Khóa Luận Tốt Nghiệp: Nghiên Cứu Hệ Thống Phát Hiện Lỗ Hổng Bảo Mật Phần Mềm Sử Dụng Mô Hình Xử Lý Ngôn Ngữ Tự Nhiên

• Tác giả: Bui Nguyen Phuoc
• Người hướng dẫn: TS. Pham Van Hau
• Trường học: Đại học Công nghệ Thông tin - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: An toàn thông tin
• Đề tài: Nghiên cứu hệ thống phát hiện lỗ hổng bảo mật phần mềm bằng mô hình xử lý ngôn ngữ tự nhiên
• Loại tài liệu: Khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: TP.HCM

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Giới thiệu vấn đề
• 1.2. Giới thiệu những nghiên cứu liên quan
• 1.2.1. Mô hình xử lí ngôn ngữ tự nhiên
• 1.2.2. Mô hình học sâu
• 1.2.3. Tính ứng dụng
• 1.2.4. Những thách thức
• 1.3. Mục tiêu, đối tượng, và phạm vi nghiên cứu
• 1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3.2. Đối tượng nghiên cứu
• 1.3.3. Phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Cấu trúc khóa luận tốt nghiệp
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Lỗ hổng phần mềm
• 2.1.1. Lỗ hổng thiết kế
• 2.1.2. Lỗ hổng triển khai
• 2.1.3. Lỗ hổng lập trình
• 2.1.4. Lỗ hổng hệ điều hành
• 2.2. Hệ thống dò quét và phát hiện lỗ hổng phần mềm
• 2.2.1. Phương pháp phân tích tĩnh
• 2.2.2. Phương pháp phân tích động
• 2.3. Mô hình xử lý ngôn ngữ tự nhiên
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN
• 3.1. Hệ thống phát hiện lỗ hổng phần mềm
• 3.1.1. Giai đoạn huấn luyện
• 3.1.2. Giai đoạn phát hiện (Detection Phase)
• 3.1.3. Tiền xử lí dữ liệu với Word2Vec
• 3.1.4. Tiền xử lí dữ liệu với CodeBERT
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Thiết lập thí nghiệm
• 4.2. Setup mô hình đánh giá
• 4.3. Thông số để đánh giá mô hình
• 4.4. Các tập dữ liệu
• 4.4.1. Tập dữ liệu SySeVR
• 4.4.2. Tập dữ liệu VulDeePecker
• 4.4.3. Tập dữ liệu VulDeBERT
• 4.5. Kết quả thí nghiệm
• 4.5.1. Huấn luyện trên tập dataset của cả VulDeePecker và VulDeBERT
• 4.5.2. Huấn luyện trên tập dataset của SySeVR (SeVCs)
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Hướng phát triển
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Hệ thống phát hiện lỗ hổng bảo mật phần mềm

Hệ thống phát hiện lỗ hổng là một công cụ quan trọng trong bảo mật phần mềm, giúp xác định các điểm yếu trong mã nguồn. Hệ thống này sử dụng các kỹ thuật phân tích tĩnh và phân tích động để tìm kiếm lỗ hổng. Phương pháp phân tích tĩnh tập trung vào việc kiểm tra mã nguồn mà không cần thực thi chương trình, trong khi phân tích động quan sát hành vi của phần mềm trong thời gian thực. Các hệ thống này thường kết hợp với công nghệ bảo mật hiện đại như học máy và phân tích ngữ nghĩa để nâng cao độ chính xác.

1.1 Phương pháp phân tích tĩnh

Phương pháp phân tích tĩnh tập trung vào việc kiểm tra mã nguồn để phát hiện lỗ hổng mà không cần thực thi chương trình. Kỹ thuật này giúp xác định các lỗi như cấp phát tài nguyên không hợp lý hoặc sử dụng hàm có lỗ hổng. Phương pháp này đòi hỏi kiến thức sâu về ngôn ngữ lập trình và khả năng phân tích mã nguồn một cách chi tiết.

1.2 Phương pháp phân tích động

Phương pháp phân tích động quan sát hành vi của phần mềm trong thời gian thực. Kỹ thuật này giúp phát hiện các hoạt động đáng ngờ như thay đổi tập tin, lưu lượng mạng bất thường. Phương pháp này yêu cầu thiết lập môi trường thử nghiệm để thực thi và giám sát phần mềm.

II. Mô hình xử lý ngôn ngữ tự nhiên trong bảo mật

Mô hình xử lý ngôn ngữ tự nhiên (NLP) được áp dụng để phân tích mã nguồn và phát hiện lỗ hổng. Các mô hình như Word2Vec và CodeBERT giúp trích xuất đặc trưng từ mã nguồn, từ đó xác định các đoạn mã có khả năng chứa lỗ hổng. NLP cung cấp khả năng hiểu ngữ cảnh và cú pháp của mã nguồn, giúp nâng cao độ chính xác trong việc phát hiện lỗ hổng.

2.1 Mô hình Word2Vec

Word2Vec là một mô hình NLP phổ biến, sử dụng để biểu diễn từ ngữ dưới dạng vector. Trong bảo mật, Word2Vec được áp dụng để trích xuất đặc trưng từ mã nguồn, giúp xác định các đoạn mã có khả năng chứa lỗ hổng. Mô hình này có ưu điểm là dễ triển khai và hiệu quả trong việc xử lý ngôn ngữ tự nhiên.

2.2 Mô hình CodeBERT

CodeBERT là một mô hình NLP chuyên biệt cho mã nguồn, được huấn luyện trên nhiều ngôn ngữ lập trình. Mô hình này giúp trích xuất đặc trưng từ mã nguồn một cách chính xác, từ đó phát hiện các lỗ hổng bảo mật. CodeBERT có khả năng hiểu cú pháp và ngữ nghĩa của mã nguồn, giúp nâng cao hiệu quả phát hiện lỗ hổng.

III. Nghiên cứu và ứng dụng thực tế

Nghiên cứu này tập trung vào việc phát triển hệ thống phát hiện lỗ hổng dựa trên mô hình xử lý ngôn ngữ tự nhiên. Các kết quả thực nghiệm cho thấy hiệu quả của các mô hình như Word2Vec và CodeBERT trong việc phát hiện lỗ hổng. Hệ thống này có tiềm năng ứng dụng cao trong việc bảo vệ an ninh mạng và phần mềm bảo mật.

3.1 Kết quả thực nghiệm

Các thí nghiệm được thực hiện trên các tập dữ liệu như SySeVR và VulDeePecker cho thấy hiệu quả của các mô hình NLP trong việc phát hiện lỗ hổng. Kết quả cho thấy độ chính xác cao và khả năng ứng dụng thực tế của hệ thống.

3.2 Ứng dụng thực tế

Hệ thống này có thể được triển khai trong các môi trường phát triển phần mềm để tự động phát hiện và cảnh báo về các lỗ hổng bảo mật. Điều này giúp nâng cao khả năng bảo vệ hệ thống và giảm thiểu rủi ro từ các cuộc tấn công.