静态代码扫描 (二)——PMD 自定义规则实践
2017-06-05 本文已影响50人
Qtest
上篇文章用一个简单的规则举例，帮助大家快速了解如何自定义规则。接下来我们开始使用更为复杂的例子进行实践。
我还是以自定义规则的思路逐步讲解，但是不会和上篇一样解释的非常详细，很多细节希望大家能够进行思考后获得恍然大悟的感觉：
1. 明确想要自定义的规则。
需要自定义的规则大多来自开发的需求。这次举例的规则是：
Log日志文件中不要输出敏感信息。根据过往的代码样本总结出可定义为敏感信息的字段包括：
- pid
- uid
- imei
- classname
- getLocalClassName
- getPackageCodePath
- getPackagePath
- android.os.Process.myPid
- android.os.Process.myUid
- android.os.Process.getUidForName
其中有些是字符串，有些是获取特定字段的方法，所涉及的主要是手机相关信息、类名、代码路径等。
2. 列举会触犯这种规则的所有不同的写法。
错误样例的代码：
public class TestLog{
static Logger Log = Logger.getLogger("log");
static boolean DEBUG = true;
static boolean DEBUG1 = false;
public static void main(String []args){
Context cont = activity.getApplicationContext();
String classname = activity.getLocalClassName();
String pcodeName = cont.getPackageCodePath();
int id= android.os.Process.myPid();
String pid =String.valueOf(id);
int uicd= android.os.Process.myUid();
String uid = String.valueOf(uicd);
int idname= android.os.Process.getUidForName("pay");
String imei = ((TelephonyManager)getSystemService(TELEPHONY_SERVICE)).getDeviceId();
int bbq=activity.getLocalClassName();
Log.i("classname", classname);//触发规则
Log.i("pcodeName", pcodeName);//触发规则
Log.i("pid", pid);//触发规则
Log.i("uid", uid);//触发规则
Log.i("imei", imei); //触发规则
Log.i("imei", imei.length);
Log.i("imei", imei.size());
Log.i("imei:", activity.getLocalClassName());//触发规则
Log.i("imei:", MYUUID);
Log.i("imei:", imei.toString());//触发规则
Log.i("imei:", ab.imei.toString());//触发规则
Log.i("imei:", bbq);//触发规则
Log.i("imei:", idname);//触发规则
Log.i("imei:", id);//触发规则
Log.i("imei:", uicd);//触发规则
Log.i("imei:", pcodeName);//触发规则
Log.i("imei:", 101);
if (DEBUG) {
Log.i("imei", imei);//触发规则
}
if (DEBUG1) {
Log.i("imei", imei);
}
}
}
我在代码中标记出了触发规则的代码，大家可以根据代码前后文理解这些代码语句输出了什么敏感信息。
3. 使用designer.bat分析所有写法的抽象语法树的特点。
在语法树分析阶段，就得把这些触发错误的各种代码进行归类。
a. 在日志中直接输出敏感信息字符串。
b. 日志中直接输出敏感信息字符串做了处理。
c. 日志中输出的变量在前文中被赋值敏感信息。
d. 日志被日志开关包裹，开关为true时，才会输出敏感信息。
4. 编写规则代码捕捉这种特点。
package net.sourceforge.pmd.lang.java.rule.androidredline;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;
import org.jaxen.JaxenException;
import net.sourceforge.pmd.RuleContext;
import net.sourceforge.pmd.lang.ast.Node;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTBlockStatement;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTBooleanLiteral;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTCompilationUnit;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTExpression;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTFormalParameter;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTIfStatement;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTName;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTPrimaryPrefix;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTStatementExpression;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTType;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTVariableDeclarator;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTVariableDeclaratorId;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.ast.ASTVariableInitializer;
import net.sourceforge.pmd.lang.java.rule.AbstractJavaRule;
/**
* @author yuanwei
* @category log中敏感信息泄露检测
*/
public class LogBlockRule extends AbstractJavaRule {
