Методы анализа программного кода

1. Технологии анализа кода
2. Критерии выбора инструмента для анализа кода
3. Заключение

Технологии анализа кода

Программное обеспечение развивается и постоянно усложняется. А усложнение систем в какой-то момент начинает отрицательно сказываться на качестве готового продукта. Если растут возможности системы, а также масштабы клиентской базы, то для инженеров-программистов усложняется оценка качества и безопасности. Технологии анализа кода помогают решить эту проблему.

Технологии анализа кода

С помощью технологий анализа кода можно обнаружить и устранить множество ошибок в кодовой базе проекта. 

Существует несколько способов анализа. Расскажем о них подробнее. 

1. Динамический анализ

Динамический анализ кода — это проверка качества работы кода с помощью фактического выполнения или симуляции. Такой способ часто используют сами программисты в процессе разработки. Также он хорошо подходит для автоматических тестов, когда проверяют работу отдельных модулей или всего комплекса в искусственно созданных условиях. 

Динамический анализ помогает выявлять проблемы, которые связаны с самим процессом работы программы. 

Например, под нагрузкой могут возникать гонка состояний (race condition), взаимоблокировки (deadlock) или ярче проявляться утечки памяти. Возможность управлять условиями исполнения программы позволяет моделировать внешние атаки и проверять устойчивость к ним. 

Динамический анализ позволяет испытывать поведение программы в условиях, близких к реальным, и благодаря этому обнаруживать проблемы, с которыми столкнутся пользователи. 

Недостатком этого подхода можно считать серьезные затраты на подготовку тестовых окружений, сценариев проверок их документирования и протоколирования результатов. Кроме того, нужно выделять время на сборку системы для тестирования, запуск контрольных сценариев и ожидание их результатов. 

Большим системам может требоваться несколько часов на компиляцию и дополнительно несколько суток на прогон всех автоматических тестов. Значительные задержки между внесением кода в репозитории и получением результатов проверки качества работы серьезно замедляют процесс разработки. 

2. Статический анализ

Статический анализ кода — это более простая операция, которая не требует сборки кода. Вместо этого специальные программы «читают» код и проверяют его на типовые ошибки, связанные с ними уязвимости, а также соответствие стандартам кодирования (общим, корпоративным соглашениям). 

Количество правил, по которым проверяют такие программы, постоянно увеличивается из-за того, что сообщество программистов выявляет новые типовые ошибки. Оперативность проверки позволяет использовать системы статического анализа в сборочных конвейерах (CI/CD). Обычная практика — контроль каждого коммита. 

Хорошей практикой считается интеграция статического анализатора и менеджера задач. Если по результатам инспекции кода оказывается, что в нем есть ошибки или несоответствия стилю, то инженеру, который внес этот код в репозиторий, автоматически ставят задачи на доработку. А некоторые решения могут даже вносить необходимые правки самостоятельно. Например, форматировать код в соответствии со стандартом можно автоматически. 

К недостаткам статического анализа относят то, что он практически неспособен выявлять ошибки, которые возникают во время исполнения программы. Поэтому обычно разработчики программного обеспечения используют оба вида контроля. 

Статический анализ от Platform V Works::CodeScanner

Platform V Works::CodeScanner — это инструмент непрерывного анализа и оценки качества кода. Он работает по нескольким направлениям:

1. Контроль соответствия стандартам программирования. Platform V Works::CodeScanner проводит анализ кода на потенциальные уязвимости и дублирование.
2. Обнаружение уязвимостей по OWASP и CWE/SANS. Platform V Works::CodeScanner способен распознавать ошибки, перечисленные в списках OWASP и CWE/SANS, что важно для обеспечения безопасности веб-приложений.
3. Единая информационная панель собирает и отображает результаты анализа, предоставляет сводную оценку, историю изменений и возможность углубиться в детали по найденным проблемам.
4. Продукт оценивает код по нескольким критериям:
   - потенциальные ошибки и уязвимости;
   - стиль написания и соблюдение установленных стандартов и практик;
   - покрытие тестами;
   - дублирование кода;
   - достаточность комментариев;
   - оценка цикломатической сложности.

Platform V Works::CodeScanner можно использовать как самостоятельное решение, но лучше всего оно подходит для организаций, где уже используют другие решения Platform V и стремятся поддерживать высокие стандарты качества и безопасности программного обеспечения. Решение сокращает время вывода продукта на рынок, помогает выявлять и устранять проблемы на ранних этапах разработки.

3. Бинарный анализ

Бинарный анализ — это исследование не исходного кода, а уже готовой скомпилированной программы. Чаще его используют для поиска уязвимостей или реверс-инжиниринга. Это сложный метод, который требует высокой квалификации специалистов. Поэтому применяют его ограниченно. 

С помощью бинарного анализа антивирусные компании или спецслужбы вскрывают адреса управляющих серверов вредоносного ПО (вирусов, ботнетов, майнеров и рассыльщиков спама), пытаются «выйти на след» владельцев. 

Критерии выбора инструмента для анализа кода

Решение о выборе инструментов анализа кода совместно принимают инженеры-разработчики и специалисты по контролю качества. Эффективность поиска, стоимость поддержания и исправления ошибок в программах во многом зависят от самих инструментов. Вот какие критерии помогут выбрать подходящую систему. 

