一、引言
（一）网站安全检测的重要性
随着互联网的普及和发展，已经成为企业展示形象、开展业务和与用户沟通的重要窗口。然而，也面临着各种各样的安全威胁，如SQL注入、跨站脚本攻击（XSS）、跨站请求伪造（CSRF）等。这些安全漏洞一旦被攻击者利用，可能会导致数据泄露、服务中断、用户信息被盗取等严重后果，给企业带来巨大的经济损失和声誉损害。因此，进行网站安全检测是保障安全运行的必要手段。通过定期对进行安全检测，可以及时发现并修复潜在的安全漏洞，降低被攻击的风险，提高安全性和可靠性。
（二）SAST和DAST技术原理及局限性
- SAST技术原理及局限性
SAST是一种静态应用安全测试技术，它通过分析源代码或二进制代码来检测潜在的安全漏洞。SAST工具会在不运行程序的情况下，对代码进行语法分析、语义分析和数据流分析，从而发现代码中可能存在的安全问题，如缓冲区溢出、未初始化的变量等。SAST的优点是可以在开发早期就发现安全漏洞，降低修复成本，并且不需要运行目标程序，检测速度快。然而，SAST也存在一些局限性。由于它只是对代码进行静态分析，无法考虑到程序在运行时的实际行为和环境，因此可能会产生较多的误报和漏报。例如，某些代码逻辑在特定条件下可能是安全的，但SAST工具可能会将其误判为安全漏洞。 - DAST技术原理及局限性
DAST是一种动态应用安全测试技术，它通过模拟攻击者的行为，向运行中的发送各种测试请求，观察响应来检测安全漏洞。DAST工具可以检测到一些运行时才会暴露的安全问题，如输入验证不充分、会话管理不当等。与SAST相比，DAST能够更准确地反映程序在实际运行环境中的安全状况，误报率相对较低。但是，DAST也有其局限性。它需要在运行状态下进行测试，因此测试过程可能会对正常运行产生一定的影响。此外，DAST只能检测到已经暴露在运行时的安全漏洞，对于一些隐藏在代码深处的逻辑错误和潜在的安全风险，可能无法有效发现。
（三）SAST/DAST混合执行的必要性
由于SAST和DAST技术各有优缺点，单独使用其中一种技术很难满足网站安全检测的全面需求。因此，将SAST和DAST进行混合执行，整合它们的优势，可以弥补各自的不足，提高网站安全检测的准确性和全面性。通过SAST在开发早期对代码进行静态分析，可以快速发现一些明显的安全漏洞，降低修复成本；然后通过DAST在运行状态下进行动态测试，进一步验证和发现一些运行时才会暴露的安全问题。混合执行的方式可以形成一个更完整的安全检测体系，为提供更可靠的安全保障。
二、代码属性图（CPG）与动态插桩技术概述
（一）代码属性图（CPG）的概念与作用
代码属性图（CPG）是一种将代码的语法结构、语义信息和控制流、数据流等属性整合在一起的图形化表示方法。它以图的形式展示了代码中各个元素之间的关系，如函数调用关系、变量传递关系等。CPG可以为网站安全检测提供丰富的代码信息，帮助安全检测工具更准确地理解代码的逻辑和行为。通过分析CPG，安全检测工具可以发现代码中潜在的安全漏洞，如不安全的函数调用、数据流污染等。此外，CPG还可以用于代码的可视化展示，方便开发人员和安全人员对代码进行分析和理解。
（二）动态插桩技术的概念与作用
动态插桩技术是一种在程序运行时向程序中插入额外的代码片段的技术。这些插入的代码片段可以用于监控程序的执行过程、收集程序的运行信息，如函数调用次数、变量值的变化等。在网站安全检测中，动态插桩技术可以用于实现DAST功能。通过在代码中插入插桩代码，可以在运行过程中实时监测其安全状况，发现一些运行时才会出现的安全漏洞。例如，可以通过插桩代码监测用户输入的处理过程，检查是否存在输入验证不充分的问题。动态插桩技术还可以与SAST结果相结合，对SAST检测到的潜在安全漏洞进行进一步的验证和定位。
三、基于CPG与动态插桩协同的SAST/DAST混合执行引擎设计
（一）混合执行引擎的整体架构
