軟體自動修復技術研究

《軟體自動修復技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由毛曉光擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：軟體自動修復技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：毛曉光
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

軟體錯誤自動修復是推進軟體維護自動化，提高軟體質量和可信性的重要手段。儘管人們已經提出了多種支持自動修復的方法和技術，然而現有研究表明，當前自動修復技術在修復能力及效率方面仍具有局限性。本項目擬一體化研究軟體錯誤自動修復體系，針對錯誤定位、補丁生成以及補丁驗證三個階段，研究面向自動修復並融合邏輯語義的錯誤定位方法、多源補丁生成方法及算法、以及補丁有效性驗證性能最佳化技術。通過項目研究，建立具有較強修復能力兼具較高修復效率的自動修復原型系統，通過大型開源軟體以及航天軟體的真實歷史錯誤進行修複試驗，依據科學統計和度量方法驗證該系統的效能。

結題摘要

課題系統研究軟體自動修復的方法和技術體系，提出了基於隨機搜尋的軟體自動修復基準方法，形成了面向自動修復的軟體錯誤定位方法研究分支，在定位信息有效性分析基礎上提出了融合動態切片、語義場景、特徵選擇、機器學習等一系列程式錯誤高效定位方法，提出了面向自動修復的代碼片段可用性度量，並以開源軟體資源為搜尋空間建立了基於相似代碼復用的軟體錯誤自動修複方法，突破了數值程式的精度缺陷定位和自動修復技術，並在軟體安全脆弱性檢測和修復研究過程中成功發現了源於DOM的一種新型跨站腳本漏洞。在上述研究成果基礎上，課題研製完成了基於隨機搜尋的軟體自動修復工具RSRepair、基於相似代碼復用的軟體自動修復工具SCRepair、數值程式精度缺陷自動修復工具AutoFP，和基於動態切片的自動化錯誤定位工具DSFL。課題以包含百萬行規模的真實缺陷程式和飛控程式的真實缺陷為對象進行了研究成果的試驗和驗證，與相關工作的對比統計分析結果表明了研究成果的創新性和有效性。課題共發表學術論文27篇，其中：本課題第一標註的論文20篇，CCF推薦A/B/C類論文10篇，SCI/EI檢索論文22篇。關於數值計算精度缺陷觸發的高效全局搜尋技術研究成果獲得ASPEC 2017最佳論文獎。課題申請專利和軟體著作權4項，在開源社區發布軟體自動修復工具1個。在課題支持下，6名博士研究生和6名碩士研究生獲得博士/碩士學位。課題支持了國防科技大學軟體錯誤定位和自動修復研究小組的發展和成長，該研究小組已經成為國際上關注度較高的研究團隊。