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¿Qué es el análisis de código estático? Una descripción general completa

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Descripción general

Innovador herramientas de análisis de código estático Impulse la calidad continua para el desarrollo de software. La automatización del cumplimiento con una variedad de estándares de codificación ofrece una codificación segura y de alta calidad para el desarrollo de software empresarial e integrado.

¿Qué es el análisis de código estático?

Análisis estático Es el proceso de analizar el código fuente con el fin de encontrar errores y evaluar la calidad del código sin necesidad de ejecutarlo. Los desarrolladores y evaluadores ejecutan análisis estáticos en código parcialmente completo, bibliotecas y código fuente de terceros.

Los analizadores de código estático utilizan una interfaz similar a un compilador para construir un modelo sintáctico y semántico del software. Luego, el modelo sintáctico se analiza contra un conjunto de reglas o "verificadores" para ver si el código está en violación. Estos verificadores usan algoritmos de coincidencia de patrones para detectar errores que incluyen:

  • Mal uso de las construcciones del lenguaje.
  • Uso de funciones inseguras
  • Violaciones de las pautas de codificación

El análisis estático es muy recomendado o requerido por algunas empresas que crean aplicaciones según estándares de seguridad como ISO 26262, DO-178C, IEC 62304, IEC 61508 y EN 50716. Ayuda a las organizaciones a detectar defectos difíciles de encontrar y a mejorar la seguridad, protección y confiabilidad del software al cumplir con estándares de codificación como MISRA, AUTOSAR C++ 14, CERT, CWE, OWASP y otros.

“MISRA”, “MISRA C” y el logotipo del triángulo son marcas comerciales registradas de The MISRA Consortium Limited. © The MISRA Consortium Limited, 2021. Todos los derechos reservados.

¿Cómo funciona el análisis de código estático?

Los analizadores de código estático utilizan una interfaz similar a un compilador para crear un modelo sintáctico y semántico del software. Luego, el modelo sintáctico se analiza comparándolo con un conjunto de reglas o "verificadores" para ver si el código infringe alguna norma.

Círculo azul con un ícono blanco de una burbuja de palabras con un signo de exclamación azul en el medio.

Definir reglas

Los comprobadores utilizan algoritmos de comparación de patrones para detectar errores como el uso inadecuado de construcciones del lenguaje, el uso de funciones inseguras y las violaciones de las pautas de codificación. El conjunto específico de comprobadores utilizados es configurable por el usuario. Algunas herramientas de análisis estático proporcionan configuraciones preestablecidas para mayor comodidad, por ejemplo, para estándares de codificación como MISRA C 2023.

Círculo azul con un icono de configuración de control blanco.

Utilizar datos y controlar el flujo

Los comprobadores más sofisticados emplean análisis semántico que utiliza datos y flujo de control para detectar errores complejos y vulnerabilidades de seguridad. Para ello, el analizador estático crea un modelo de ejecución del software, considera posibles rutas a través del código y evalúa el uso de los datos a medida que fluyen desde la fuente (como la entrada del usuario) hasta su destino (como una llamada API o una llamada del sistema).

Círculo azul con un ícono que muestra tres líneas blancas apiladas que se van acortando progresivamente, con la más larga en la parte superior y la más corta en la parte inferior.

Aplicar heurísticas

Analizar cada una de las posibles condiciones y rutas llevaría demasiado tiempo, por lo que el analizador utiliza heurísticas para detectar las rutas más probables para la evaluación. Los tipos de errores detectados por estos verificadores incluyen deferencia de puntero nulo, desbordamientos de búfer y vulnerabilidades de seguridad como inyecciones de comandos y SQL.

Un gráfico que muestra el proceso de análisis estático a medida que el código fuente se mueve desde el repositorio de origen al analizador estático, luego las violaciones se informan al servidor del equipo Parasoft.