private static Set<String> SensitiveStrings = new HashSet<String>();
private List<ASTName> astNamewithLog =(List<ASTName>)new ArrayList<ASTName>();
private List<ASTName> SASTNames =(List<ASTName>)new ArrayList<ASTName>();
private List<ASTVariableDeclaratorId> SensitiveVariables =(List<ASTVariableDeclaratorId>)new ArrayList<ASTVariableDeclaratorId>();
private List<String> BooleanStrings=new ArrayList<String>();
static {
SensitiveStrings.add("classname");
SensitiveStrings.add("pid");
SensitiveStrings.add("uid");
SensitiveStrings.add("imei");
SensitiveStrings.add("getLocalClassName");
SensitiveStrings.add("getPackageCodePath");
SensitiveStrings.add("getPackagePath");
SensitiveStrings.add("android.os.Process.myPid");
SensitiveStrings.add("android.os.Process.myUid");
SensitiveStrings.add("android.os.Process.getUidForName");
}
@Override
public Object visit(ASTCompilationUnit node, Object data) {
checkLogRule(node,data);
return super.visit(node, data);
}
@SuppressWarnings("unchecked")
private void checkLogRule(Node node,Object data) {
//long start = System.currentTimeMillis();
String xpathBoolean = ".//FieldDeclaration/VariableDeclarator/VariableInitializer/Expression/PrimaryExpression"
+"/PrimaryPrefix/Literal/BooleanLiteral[@True='true']";
pickUpLogMethods(node); //遍历找出源代码中的log.*代码
if(!this.astNamewithLog.isEmpty()){
try {
List<ASTBooleanLiteral> xpathBooleanStringNames = (List<ASTBooleanLiteral>) node.findChildNodesWithXPath(xpathBoolean);
if(xpathBooleanStringNames.size()>0){
for(ASTBooleanLiteral booleanLiteral:xpathBooleanStringNames){
ASTVariableDeclarator variableDeclarator = booleanLiteral.getFirstParentOfType(ASTVariableDeclarator.class);
ASTVariableDeclaratorId variableDeclaratorId = variableDeclarator.getFirstChildOfType(ASTVariableDeclaratorId.class);
this.BooleanStrings.add(variableDeclaratorId.getImage());
}
}
List<ASTName> xpathLogNames = this.astNamewithLog;
if(xpathLogNames.size()>0){
for(ASTName name:xpathLogNames){
String imageString = name.getImage();
if(imageString!=null && imageString.contains("Log.")){
ASTIfStatement ifStatement=name.getFirstParentOfType(ASTIfStatement.class);
ASTBlockStatement blockStatement=name.getFirstParentOfType(ASTBlockStatement.class);
List<ASTName> names2=(List<ASTName>) blockStatement.findDescendantsOfType(ASTName.class);
if(names2.size()>0){
for(ASTName name2:names2){
if(name2!=null){
String imageString2=name2.getImage();
boolean sflag=CheckIsSensitiveString(imageString2);
//当前没发现包含敏感信息，把该ASTName节点存储后续解析
if (!sflag) {
this.SASTNames.add(name2);
}
//当前发现包含敏感信息，确认是否被if包围
if (sflag) {
//被if判断包围，确认判断条件是否为true
if(ifStatement!=null){
ASTExpression astExpression=ifStatement.getFirstDescendantOfType(ASTExpression.class);
ASTName astName =astExpression.getFirstDescendantOfType(ASTName.class);
if(astName!=null){
String astNameString=astName.getImage();
//判断条件的值为true
if(this.BooleanStrings.size()>0 && this.BooleanStrings.contains(astNameString)){
addViolation(data, name2);
}
}
}else {
//没有被if判断包围，触发规则
addViolation(data, name2);
}
}
}
}
}
}
}
}
//第二层敏感信息监测
List<ASTVariableDeclaratorId> variableDeclaratorIds = node.findDescendantsOfType(ASTVariableDeclaratorId.class);
//找出定义的所有变量
if (variableDeclaratorIds.size()>0) {
for(ASTVariableDeclaratorId variableDeclaratorId:variableDeclaratorIds){
