检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：何宗奎电子科技大学

学位级别：硕士

机器证明主要需要解决三个问题。首先是知识表示,即用何种语言描述问题和定理;其次是知识更新,即给定由旧知识到新知识的规则;最后是如何通过对规则进行控制来找到证明。本文以初等数学中表达式化简类人过程生成为背景,对这三个问题进... 详细信息

机器证明主要需要解决三个问题。首先是知识表示,即用何种语言描述问题和定理;其次是知识更新,即给定由旧知识到新知识的规则;最后是如何通过对规则进行控制来找到证明。本文以初等数学中表达式化简类人过程生成为背景,对这三个问题进行了研究。一、知识表示问题。本文将初等数学中的知识表示为实体和关系,并以此为基础构建了初等数学概念知识图谱。其中,概念知识图谱包含实体551个,关系561条,三元组204763个。同时,将表达式用表达式树的形式进行表示以用于表达式化简变形。最后,将推理的规则用类人语言进行描述,构建了包含655条推理规则的规则库。二、知识更新问题。本文提出了基于表达式树匹配的表达式变形方法以及三元组匹配更新实体和关系的方法。通过将类人描述的规则与表达式化简题目进行匹配,匹配成功后,将依据规则对知识库进行更新。三、规则控制问题。表达式的化简变形方式多样,每一步化简变形操作都将对下一步产生影响,因此容易产生组合爆炸问题。为了让表达式实现“好”的变形,基于BERT训练了一个用于评判表达式优劣的神经网络模型。该模型将用于基于A*算法实现的表达式多步化简变形。在改进的A*算法中,神经网络模型被视为估价函数,每一个与当前表达式匹配的规则相当于A*算法中一条可扩展的路径。通过上述算法,解决了通过控制规则找到证明路径的问题。本文研究的课题使用了知识图谱、自然语言理解、类人答题等前沿技术,构建了一个表达式类人化简系统。本文选取了 280道初等数学的表达式化简和不等式证明题目,用于该系统的类人解答过程生成测试。该系统在上述测试中达到了72.50%的准确率。

关键词：机器证明表达式化简类人答题 A*算法

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混合布尔算术表达式化简与混淆研究

混合布尔算术表达式化简与混淆研究

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作者：刘彬彬中国科学技术大学

学位级别：博士

混合布尔算术(Mixed Boolean-Arithmetic,MBA)混淆技术是一种语义保留的变换方法,它将一个简单的表达式转变为一个难于理解和分析的形式。更具体一点,这种混淆技术产生的表达式包含混合使用的算术运算操作符(如,加法和乘法操作)和布尔... 详细信息