基于CPG与动态插桩协同的SAST/DAST混合执行引擎主要由以下几个模块组成：代码分析模块、CPG构建模块、SAST检测模块、动态插桩模块、DAST检测模块和结果整合模块。代码分析模块负责对源代码进行初步分析，提取代码的基本信息。CPG构建模块根据代码分析模块的结果，构建代码属性图，为后续的检测提供基础。SAST检测模块利用CPG对代码进行静态安全检测，发现潜在的安全漏洞。动态插桩模块根据SAST检测的结果和预设的检测策略，在代码中插入插桩代码。DAST检测模块在运行状态下，通过插桩代码收集程序的运行信息，进行动态安全检测。结果整合模块对SAST和DAST的检测结果进行整合和分析，生成最终的安全检测报告。
（二）CPG在混合执行引擎中的作用
- 为SAST提供丰富的代码信息
CPG包含了代码的语法结构、语义信息和各种属性关系，SAST检测模块可以利用这些信息进行更准确的安全检测。例如，通过分析CPG中的控制流图，可以检测到代码中是否存在不可达的代码块或潜在的逻辑错误；通过分析数据流图，可以发现数据在代码中的传递过程，检测是否存在数据流污染等安全漏洞。 - 辅助动态插桩的决策
CPG还可以为动态插桩模块提供决策依据。根据CPG中函数调用关系和变量作用域等信息，动态插桩模块可以确定在哪些位置插入插桩代码，以及插入何型的插桩代码，从而提高动态检测的效率和准确性。
（三）动态插桩在混合执行引擎中的作用
- 实现DAST功能
动态插桩技术是DAST检测模块的核心实现方式。通过在代码中插入插桩代码，可以在运行过程中实时监测其安全状况。例如，可以插入插桩代码来监测用户输入的处理过程，检查是否存在SQL注入或XSS攻击的风险；还可以监测网话管理机制，检查是否存在会话劫持等问题。 - 验证SAST检测结果
动态插桩技术还可以用于验证SAST检测到的潜在安全漏洞。对于SAST检测出的可疑代码片段，动态插桩模块可以在相应位置插入插桩代码，在运行过程中观察该代码片段的实际执行情况，判断是否确实存在安全漏洞。这种验证机制可以减少SAST的误报率，提高安全检测的准确性。
（四）CPG与动态插桩的协同机制
- 信息共享
CPG构建模块和动态插桩模块之间需要进行信息共享。CPG构建模块将构建好的代码属性图信息传递给动态插桩模块，动态插桩模块根据这些信息确定插桩的位置和策略。同时，动态插桩模块在运行过程中收集到的程序运行信息也可以反馈给CPG构建模块，用于更新和完善CPG，为后续的检测提供更准确的信息。 - 相互引导
SAST检测模块基于CPG进行静态检测，发现潜在的安全漏洞后，可以引导动态插桩模块在相关代码位置进行插桩，进行进一步的动态验证。而DAST检测模块在动态检测过程中发现的新问题，也可以反馈给CPG构建模块，引导其对CPG进行更新和扩展，以便更好地支持后续的检测工作。通过这种相互引导的机制，CPG和动态插桩技术可以协同工作，提高网站安全检测的效率和准确性。
四、混合执行引擎的工作流程
（一）代码预处理与CPG构建
首先，对源代码进行预处理，包括代码解析、语法分析等操作，提取代码的基本结构和信息。然后，根据预处理的结果构建代码属性图（CPG），将代码的语法结构、语义信息和各种属性关系以图的形式表示出来。
（二）SAST静态检测
利用构建好的CPG，SAST检测模块对代码进行静态安全检测。通过分析CPG中的控制流、数据流和函数调用关系等信息，检测代码中是否存在潜在的安全漏洞，如缓冲区溢出、SQL注入风险等。SAST检测模块会生成一份初步的安全检测报告，记录检测到的可疑代码片段和潜在的安全问题。
（三）动态插桩策略确定
根据SAST检测的结果和预设的检测策略，动态插桩模块确定在代码中插入插桩代码的位置和类型。例如，对于SAST检测出的可能存在输入验证问题的代码位置，动态插桩模块会插入用于监测用户输入的插桩代码；对于可能存在会话管理问题的代码位置，会插入用于监测会话状态的插桩代码。
（四）DAST动态检测
在运行状态下，DAST检测模块通过动态插桩模块插入的插桩代码收集程序的运行信息。根据收集到的信息，DAST检测模块进行动态安全检测，发现一些运行时才会暴露的安全问题，如实际发生的SQL注入攻击、XSS漏洞利用等。DAST检测模块也会生成一份动态安全检测报告，记录检测到的安全问题及其运行时的上下文信息。