ASTType type = variableDeclaratorId.getTypeNode();
if(!(type.jjtGetParent() instanceof ASTFormalParameter)){
ASTName astName=variableDeclaratorId.getFirstParentOfType(ASTVariableDeclarator.class).getFirstDescendantOfType(ASTName.class);
if(astName!=null){
if (CheckIsSensitiveString(astName.getImage())) {
this.SensitiveVariables.add(variableDeclaratorId);
}
}
}
}
if(this.SensitiveVariables.size()>0){
for(ASTVariableDeclaratorId SensitiveVariable:this.SensitiveVariables){
for(ASTName SecondastName:this.SASTNames){
String astNameimage=SecondastName.getImage();
if(!(hasNullInitializer(SensitiveVariable)) && astNameimage!=null&&SensitiveVariable.getImage().equalsIgnoreCase(astNameimage)){
//被if判断包围
ASTIfStatement ifStatement=SecondastName.getFirstParentOfType(ASTIfStatement.class);
if(ifStatement!=null){
ASTExpression astExpression=ifStatement.getFirstDescendantOfType(ASTExpression.class);
ASTName astName3 =astExpression.getFirstDescendantOfType(ASTName.class);
if(astName3!=null){
String astNameString=astName3.getImage();
//判断条件的值为true
if(this.BooleanStrings.size()>0 && this.BooleanStrings.contains(astNameString)){
addViolation(data, SecondastName);
}
}
//没有被if判断包围，触发规则
}else{
addViolation(data, SecondastName);
}
}
}
}
}
}
} catch (JaxenException e) {
e.printStackTrace();
}finally{
this.astNamewithLog.clear();
this.SASTNames.clear();
this.BooleanStrings.clear();
this.SensitiveVariables.clear();
}
}
}
//判断是否包含敏感信息
private boolean CheckIsSensitiveString(String imageString2) {
for(String SensitiveString:SensitiveStrings){
if(imageString2.equalsIgnoreCase(SensitiveString)){
return true;
}
if (imageString2!=null&&imageString2.contains(".")) {
String[] partStrings=imageString2.split("\\.");
int LastIndex=partStrings.length-1;
if (partStrings[LastIndex].equals("length")||partStrings[LastIndex].equals("size")) {
return false;
}else {
for (int i = 0; i < partStrings.length; i++) {
String partString = partStrings[i];
if (partString.equalsIgnoreCase(SensitiveString)) {
return true;
}
}
}
}
}
return false;
}
//判断变量是否为null，如果初始化为null则剔除
private boolean hasNullInitializer(ASTVariableDeclaratorId var) {
ASTVariableInitializer init = var.getFirstDescendantOfType(ASTVariableInitializer.class);
if (init != null) {
try {
List<?> nulls = init.findChildNodesWithXPath("Expression/PrimaryExpression/PrimaryPrefix/Literal/NullLiteral");
return !nulls.isEmpty();
} catch (JaxenException e) {
return false;
}
}
return false;
}
private void pickUpLogMethods(Node node){
//遍历找出源代码中的log.*代码
List<ASTStatementExpression> pexs = node.findDescendantsOfType(ASTStatementExpression.class);
for(ASTStatementExpression ast : pexs){
ASTPrimaryPrefix primaryPrefix = ast.jjtGetChild(0).getFirstDescendantOfType(ASTPrimaryPrefix.class);
if (primaryPrefix != null) {
ASTName name = primaryPrefix.getFirstChildOfType(ASTName.class);
if (name != null) {
String imageString = name.getImage();
if(imageString.startsWith("Log.")){
astNamewithLog.add(name);
}
}
}
}
}
}
为了方便大家的理解，代码加了注释，但还是要结合第三点提出的四条特点进行理解。
同时我想说明一下，最深刻的理解在于动手实践，我上文提供的代码无需调试，可直接复制使用，希望大家在动手实践后能有自己的收获。
5. 创建自己的xml规则文件，内容包括规则的相关信息。
在上一篇文章中已经详细的介绍过，不再赘述。
6. 运行PMD扫描错误代码，验证是否能触发自定义规则。
特别需要注意的一点，规则完成后，使用样例代码验证只是确认自己撰写的逻辑是否正确。后续一定要经过大量实际代码扫描的验证，逐渐的提高规则的准确性，降低误报率。
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