Una visión de alto nivel del proceso de análisis estático


Formas de aplicar el análisis estático

Los equipos suelen utilizar el análisis estático de dos maneras:

  1. En el escritorio del desarrollador integrado en su entorno de desarrollo (IDE).
  2. En la línea de comandos como parte de un proceso de compilación o integración continua.

Algunas herramientas comerciales se integran con los principales IDE y ofrecen soluciones para que los usuarios gestionen eficazmente los resultados de los análisis. De hecho, la inteligencia artificial y el aprendizaje automático también se pueden aplicar en la priorización y gestión de todas las infracciones identificadas para reducir el esfuerzo y el riesgo.

Comparación entre análisis estático y análisis dinámico

 

Imagen de una tabla que compara los beneficios del análisis estático y del análisis dinámico.

 

La combinación de análisis estático y dinámico es la mejor opción para obtener resultados prácticos, reducir la incidencia de errores, aumentar la detección de errores y crear un código más seguro en general. Uno no es mejor ni peor que el otro. Trabajan en conjunto como todos los engranajes de un reloj suizo perfectamente elaborado.

 

La canalización SDLC y en qué etapas el análisis estático y el análisis dinámico encuentran defectos.

La canalización SDLC y en qué etapas el análisis estático y el análisis dinámico encuentran defectos.

Técnicas de análisis de código estático

El análisis estático es el proceso de examinar el código fuente sin necesidad de ejecutarlo con el fin de encontrar errores o evaluar la calidad del código. Esto significa que los equipos pueden ejecutar análisis estáticos en código parcialmente completo, bibliotecas y código fuente de terceros. En el ámbito de la seguridad de aplicaciones, el análisis estático se conoce con el término pruebas de seguridad de aplicaciones estáticas (SAST).

Análisis estático basado en patrones

Busca patrones de código que violen las reglas de codificación definidas. Además de garantizar que el código cumpla con las expectativas uniformes de cumplimiento normativo o iniciativas internas, también ayuda a los equipos a evitar defectos como fugas de recursos, problemas de rendimiento y seguridad, errores lógicos y mal uso de la API.

Análisis estático basado en flujo

Implica encontrar y analizar las distintas rutas que se pueden seguir a través del código, tanto por control (el orden en que se pueden ejecutar las líneas) como por datos (las secuencias en que una variable o entidad similar se puede crear, modificar, usar y destruir). Esto puede exponer problemas que conducen a defectos críticos, como... Corrupciones de memoria (sobrescrituras de búfer), violaciones de acceso a memoria, desreferencias de punteros nulos, condiciones de carrera o bloqueosTambién puede detectar problemas de seguridad al señalar rutas que evitan el código crítico para la seguridad, por ejemplo, el código que realiza la autenticación o el cifrado.

Análisis de complejidad

Implica medir y visualizar varios aspectos del código. Puede ayudar a detectar defectos existentes, pero más a menudo advierte sobre posibles dificultades para prevenir y detectar defectos futuros cuando se mantiene el código. Esto se hace encontrando complejidad y dificultad como:

  • Componentes demasiado grandes
  • Anidamiento excesivo de bucles
  • Serie de decisiones demasiado larga.
  • Dependencias complicadas entre componentes

Análisis de duplicación de código

La comprobación de código duplicado ayuda a las organizaciones a mejorar el diseño de las aplicaciones y a reducir los costes de mantenimiento. Durante este tipo de análisis, el código se analiza en elementos de lenguaje más pequeños (tokens). Los tokens se analizan según un conjunto de reglas que especifican qué se debe considerar código duplicado. Existen dos tipos de reglas:

  • Las reglas simples encuentran duplicados de un solo token como literales de cadena.
  • Las reglas complejas encuentran múltiples tokens duplicados, como métodos o declaraciones duplicados.

¿Cuáles son los beneficios de una herramienta de análisis de código estático?

Icono de flecha de tendencia ascendente azul

Aumente la calidad del código y reduzca el costo de los defectos

Evite los defectos de código en las primeras etapas de cualquier proceso de desarrollo antes de que se conviertan en desafíos más costosos en las etapas posteriores de las pruebas de software.