• Язык программирования. Технологический стек, который использует разработчик, сразу же сужает количество применимых в компании анализаторов. Система, которая поддерживает большое количество языков (как, например, Platform V Works::CodeScanner), может стать единственным анализатором в компании, а значит, сократить стоимость внедрения, использования и поддержания.
• Интеграция. Возможность интеграции с используемыми в компании средами разработки, системами контроля версий кода, инструментами сборки и развертывания приложений, менеджерами задач и отчетностью создают синергетический эффект.
• Ложные срабатывания. Анализаторы при настройках по умолчанию редко дают ложные срабатывания. Иногда они неверно детектируют целый класс проблем, и тогда проверку сбойных правил можно отключить через настройки. Если же срабатывание оказывается неверным в определенных местах (иногда у инженера есть причины сознательно нарушать правила), то его можно отключить для конкретной части кода соответствующей директивой.
• Документация и поддержка. Документация и поддержка особенно важны на этапе внедрения системы и ее обновления. Исчерпывающая документация позволяет ускорить решение проблем и получить максимум пользы от инструмента анализа. Если поставщик решения предлагает соглашение об уровне обслуживания (SLA) на поддержку, то это большой плюс.
• Скорость анализа. Скорость анализа — это частично управляемый параметр для каждого анализатора. В любом случае чем больше тестов, тем дольше будут идти проверки. Чем больше времени уходит на аудит, тем дороже будет исправление проблем. Неполадку гораздо проще, быстрее и дешевле править, пока в памяти свежи представления о том, как устроен код.
• Отчетность. Расчет параметров качества кода и систематическая работа над ним — это залог управляемости процессов разработки в компании. Поэтому у хорошей системы анализа кода обязательно должна быть собственная развитая отчетность либо возможность интеграции с внешней системой, которая возьмет на себя задачу подготовки и доставки отчетности.

Заключение

Технологии анализа кода играют важную роль в современной разработке программного обеспечения. Они позволяют инженерам-программистам эффективно справляться с растущими требованиями к качеству и безопасности систем в разработке. Динамический анализ помогает тестировать программы в условиях, которые максимально приближены к реальным. Однако он требует тщательной подготовки и времени.Статический анализ, с другой стороны, предоставляет быструю и эффективную проверку кода на ошибки, соответствия стандартам программирования без необходимости его сборки. Этот метод хорошо подходит для обеспечения качества в рамках процесса CI/CD.Бинарный анализ, несмотря на то, что это сложный специализированный метод, находит свое применение в области безопасности и реверс-инжиниринга.Выбор подходящего способа зависит от множества факторов, включая язык программирования, возможности интеграции, скорость проверки и документацию. При этом хороший инструмент должен сочетать в себе глубину и ширину анализа с удобством и скоростью использования.Применение технологий анализа кода не только повышает качество и безопасность разрабатываемых систем, но и увеличивает эффективность и упорядочивает процесс разработки. 

Решение о выборе инструментов анализа кода совместно принимают инженеры-разработчики и специалисты по контролю качества. Эффективность поиска, стоимость поддержания и исправления ошибок в программах во многом зависят от самих инструментов. 

Вот какие критерии помогут выбрать подходящую систему. 

• Язык программирования. Технологический стек, который использует разработчик, сразу же сужает количество применимых в компании анализаторов. Система, которая поддерживает большое количество языков (как, например, Platform V Works::CodeScanner), может стать единственным анализатором в компании, а значит, сократить стоимость внедрения, использования и поддержания.
  
• Интеграция. Возможность интеграции с используемыми в компании средами разработки, системами контроля версий кода, инструментами сборки и развертывания приложений, менеджерами задач и отчетностью создают синергетический эффект.
• Ложные срабатывания. Анализаторы при настройках по умолчанию редко дают ложные срабатывания. Иногда они неверно детектируют целый класс проблем, и тогда проверку сбойных правил можно отключить через настройки. Если же срабатывание оказывается неверным в определенных местах (иногда у инженера есть причины сознательно нарушать правила), то его можно отключить для конкретной части кода соответствующей директивой.
• Документация и поддержка. Документация и поддержка особенно важны на этапе внедрения системы и ее обновления. Исчерпывающая документация позволяет ускорить решение проблем и получить максимум пользы от инструмента анализа. Если поставщик решения предлагает соглашение об уровне обслуживания (SLA) на поддержку, то это большой плюс.
• Скорость анализа. Скорость анализа — это частично управляемый параметр для каждого анализатора. В любом случае чем больше тестов, тем дольше будут идти проверки. Чем больше времени уходит на аудит, тем дороже будет исправление проблем. Неполадку гораздо проще, быстрее и дешевле править, пока в памяти свежи представления о том, как устроен код.
• Отчетность. Расчет параметров качества кода и систематическая работа над ним — это залог управляемости процессов разработки в компании. Поэтому у хорошей системы анализа кода обязательно должна быть собственная развитая отчетность либо возможность интеграции с внешней системой, которая возьмет на себя задачу подготовки и доставки отчетности.

Заключение

Технологии анализа кода играют важную роль в современной разработке программного обеспечения. Они позволяют инженерам-программистам эффективно справляться с растущими требованиями к качеству и безопасности систем в разработке. 

Динамический анализ помогает тестировать программы в условиях, которые максимально приближены к реальным. Однако он требует тщательной подготовки и времени.

Статический анализ, с другой стороны, предоставляет быструю и эффективную проверку кода на ошибки, соответствия стандартам программирования без необходимости его сборки. Этот метод хорошо подходит для обеспечения качества в рамках процесса CI/CD.

Бинарный анализ, несмотря на то, что это сложный специализированный метод, находит свое применение в области безопасности и реверс-инжиниринга.

Выбор подходящего способа зависит от множества факторов, включая язык программирования, возможности интеграции, скорость проверки и документацию. При этом хороший инструмент должен сочетать в себе глубину и ширину анализа с удобством и скоростью использования.

Применение технологий анализа кода не только повышает качество и безопасность разрабатываемых систем, но и увеличивает эффективность и упорядочивает процесс разработки.