ISO 26262、DO-178C）的核心工具。其技術路徑不僅彌補了動態(tài)測試的局限性，更在工業(yè)領域推動了形式化方法從學術理論到工程實踐的跨越。

主要功能

01數(shù)值計算錯誤預防

預防整數(shù)溢出、除零異常等計算錯誤，提出數(shù)據(jù)類型優(yōu)化建議。

02內存管理錯誤檢查

精準檢測數(shù)組越界、空指針解引用等典型錯誤，內置多線程競態(tài)條件檢測機制。

03編碼規(guī)范合規(guī)檢查

支持MISRA等標準及行業(yè)規(guī)范，確保代碼合規(guī)性，支持精準定位代碼問題位置，有助于提高代碼的可讀性和可維護性。

04數(shù)據(jù)流控制流分析

通過靜態(tài)追蹤函數(shù)調用與變量生命周期，檢測控制流死循環(huán)及數(shù)據(jù)流未初始化等問題，并生成數(shù)據(jù)流控制流分析報告。

產品優(yōu)勢

優(yōu)勢一早期風險攔截

? 在單元測試前發(fā)現(xiàn)90%以上缺陷，節(jié)省50%后期調試成本，實現(xiàn)真正意義上代碼質量“主動預防”。

優(yōu)勢二零誤報技術

? 通過形式化方法驗證，確保每項報錯均有對應真實缺陷，并對缺陷進行精準定位追蹤，避免無效工作量。

優(yōu)勢三一體化測試平臺

? 支持對規(guī)則掃描、運行時錯誤分析、單元測試、集成測試、目標機測試全流程代碼測試驗證。

優(yōu)勢四客戶定制

? 支持基于客戶實際需求，定制化生成Word、PDF、Html、Excel等多格式、多維度報告與報表。

審核編輯 黃宇