Analyse statique vs. analyse dynamique

L'analyse statique et l'analyse dynamique agissent comme une approche à deux volets pour améliorer le processus de développement en termes de fiabilité, de détection de bogues, d'efficacité et de sécurité. Mais en quoi diffèrent-ils et pourquoi chacun est-il important ?

Trouver et corriger les bogues tôt dans le développement est payant à bien des égards. Il peut réduire le temps de développement, réduire les coûts et prévenir les violations de données ou d'autres vulnérabilités de sécurité. En particulier avec DevOps, l'intégration précoce et continue des tests dans le SDLC peut être extrêmement utile.

C'est là qu'interviennent les tests d'analyse dynamique et statique. Ils servent chacun des objectifs différents au sein du SDLC tout en offrant un retour sur investissement unique et presque immédiat pour toute équipe de développement.

À retenir

Optimiser la qualité logicielle implique de savoir quand et comment utiliser l'analyse statique et dynamique.

• Statique vs. dynamique. L'analyse statique vérifie le code sans l'exécuter, tandis que l'analyse dynamique teste le comportement pendant l'exécution.
• Détecter les problèmes au plus tôt. L'analyse statique permet de prévenir les défauts et les risques de sécurité avant l'exécution.
• Identifier les problèmes d'exécution. L'analyse dynamique révèle les problèmes de mémoire, de logique et de performance qui ne sont visibles que pendant l'exécution.
• Utilisez les deux ensemble. La combinaison des tests statiques et dynamiques offre une meilleure couverture, un retour d'information plus rapide et un logiciel plus fiable.
• Automatisez pour plus d'efficacité. L'intégration de ces deux techniques dans les pipelines CI/CD permet un retour d'information continu et une résolution plus rapide des problèmes.

Analyse statique ou dynamique : comprendre les différences

Analyse de code statique est un terme général utilisé pour décrire plusieurs types d’analyses différents. Cependant, tous ces systèmes présentent un trait commun : ils ne nécessitent pas l’exécution de code pour fonctionner.

En revanche, l'analyse dynamique nécessite l'exécution de code. Bien qu'il existe d'autres différences, cette caractéristique est ce qui sépare radicalement les deux types d'approches de test.

Cela signifie également que chaque approche offre des avantages différents à différentes étapes du processus de développement. Afin de comprendre ces différences, examinons ce qui suit.

• Ce que chaque stratégie exige.
• Types de tests sous les termes génériques.
• Des outils qui facilitent le processus.

Qu'est-ce que l'analyse statique ?

Les tests d'analyse de code statique comprennent différents types, les deux principaux étant basés sur des modèles et sur des flux.

L'analyse statique basée sur des modèles recherche les modèles de code qui violent les règles de codage définies. En plus de garantir que le code répond aux attentes uniformes en matière de conformité réglementaire ou d'initiatives internes, il aide les équipes à prévenir les défauts tels que les fuites de ressources, les problèmes de performances et de sécurité, les erreurs logiques et l'utilisation abusive des API.

L'analyse statique basée sur les flux consiste à rechercher et à analyser les différents chemins pouvant être empruntés dans le code. Cela peut se produire par le contrôle (l'ordre dans lequel les lignes peuvent être exécutées) et par les données (les séquences dans lesquelles une variable ou une entité similaire peut être créée, modifiée, utilisée et détruite). Ces processus peuvent exposer des problèmes qui conduisent à des défauts critiques tels que :

• Corruptions de mémoire (écrasements de tampon)
• Violations d'accès à la mémoire
• Déréférences de pointeur nul
• Conditions de course
• Les impasses

Il peut également détecter les problèmes de sécurité en indiquant les chemins qui contournent le code critique pour la sécurité, tel que le code d'authentification ou de chiffrement.

De plus, l'analyse des métriques implique de mesurer et de visualiser divers aspects du code. Il peut aider à détecter les défauts existants, mais le plus souvent, il avertit de la difficulté potentielle à prévenir et à détecter les futurs défauts lorsque le code est maintenu. Cela se fait en trouvant la complexité et la lourdeur telles que :

• Composants trop volumineux
• Imbrication excessive de boucles
• Série de décisions trop longue
• Dépendances intercomposantes alambiquées

Qu'est-ce qu'un exemple d'analyse statique ?

