論文の概要: DSHGT: Dual-Supervisors Heterogeneous Graph Transformer -- A pioneer study of using heterogeneous graph learning for detecting software vulnerabilities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.01376v2
• Date: Mon, 31 Jul 2023 09:07:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-01 20:53:38.438945
• Title: DSHGT: Dual-Supervisors Heterogeneous Graph Transformer -- A pioneer study of using heterogeneous graph learning for detecting software vulnerabilities
• Title（参考訳）: DSHGT: Dual-Supervisors Heterogeneous Graph Transformer -- ソフトウェア脆弱性検出のための異種グラフ学習の先駆的研究
• Authors: Tiehua Zhang, Rui Xu, Jianping Zhang, Yuzhe Tian, Xin Chen, Xiaowei Huang, Jun Yin, Xi Zheng
• Abstract要約: 脆弱性検出はソフトウェアセキュリティにおいて重要な問題であり、学術と産業の両方から注目を集めている。 ディープラーニング、特にグラフニューラルネットワーク(GNN)の最近の進歩は、幅広いソフトウェア脆弱性の自動検出の可能性を明らかにしている。 この研究において、我々はCode Property Graphという形で異種グラフ表現を最初に探求した1人です。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.47875830028395
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Vulnerability detection is a critical problem in software security and attracts growing attention both from academia and industry. Traditionally, software security is safeguarded by designated rule-based detectors that heavily rely on empirical expertise, requiring tremendous effort from software experts to generate rule repositories for large code corpus. Recent advances in deep learning, especially Graph Neural Networks (GNN), have uncovered the feasibility of automatic detection of a wide range of software vulnerabilities. However, prior learning-based works only break programs down into a sequence of word tokens for extracting contextual features of codes, or apply GNN largely on homogeneous graph representation (e.g., AST) without discerning complex types of underlying program entities (e.g., methods, variables). In this work, we are one of the first to explore heterogeneous graph representation in the form of Code Property Graph and adapt a well-known heterogeneous graph network with a dual-supervisor structure for the corresponding graph learning task. Using the prototype built, we have conducted extensive experiments on both synthetic datasets and real-world projects. Compared with the state-of-the-art baselines, the results demonstrate promising effectiveness in this research direction in terms of vulnerability detection performance (average F1 improvements over 10\% in real-world projects) and transferability from C/C++ to other programming languages (average F1 improvements over 11%).
• Abstract（参考訳）: 脆弱性検出はソフトウェアセキュリティにおける重要な問題であり、学界と業界の両方から注目を集めている。 伝統的に、ソフトウェアセキュリティは、経験的な専門知識に大きく依存する、指定されたルールベースの検出器によって保護されている。 ディープラーニング、特にグラフニューラルネットワーク(GNN)の最近の進歩は、幅広いソフトウェア脆弱性の自動検出の可能性を明らかにしている。 しかしながら、事前学習に基づく作業は、コードの文脈的特徴を抽出するためにプログラムを単語トークンのシーケンスに分割するか、あるいはgnnを基礎となるプログラムエンティティ(例えばメソッド、変数)の複雑なタイプを識別せずに、均質なグラフ表現(例えばast)に主に適用するだけである。 本研究では、コードプロパティグラフの形で異種グラフ表現を初めて探求し、対応するグラフ学習タスクのための二重スーパーバイザ構造を持つよく知られた異種グラフネットワークを適用する。 構築したプロトタイプを用いて,人工データセットと実世界のプロジェクトの両方について広範な実験を行った。 最先端のベースラインと比較すると、脆弱性検出性能(実世界のプロジェクトでは平均10\%以上のf1改善)やc/c++から他のプログラミング言語への移植性(平均11%以上のf1改善)といった点で、この研究の方向性において有望な効果を示している。

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