Icono del escudo azul

Satisfacer los estándares funcionales de la industria

Introduzca soluciones de análisis estático recomendadas por estándares de proceso como ISO 26262, DO-178C, IEC 62304, IEC 61508, EN 50716 o EN 50128, y más.

Icono de un candado

Satisfacer las pruebas de seguridad de análisis estático (SAST)

Incorpore el cumplimiento de los estándares de codificación de seguridad como SEI CERT, CWE, OWASP, DISA-ASD-STIG y UL 2900 en los procesos de prueba de SA y asegúrese de que su código cumpla con los más estrictos estándares de seguridad.

Círculo azul que muestra el icono de una lupa con contorno blanco que hace zoom sobre botones blancos abiertos y cerrados.

Cumplir con los estándares de cumplimiento de códigos de seguridad

Establezca el cumplimiento de los estándares de codificación de seguridad como MISRA, AUTOSAR C++ 14, JSF y más, o cree su propia configuración de estándares de codificación personalizados para su organización.

Círculo azul con un icono en un contorno blanco de dos cuadrados conectados por una línea curva corta

Círculo azul con un icono blanco que muestra dos cuadrados conectados por una línea curva.

Integre fácilmente el análisis estático en su canalización de CI / CD optimizada con pruebas continuas que ofrecen rápidamente software de alta calidad.

Ícono dentro de un círculo azul que muestra un conector blanco de 4 clavijas con AI escrito en el centro.

Pruebe de forma más inteligente con IA y ML

Incorpore inteligencia artificial y aprendizaje automático para mejorar la productividad en el flujo de trabajo de análisis estático de su equipo. La IA marcará y priorizará las infracciones más urgentes que deben corregirse primero.

¿Cuáles son las posibles limitaciones de una herramienta de análisis de código estático?

  • Genera falsos positivos y negativos
    Las herramientas SAST suelen generar falsos positivos y falsos negativos. Los falsos positivos señalan problemas que no son importantes, lo que hace perder el tiempo a los desarrolladores, mientras que los falsos negativos pasan por alto vulnerabilidades reales, lo que plantea riesgos de seguridad. Equilibrar la reducción de falsos positivos sin aumentar los falsos negativos es un desafío.
  • Complejidades del análisis estático y de los sistemas de software
    El análisis de código estático es un desafío para las herramientas SAST debido a la necesidad de una comprensión profunda de la estructura del código, la lógica y el flujo de datos sin ejecución. A medida que aumenta la complejidad del software, las herramientas SAST pueden pasar por alto problemas de seguridad o generar falsos positivos. También tienen dificultades con las aplicaciones web dinámicas basadas en datos donde las entradas e interacciones del usuario varían.
  • Identificación de vulnerabilidades a partir de datos no saneados
    Las herramientas SAST a menudo pasan por alto vulnerabilidades provenientes de entradas no saneadas, como inyección SQL o XSS, porque dependen del análisis de código estático. Tienen dificultades para detectar problemas que surgen de entradas externas validadas y saneadas incorrectamente.
  • Dependencia de lenguajes de programación específicos
    Las herramientas SAST suelen ser específicas de un lenguaje: son excelentes en algunos, pero tienen dificultades con otros. Las organizaciones que utilizan varios lenguajes pueden necesitar varias herramientas SAST o una que admita toda su pila tecnológica, lo que plantea un desafío logístico.

Consejos para realizar análisis de código estático con éxito

Una de las mejores cosas que puede hacer para tener éxito es comprender los cuatro tipos principales de análisis de código estático y los errores que estas pruebas están diseñadas para detectar.

Icono de una bombilla

Pruebas de rendimiento

Las pruebas de rendimiento identifican errores que abordarán problemas de rendimiento generales y ayudarán a los desarrolladores a mantenerse al día con las últimas mejores prácticas.