Un exemple simple d'analyse statique consiste à utiliser des outils automatisés pour inspecter le code source et y déceler les problèmes sans exécuter le programme. Ces outils analysent la structure, la logique et le flux de données du code afin de détecter les problèmes dès les premières étapes du développement.

Par exemple, un linter analyse le code C ou C++ pour faire respecter les normes de codage et signaler les problèmes tels que les variables inutilisées, le code inaccessible ou les constructions de langage non sécurisées.

Une analyse statique des types ou sémantique examine comment les variables et les fonctions sont utilisées dans l'ensemble du code source afin d'identifier les causes des échecs d'exécution, notamment :

• incohérences de type
• Variables non initialisées
• Division par zéro
• Utilisation incorrecte de l'API

L'analyse statique est également couramment utilisée pour les analyses de sécurité. En traçant le flux de données à travers le code, les outils peuvent détecter des vulnérabilités telles que les dépassements de tampon, les déréférencements de pointeurs nuls ou les validations d'entrée manquantes, sans exécuter de tests.

Un autre exemple est l'analyse de la complexité du code, qui met en évidence les fonctions difficiles à tester ou à maintenir en mesurant des facteurs tels que la complexité et la profondeur des dépendances.

En pratique, ces analyses s'exécutent automatiquement dans les IDE ou les pipelines CI, offrant aux développeurs un retour d'information immédiat et permettant de traiter rapidement les défauts, les risques de sécurité et les problèmes de conformité, avant même que le logiciel ne soit construit ou déployé.

Qu'est-ce que l'analyse dynamique ?

Parfois appelé détection des erreurs d'exécution, l'analyse dynamique est l'endroit où les distinctions entre les types de tests commencent à s'estomper. Pour les systèmes embarqués, l'analyse dynamique examine le fonctionnement interne et la structure d'une application plutôt que le comportement externe. Par conséquent, l'exécution du code est effectuée au moyen de tests en boîte blanche.

Les tests d'analyse dynamique détectent et signalent les défaillances internes dès qu'elles se produisent. Cela permet au testeur de corréler plus facilement ces échecs avec les actions de test pour les rapports d'incidents.

Développer le comportement externe de l'application en mettant l'accent sur la sécurité, test dynamique de sécurité des applications (DAST) est un test analytique avec l'intention d'examiner l'élément de test plutôt que de l'exercer. Pourtant, le code testé doit être exécuté.

DAST étend également la capacité de tests empiriques à tous les niveaux, de l'unité à l'acceptation. Pour ce faire, il permet de détecter les défaillances internes qui indiquent des défaillances externes autrement non observables qui se produisent ou se produiront après l'arrêt des tests.

Qu'est-ce qu'un exemple d'analyse dynamique ?

L'analyse dynamique examine le logiciel pendant son exécution afin de détecter les problèmes qui n'apparaissent qu'à ce moment-là. Elle évalue le comportement du programme, son interaction avec la mémoire et sa réponse aux entrées.

Un exemple courant est celui des tests unitaires et d'intégration, où des fonctions ou des composants sont exécutés avec des entrées contrôlées. Lors de ces tests, les erreurs d'exécution, telles que les assertions échouées, les erreurs de logique ou les cas limites inattendus, peuvent être détectées immédiatement.

Un autre exemple est l'analyse de la mémoire en temps réel, qui surveille l'allocation et l'utilisation de la mémoire pour détecter les problèmes qui n'apparaissent que pendant l'exécution :

• Fuites
• Débordements de tampon
• Déréférences de pointeur nul

L'analyse dynamique est également appliquée aux tests de sécurité, tels que le fuzzing, où l'application est exécutée avec des entrées malformées ou inattendues afin de déceler les plantages, les comportements indéfinis ou les vulnérabilités.

En pratique, l'analyse dynamique est souvent intégrée aux pipelines CI et aux environnements de test, fournissant un retour d'information immédiat sur le comportement d'exécution, validant les fonctionnalités et aidant les équipes à détecter les défauts avant le déploiement.

Avantages et inconvénients de l'analyse statique

Comme pour toutes les voies menant à la maturité DevSecOps, les tests d'analyse statique présentent des avantages et des inconvénients.