（五）结果整合与分析
结果整合模块对SAST和DAST的检测结果进行整合和分析。它会将SAST检测到的潜在安全漏洞与DAST检测到的实际问题进行对比和关联，去除重复的检测结果，并对安全漏洞进行分类和评级。最终，生成一份全面的网站安全检测报告，为开发人员和安全人员提供详细的安全问题信息和修复建议。
五、实验验证与结果分析
（一）实验环境搭建
为了验证基于CPG与动态插桩协同的SAST/DAST混合执行引擎的有效性，搭建了实验环境。实验环境包括一个测试、SAST和DAST检测工具以及相关的开发和测试环境。测试包含了多种常见的安全漏洞，用于模拟实际的网站安全检测场景。
（二）实验指标
实验主要关注以下几个性能指标：
- 检测准确率：即检测出的真正安全漏洞数量与实际存在的安全漏洞数量的比值，检测准确率越高，说明安全检测引擎的性能越好。
- 误报率：即检测出的虚假安全漏洞数量与检测出的总安全漏洞数量的比值，误报率越低，说明安全检测引擎的可靠性越高。
- 检测覆盖率：即检测出的安全漏洞类型数量与实际存在的安全漏洞类型数量的比值，检测覆盖率越高，说明安全检测引擎能够检测到的安全漏洞范围越广。
（三）实验结果分析
- 检测准确率对比
通过实验对比了单独使用SAST、单独使用DAST以及使用混合执行引擎的检测准确率。结果表明，混合执行引擎的检测准确率明显高于单独使用SAST或DAST。这是因为混合执行引擎整合了SAST和DAST的优势，既能够在开发早期通过SAST发现一些明显的安全漏洞，又能够在运行状态下通过DAST发现一些运行时才会暴露的安全问题，从而提高了检测的准确性。 - 误报率对比
实验结果显示，混合执行引擎的误报率低于单独使用SAST。SAST由于只是对代码进行静态分析，无法考虑到程序在运行时的实际行为和环境，因此容易产生较多的误报。而混合执行引擎通过DAST对SAST检测到的潜在安全漏洞进行进一步的验证，去除了部分虚假的安全漏洞，从而降低了误报率。 - 检测覆盖率对比
在检测覆盖率方面，混合执行引擎也表现出了优势。单独使用SAST可能无法检测到一些运行时才会暴露的安全漏洞，而单独使用DAST可能无法发现一些隐藏在代码深处的逻辑错误和潜在的安全风险。混合执行引擎结合了SAST和DAST的功能，能够检测到更多类型的安全漏洞，提高了检测的覆盖率。
六、未来研究方向
（一）智能化检测技术融合
未来可以考虑将人工智能和机器学习技术融入混合执行引擎中。通过训练机器学习模型，使其能够自动学习和识别安全漏洞的特征，提高安全检测的智能化水。例如，可以利用深度学习算法对代码属性图进行分析，自动发现潜在的安全漏洞模式；或者利用化学习算法优化动态插桩的策略，提高动态检测的效率。
（二）跨语言支持
随着开发技术的不断发展，出现了多种不同的开发台和编程语言。未来的研究可以致力于提高混合执行引擎的跨台和跨语言支持能力，使其能够适用于不同类型的应用程序的安全检测。这需要解决不同台和语言之间的代码差异和兼容性问题，开发通用的代码分析和插桩技术。
（三）实时安全检测与响应
在当前的网站安全检测中，通常是在特定的时间点进行检测，无法实时监测安全状况。未来的研究可以探索实现实时安全检测与响应的机制，通过持续监测代码和运行状态，及时发现并处理安全威胁。例如，可以结合流式数据处理技术，对实时流量进行分析，实时检测安全漏洞并进行预警和响应。
七、结论
网站安全检测是保障安全运行的重要环节，SAST和DAST技术各有优缺点，单独使用难以满足全面的安全检测需求。本文提出的基于代码属性图（CPG）与动态插桩协同的SAST/DAST混合执行引擎，通过整合SAST和DAST的优势，利用CPG为安全检测提供丰富的代码信息，利用动态插桩技术实现动态检测和验证，提高了网站安全检测的准确性和全面性。实验结果表明，该混合执行引擎在检测准确率、误报率和检测覆盖率等方面都表现出了良好的性能。然而，目前的研究还存在一些不足之处，未来的研究可以围绕智能化检测技术融合、跨台与跨语言支持以及实时安全检测与响应等方面展开，不断提升网站安全检测的技术水和应用效果，为安全运行提供更有力的保障。