Icono de una bombilla

Análisis de código fuente relacionado con la seguridad

El análisis del código fuente relacionado con la seguridad encuentra riesgos de seguridad como criptografía débil, problemas de configuración y errores de inyección de comandos específicos del marco.

Icono de una bombilla

Pruebas de seguridad y confiabilidad

Las pruebas de seguridad y confiabilidad ayudan a prevenir problemas de funcionalidad, ya que nadie quiere mensajes de servicio de emergencia fuera de horario laboral que indiquen que no hay respuesta. Este tipo de análisis de código estático es especialmente útil para Encontrar fugas de memoria o problemas de subprocesos.

Icono de una bombilla

Pruebas de estilo

Las pruebas de estilo alientan a los equipos a adoptar estilos de codificación uniformes para facilitar su uso, comprensión y corrección de errores. Los desarrolladores no tienen que perder tiempo identificando infracciones de estilo. Las pruebas las encuentran, lo que ahorra tiempo.

Mejores prácticas para realizar análisis de código estático con éxito

Maximice la eficacia del análisis de código estático para mejorar la calidad del código, reducir los defectos y cumplir con los requisitos de cumplimiento de manera eficiente siguiendo estas mejores prácticas.

  1. Incorpore el análisis de código estático al principio del ciclo de desarrollo, idealmente desde el comienzo de la codificación.
  2. Automatice el análisis estático integrándolo en el proceso de integración continua/implementación continua (CI/CD).
  3. Incentive a los desarrolladores a solucionar problemas en tiempo real y haga que la calidad del código sea parte de su flujo de trabajo diario.
  4. Concéntrese en el análisis incremental examinando solo los cambios de código en lugar de analizar toda la base de código cada vez.
  5. Adapte las reglas de análisis estático a los estándares de codificación relevantes para su proyecto o industria, como MISRA para la industria automotriz o CERT para sistemas críticos para la seguridad. Aplique estas reglas como parte del proceso de desarrollo.
  6. Concéntrese en solucionar primero los problemas más críticos y de mayor gravedad. Utilice la clasificación para clasificar los hallazgos en niveles de importancia: vulnerabilidades de seguridad, corrección del código, rendimiento y violaciones de estilo.
  7. Utilice paneles dinámicos y herramientas de informes para realizar un seguimiento de métricas clave como la cantidad de problemas solucionados, los niveles de cumplimiento y las tendencias de calidad del código a lo largo del tiempo.
  8. Mantenga la herramienta de análisis estático actualizada con las últimas reglas, patrones de corrección de errores y controles de cumplimiento.
  9. Utilice el análisis estático en combinación con otros métodos de prueba, como pruebas unitarias y de cobertura de código, para crear un proceso de garantía de calidad sólido.

Exploración de aplicaciones reales del análisis de código estático

La clave para ejecutar con éxito un análisis estático es una herramienta accesible y fácil de usar que brinde a los desarrolladores información útil y práctica desde el principio sin abrumarlos.

Imagen de archivo que muestra dos helicópteros militares en tierra en primer plano y dos en el fondo.
CASO DE ESTUDIO |
Logotipo de Leonardo

Leonardo mejora significativamente la calidad del software con una moderna solución de análisis estático

“Hubo una revolución en nuestra forma de desarrollar que nos permitió ganar un tiempo precioso para centrarnos en otras cosas”.

Daniele De Nicola, supervisor de verificación y validación de software de productos en Leonardo

Imagen nocturna de una ciudad iluminada por la noche y todos sus sistemas inteligentes conectados, incluidos aquellos que están directamente conectados a satélites en el espacio.
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Logotipo de G3 Technologies

G3 logra los objetivos de calidad del software con una solución de análisis de código estático

"El desarrollo, la prueba y la implementación de parches en sistemas operativos suelen implicar costos mucho más altos que hacerlo bien la primera vez. Parasoft es uno de nuestros socios clave para garantizar que lo hagamos bien la primera vez".

Andrew Park, vicepresidente de ingeniería de G3

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