混合布尔算术(Mixed Boolean-Arithmetic,MBA)混淆技术是一种语义保留的变换方法,它将一个简单的表达式转变为一个难于理解和分析的形式。更具体一点,这种混淆技术产生的表达式包含混合使用的算术运算操作符(如,加法和乘法操作)和布尔运算操作符(如,与、或、非等操作)的表达式。MBA混淆技术即使在面对静态或动态反混淆方法时,包括先进的SMT求解器分析技术,依然能够有效隐藏程序中的数据和算法流程。然而,专用的MBA反混淆技术依然处于不断发展中。目前先进的MBA化简方案,如模式匹配,bit-blasting,程序综合,和深度学习等方法,依然存在着各种不足,如面临着严重的性能问题,为特定MBA模式所设计,或产生过多的错误化简结果。与现有的线性MBA化简方法相比,本文深入线性MBA混淆机制的设计中,抽象出其核心机制为:基于真值表的线性方程组求解系统。之后,本文提出signature-vector的概念,signature-vector能够表示线性MBA表达式的完整语义。基于signature-vector,本文发展出一种高效的线性MBA表达式化简办法。首先,基于线性MBA表达式的真值表来计算signature-vector。对于任意给定的signature-vector,通过计算位运算表达式的线性组合来重新构建一个简单的表达式。通过这种方式,针对任意的线性MBA表达式,该方法可以将其化简为一个等价的简单形式。我们已经实现该化简方法为一个开源工具MBA-Blast,并且在一个具有10,000条线性MBA表达式的数据集上进行测试。本研究也在真实的二进制反混淆场景下测试MBA-Blast,实验结果表明MBA-Blast能够帮助软件分析人员理解被混淆后的恶意软件的行为。与已有的工作相比,MBA-Blast是最高效和通用的线性MBA表达式反混淆技术;MBA-Blast具有坚实的理论基础,化简线性MBA表达式成功率高且代价可以忽略。MBA表达式的反混淆研究对MBA混淆技术提出潜在的挑战,因此现有的MBA混淆技术必须被加强以克服这些出现的挑战。本文首先回顾已有的MBA混淆技术,并且阐明现有的MBA混淆技术主要基于线性MBA表达式—MBA表达式的一个简单子集。这种现况留下一个未被探索的研究方向,也就是更复杂的非线性MBA表达式。因此,本文提出一种新的混淆方法来展示非线性MBA混淆技术的潜力。非线性MBA表达式是通过组合或变换具有坚实理论基础的线性MBA表达式而得到。与现有的MBA混淆技术相比,本研究能够产生更复杂的非线性MBA表达式。我们已经实现该方法为一个开源工具,命名为MBA-Obfuscator,并利用该工具产生一个大规模的数据集。相关实验结果表明,MBA-Obfuscator是一个具有坚实理论基础的实用混淆技术。非线性MBA表达式的出现,提出一个全新的挑战:如何化简MBA表达式。本文首先探索SMT求解器处理不同种类MBA表达式的能力:线性,多项式,和非多项式MBA表达式。我们观察到SMT求解器只能处理简单的线性MBA表达式,在面对复杂线性MBA表达式和非线性MBA表达式时面临严重的性能瓶颈问题。为了提高SMT求解器的处理能力,本文提出一种语义保留的方法来化简MBA表达式。首先,我们将任意一个位运算表达式转换为一种统一的形式—一个简单的MBA表达式。之后,我们应用基本的数学规则来合并同类项,并产生一个具体的化简结果。实验结果表明,本研究提出的化简方法能够极大提高SMT求解器处理MBA表达式的效率。本文提出的方法已经能够成功化简多项式MBA表达式,最后一个挑战便是如何化简非多项式MBA表达式。本文提出一种基于神经网络的化简方法,神经网络模型的输入为非多项式MBA表达式,输出为一个简单的表达式。首先,本文构建相应的神经网络模型,并用它们来学习非多项式MBA表达式的语法和语义。之后,本文生成一个大型数据集,它包含一百万个非多项式MBA恒等式,并用该数据集训练神经网络模型。最后,利用训练好的神经网络模型来化简非多项式MBA表达式。实验结果表明,同已有的化简方法相比,本研究提出的方法在大幅提高化简正确率的同时也能大幅降低化简时间。本文以MBA表达式为研究对象,提出不同的方法来产生非线性MBA表达式,并且提出一系列方法来化简不同种类的MBA表达式。希望本文工作能够对MBA表达式的混淆和化简提供新的思路和见解。

关键词：混合布尔算术表达式表达式化简软件混淆 SMT求解器神经网络

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神经网络化简非多项式混合布尔算术表达式

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小型微型计算机系统 2023年第3期44卷 449-455页

作者：刘彬彬凤维杰郑启龙李京中国科学技术大学计算机科学与技术学院合肥230026 中国科学技术大学安徽省高性能计算重点实验室合肥230026

混合布尔算术表达式是指混合使用了位运算符和算术运算符的表达式,其是一种先进的软件混淆技术.现有的反混淆方法虽然能够化简特定类型的混合布尔算术表达式,但是对非多项式混合布尔算术表达式仅有有限的化简效果.本文提出一种字符串到... 详细信息

混合布尔算术表达式是指混合使用了位运算符和算术运算符的表达式,其是一种先进的软件混淆技术.现有的反混淆方法虽然能够化简特定类型的混合布尔算术表达式,但是对非多项式混合布尔算术表达式仅有有限的化简效果.本文提出一种字符串到字符串的解决方案NeuSim,它通过神经网络来学习和化解非多项式混合布尔算术表达式.首先,本文分别构建基于序列到序列架构和图序列架构的神经网络模型.其次,本文生成一个大规模的非多项式混合布尔算术表达式数据集,它包含一百万个形式多样的表达式样本.在数据集上训练之后,NeuSim可以将一个非多项式混合布尔算术表达式化简为等价的简单表达式.实验结果表明,NeuSim的化简正确率是已有方法的8倍,并且其化简时间低于0.01秒.

