Classifying And Predicting Software Security Vulnerabilities based on Reproducibility
Notice bibliographique
Résumé
Security defects are common in large software systems because of their size and complexity. Although efficient development processes, testing, and maintenance policies are applied to software systems, there are still a large number of vulnerabilities that can remain, despite these measures. Some vulnerabilities stay in a system from one release to the next one because they cannot be easily reproduced through testing. These vulnerabilities endanger the security of the systems. We propose vulnerability classification and prediction frameworks based on vulnerability reproducibility. The frameworks are effective to identify the types and locations of vulnerabilities in the earlier stage, and improve the security of software in the next versions (referred to as releases). We expand an existing concept of software bug classification to vulnerability classification (easily reproducible and hard to reproduce) to develop a classification framework for differentiating between these vulnerabilities based on code fixes and textual reports. We then investigate the potential correlations between the vulnerability categories and the classical software metrics and some other runtime environmental factors of reproducibility to develop a vulnerability prediction framework. The classification and prediction frameworks help developers adopt corresponding mitigation or elimination actions and develop appropriate test cases. Also, the vulnerability prediction framework is of great help for security experts focus their effort on the top-ranked vulnerability-prone files. As a result, the frameworks decrease the number of attacks that exploit security vulnerabilities in the next versions of the software. To build the classification and prediction frameworks, different machine learning techniques (C4.5 Decision Tree, Random Forest, Logistic Regression, and Naive Bayes) are employed. The effectiveness of the proposed frameworks is assessed based on collected software security defects of Mozilla Firefox.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,007 | 0,063 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,011 | 0,004 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».