VulANalyzeR: Explainable Binary Vulnerability Detection with Multi-task Learning and Attentional Graph Convolution
Notice bibliographique
Résumé
Software vulnerabilities have been posing tremendous reliability threats to the general public as well as critical infrastructures, and there have been many studies aiming to detect and mitigate software defects at the binary level. Most of the standard practices leverage both static and dynamic analysis, which have several drawbacks like heavy manual workload and high complexity. Existing deep learning-based solutions not only suffer to capture the complex relationships among different variables from raw binary code but also lack the explainability required for humans to verify, evaluate, and patch the detected bugs. We propose VulANalyzeR, a deep learning-based model, for automated binary vulnerability detection, Common Weakness Enumeration-type classification, and root cause analysis to enhance safety and security. VulANalyzeR features sequential and topological learning through recurrent units and graph convolution to simulate how a program is executed. The attention mechanism is integrated throughout the model, which shows how different instructions and the corresponding states contribute to the final classification. It also classifies the specific vulnerability type through multi-task learning as this not only provides further explanation but also allows faster patching for zero-day vulnerabilities. We show that VulANalyzeR achieves better performance for vulnerability detection over the state-of-the-art baselines. Additionally, a Common Vulnerability Exposure dataset is used to evaluate real complex vulnerabilities. We conduct case studies to show that VulANalyzeR is able to accurately identify the instructions and basic blocks that cause the vulnerability even without given any prior knowledge related to the locations during the training phase.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
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 ».