关键词：混合布尔算术表达式表达式化简序列到序列神经网络图序列神经网络

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基于符号执行生成测试数据的过程优化

基于符号执行生成测试数据的过程优化

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作者：于亚南中国科学院研究生院

学位级别：硕士

软件测试是保证软件产品质量的重要手段。其中，如何生成最少的测试输入数据而能对程序进行最全面的测试，成为了人们研究的一个重要课题。测试方法主要分为动态测试和静态测试。\n 符号执行是一种静态测试方法，它利用符号值代替具... 详细信息

软件测试是保证软件产品质量的重要手段。其中，如何生成最少的测试输入数据而能对程序进行最全面的测试，成为了人们研究的一个重要课题。测试方法主要分为动态测试和静态测试。\n 符号执行是一种静态测试方法，它利用符号值代替具体数值对程序的行为进行模拟，实现对程序的分析测试。传统符号执行中对程序方法的指令处理顺序采用了单一的前向遍历，这样会记录很多的冗余信息，它们对程序的执行路径没有影响;另外，符号执行产生的表达式，会由于不断的符号替换等操作，增加表达式的规模，最终会降低输入数据的求解速度。\n 本文首先介绍了软件测试的研究背景及现状，包括测试数据自动生成的现有方法。针对符号执行中存在的问题，构建了一个生成测试数据的框架。作为符号执行的前提，该框架首先从字节码文件中提取程序的指令信息，并以此获得程序的控制结构和执行路径;然后对传统的符号执行过程进行了改进，包括对指令的建模，通过结合现有两种访问程序指令的方式，避免对部分冗余信息的记录，提高了获取路径条件表达式的速度。另外，利用现有的计算机代数系统，对路径条件表达式进行了更加彻底的化简，这有助于约束系统更快的求解出测试数据，进而提高整个测试数据生成过程的效率。\n 文章最后，对新方法进行了代码实现，并选取几个程序进行了简单实验，结果表明了新方法的有效性。

关键词：软件测试表达式化简符号执行生成测试数据

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海量多模式串匹配算法关键技术研究

海量多模式串匹配算法关键技术研究

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作者：张兴彪哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

经过40余年的发展，字符串匹配已经从单一的单模式串匹配发展成为包含多模式匹配、正则匹配、近似匹配等多个新方向的研究领域。而随着计算机技术、网络技术的发展，社会的进步，字符串匹配也有了越来越广泛的应用场所。在信息检索、入... 详细信息

经过40余年的发展，字符串匹配已经从单一的单模式串匹配发展成为包含多模式匹配、正则匹配、近似匹配等多个新方向的研究领域。而随着计算机技术、网络技术的发展，社会的进步，字符串匹配也有了越来越广泛的应用场所。在信息检索、入侵检测、网络数据分析等多个领域都能够看到字符串匹配的身影。布尔表达式匹配也有很多的应用，如搜索引擎中的布尔查询，病毒检测系统的特征组合匹配等等。字符串匹配算法以往的研究和实验分析都是在模式集规模在几千到几万的情况下进行的，对于大规模模式集下的算法没有进行过深入的分析。本文主要研究内容分为如下两个部分：研究在大规模模式集下的多模式匹配问题的特点和难点，提出了基于Wu-manber算法的三种改进算法：基于最短关键字长度哈希的改进算法、多哈希值预检改进算法、成组比较改进算法。研究布尔表达式匹配问题，提出更泛化的复杂与或布尔表达式匹配问题，并且针对该问题提出扩展位标记算法。此外本文还提出了布尔表达式化简方法，来进一步减少表达式数目，提高匹配效率。综上所述，本文在研究和总结现有的模式匹配算法和布尔表达式匹配算法的基础上，重点对大规模模式集下匹配算法、复杂与或布尔表达式匹配和表达式化简进行研究，提出优化方案，并且通过实验来验证算法的可行性以及空间和时间效率。最后本文还展望了该领域的未来发展趋势。

关键词：海量多模式匹配布尔表达式匹配复杂与或布尔表达式匹配表达式化简

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