자바 오류: 비트 연산자와 부울 연산자의 차이

«Java Gotcha»: 실수로 쉽게 구현할 수 있는 흔한 오류 패턴.

자바에서 실수로 빠지기 쉬운 꽤 간단한 함정은: 부울 비교 연산자 대신 비트 연산자를 사용하는 것입니다.

예를 들어, 단순한 오타로 인해 실제로 "&&"를 입력하려던 것이 "&"로 입력될 수 있습니다.

코드를 검토할 때 배우는 일반적인 경험적 규칙은 다음과 같습니다:

조건문에서 «&» 또는 «|»가 사용된 경우 의도된 것이 아닐 가능성이 높습니다.

이 블로그 글에서는 휴리스틱을 탐구하고, 이러한 코딩 문제를 식별하고 해결할 수 있는 방법을 알아보겠습니다.

문제가 무엇인가요? 비트 단위 연산은 부울 값과 함께 잘 작동합니다.

부울 값에 비트 연산자를 사용하는 것은 완벽히 유효하므로, Java는 어떤 구문 오류도 발생시키지 않습니다.

비트 연산자(Bitwise OR(|) 및 비트 연산자(Bitwise AND(&))에 대한 진리값 표를 탐색하기 위해 JUnit 테스트를 작성하면, 비트 연산자의 출력이 진리값 표와 일치함을 확인할 수 있습니다. 이를 고려할 때, 비트 연산자 사용이 문제가 되지 않는다고 생각할 수 있습니다.

진실의 표

@Test
void BitwiseOperatorsAndTruthTable () {
Assertions.assertEquals (verdadero, verdadero y verdadero);
Assertions.assertEquals (falso, verdadero y falso);
Assertions.assertEquals (falso, falso y verdadero);
Assertions.assertEquals (falso, falso y falso);
}

테스트가 통과합니다. 이것은 완벽하게 유효한 자바입니다.

진리의 표

@Test
anular BitwiseOperatorSorTruthTable () {
Assertions.assertEquals (verdadero, verdadero | verdadero);
Assertions.assertEquals (verdadero, verdadero | falso);
Assertions.assertEquals (verdadero, falso | verdadero);
Assertions.assertEquals (falso, falso | falso);
}

이 테스트도 통과하는데, 왜 우리는 '&&'와 '||'를 선호할까?

진리표 도구는 진리표 도구 를 사용하여 생성되었습니다. 웹사이트(web.standfor.edu)의를 사용하여 생성되었습니다.

문제: 단락 작동

진정한 문제는 비트 연산자(&, |)와 부울 연산자(&&, ||) 간의 동작 차이입니다.

부울 연산자는 단락 연산자이며 필요한 만큼만 평가합니다.

예를 들어

si (args! = nulo & args.length () > 23) {
System.out.println (argumentos);
}

위의 코드에서는 비트 연산자를 사용했기 때문에 두 부울 조건이 모두 평가됩니다:

• argumentos! = nulo
• args.length() > 23

이 코드는 args가 null일 경우 NullPointerException에 취약합니다. args가 null인 경우에도 args.length 검사를 항상 수행하기 때문입니다. 두 부울 조건을 모두 평가해야 하기 때문입니다.

부울 연산자 단락 평가

&&를 사용할 때, 예를 들어

si (args! = nulo && args.length () > 23) {
System.out.println (argumentos);
}

¡En cuanto sepamos que es un argumento! = null은 false로 평가되며, 조건식의 평가가 중단됩니다.

우측을 평가할 필요가 없습니다.

오른쪽 조건의 결과가 무엇이든, 부울 표현식의 최종 값은 거짓이 될 것이다.

그러나 이는 프로덕션 코드에서는 절대 발생하지 않을 것입니다.

이것은 매우 쉽게 저지를 수 있는 오류이며 정적 분석 도구가 항상 이를 탐지하지는 않습니다.

다음 Google Dork를 사용하여 이 패턴의 공개된 예시를 찾을 수 있는지 확인했습니다:

파일 유형: java인 경우 «! = null &»
이 검색은 RootWindowContainer에서 Android 코드를 반환했습니다
isDocument = intent! = null & intent.isDocument()

이 코드는 코드 검토를 통과할 수 있는 유형입니다. 값을 가리기 위해 할당문에서 비트 연산자를 자주 사용하기 때문입니다. 하지만 이 경우 결과는 이전 if 문 예제와 동일합니다. 의도가 null인 경우 NullPointerException이 발생합니다.

우리는 종종 이 구문으로 원하는 대로 해치우곤 합니다. 왜냐하면 우리는 방어적으로 코딩하고 중복 코드를 작성하는 경우가 많기 때문입니다. `!= null` 검사는 대부분의 사용 사례에서 중복일 수 있습니다.

이는 프로그래머들이 생산 코드에서 저지른 오류입니다.

검색 결과가 얼마나 최신인지는 모르겠지만, 실행했을 때 Google, Amazon, Apache... 그리고 저의 코드가 포함된 결과가 나타났습니다.

최근 제 오픈소스 프로젝트 중 하나에서 발생한 추출 요청은 정확히 이 오류를 해결하기 위한 것이었습니다.

si (escriba! =nulo y escribe.trim () .length () >0) {
Aceptar MediaTypeDefinitionsList.add (type.trim ());
}

이것을 찾는 방법

일부 정적 분석기에서 내 샘플 코드를 확인했을 때, 그 어떤 것도 이 숨겨진 자동 파괴 코드를 탐지하지 못했습니다.

Secure Code Warrior 팀으로서, 우리는 이 질문에 답할 수 있는 Sensei 간단한 Sensei 레시피를 만들고 검토했습니다.

비트 연산자는 완벽히 유효하며 할당문에서 자주 사용되므로, 우리는 if 문 사용 사례와 문제 코드를 찾기 위한 비트wise & 연산자 사용에 집중합니다.

buscar:
expresión:
Cualquiera de:
- en:
condición: {}
valor:
Sensible a mayúsculas y minúsculas: falso
coincidencias: «.* & . *»

이것은 정규 표현식을 사용하여 조건 표현식(예: if 문)에서 "&»"와 일치하도록 합니다.

이를 해결하기 위해 정규 표현식에 다시 의존했습니다. 이번에는 QuickFix의 sed 기능을 사용하여 표현식 내의 &를 &&로 전역적으로 교체했습니다.

Correcciones disponibles:
- nombre: «Reemplazar el operador AND bit a bit por el operador AND lógico»
acciones:
- reescribir:
a: «{{#sed}} s/&/&&/g, {{{.}}} {{/sed}}»

마지막 메모

이것은 비트 연산자를 부적절하게 사용하는 가장 흔한 경우를 다룹니다. 즉, 실제로는 부울 연산자를 사용하려 했던 경우를 말합니다.

다른 상황에서도 이 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 작업 예시에서 그렇습니다. 그러나 레시피를 작성할 때는 오탐지 식별을 피해야 합니다. 그렇지 않으면 레시피가 무시되거나 비활성화될 수 있습니다. 우리는 가장 흔한 발생 사례에 부합하도록 레시피를 만듭니다. Sensei 따라 더 많은 일치 조건을 커버하기 위해 검색 기능에 추가적인 특이성을 부여할 가능성이 매우 높습니다.

현재 형태로 이 레시피는 현재의 많은 사용 사례를 식별할 수 있으며, 무엇보다도 제 프로젝트에서 보고된 사례를 포함합니다.

참고: 이 예시와 레시피 검토에는 소수의 코드 전사들이 기여했습니다: Charlie Eriksen, Matthieu Calie, Robin Claerhaut, Brysen Ackx, Nathan Desmet, Downey Robersscheuten. 도움에 감사드립니다.

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Sensei 설치하려면 Mac의 경우 「Preferencias\ Plugins」, Windows의 경우 「Configuración\ Plugins」로 이동한 후 「código seguro de sensei를 검색하세요.

Secure Code Warrior GitHub 계정의 `sensei` 저장소에는 이 블로그 게시물을 포함한 다양한 예제 코드와 레시피가 있습니다.

https://github.com/securecodewarrior/sensei-blog-examples

Sensei에 대한 자세한 정보