AVANTAGES

• Évalue le code source sans l'exécuter.
• Analyse le code dans son intégralité pour détecter les vulnérabilités et les bogues.
• Suit des règles personnalisées et définies.
• Améliore la responsabilité des développeurs.
• Capable d'automatisation.
• Met en évidence les bogues tôt et réduit le temps nécessaire pour les corriger.
• Réduit les coûts du projet.

INCONVENIENTS

• Peut renvoyer des faux positifs et des faux négatifs susceptibles de distraire les développeurs.
• Peut prendre beaucoup de temps pour fonctionner manuellement.
• Impossible de localiser les bogues ou les vulnérabilités qui surviennent dans les environnements d'exécution.
• Décider quelles normes de codage de l'industrie appliquer peut être source de confusion.
• Il peut être difficile de déterminer s'il est approprié de s'écarter d'une violation de règle.

Alors que la liste des inconvénients peut sembler intimidante, les trous de l'analyse statique peuvent être corrigés avec deux choses.

1. Automatisation de l'analyse statique.
2. Utiliser des techniques dynamiques.

Avantages et inconvénients de l'analyse dynamique

L'analyse dynamique, comme toutes les méthodes de test, présente des avantages et des limites.

AVANTAGES

• Évalue le comportement du logiciel pendant son exécution.
• Détecte les erreurs d'exécution que l'analyse statique ne peut pas repérer.
• Identifie les problèmes de mémoire, de ressources et de performances.
• Révèle des failles de sécurité qui n'apparaissent que lors de l'exécution.
• Permet de valider le comportement fonctionnel réel avec des entrées réelles ou simulées.
• Fournit une corrélation précise entre les actions de test et les défaillances observées.
• Prend en charge l'automatisation CI/CD pour un retour d'information continu sur le comportement d'exécution.

INCONVENIENTS

• Cela peut prendre du temps, surtout pour les systèmes vastes ou complexes.
• Peut nécessiter une couverture de tests exhaustive pour détecter tous les problèmes d'exécution.
• Risque de passer à côté de défauts dans les chemins de code non exécutés lors des tests.
• La mise en place d'un environnement de test peut être complexe ou gourmande en ressources.
• Certains problèmes, comme des erreurs de logique profondes, peuvent rester cachés si les données de test sont insuffisantes.

Bien que les inconvénients puissent paraître importants, l'analyse dynamique est plus efficace lorsqu'elle est combinée avec :

• Couverture de test automatisée complète
• Analyse statique pour détecter les problèmes au plus tôt, avant l'exécution

Pourquoi l'analyse de code statique est si précieuse

Tous ces types d'analyse statique ont une chose en commun : ils impliquent de scanner ou de faire examiner par un programme le code source.

Il s'agit d'un moyen rapide et facile d'exposer les défauts critiques. Il atteint une couverture à 100 % avec des résultats objectifs à 100 %.

Le faire en continu est tout à fait logique car cela produit des résultats concrets, réduit les coûts et le temps de développement, et augmente couverture de codeet plus encore.

Au-delà de la portée de l'analyse statique

Balayage statique fournit des informations pour aider à prédire ce qui peut se passer lorsque le code est intégré et exécuté. Il détecte les défauts en fonction de ce que l'outil considère comme un défaut. En règle générale, cela peut être personnalisé en fonction de vos préférences et de vos priorités.

Cependant, il ne peut pas vous dire quand le système testé ou en production fournit des résultats inattendus, inappropriés ou inexacts.

Le défi ici est d'observer un comportement inattendu. Par exemple, une transaction peut sembler se dérouler correctement pour un utilisateur, un testeur ou un outil d'exécution de test alors qu'en fait, un composant a levé une exception non gérée et n'a pas réussi à la traiter correctement. Un système de contrôle peut répondre rapidement et correctement lors d'un test pendant trois jours, mais peut perdre de la mémoire et se diriger vers un crash le quatrième jour de production.

La correction de tous les défauts détectés à l'aide d'un outil d'analyse de code statique ne donne aucune garantie contre d'autres défauts qui entraîneront des défaillances comme celles-ci. C'est pourquoi il est important d'appliquer la définition de l'échec au comportement interne aussi bien qu'externe, même après l'intégration. La défaillance interne doit être détectée avant qu'elle ne se manifeste à l'extérieur.

Meilleures pratiques pour combiner l'analyse statique et dynamique

La combinaison d'analyses statiques et dynamiques est la meilleure option pour obtenir des résultats exploitables, réduire les occurrences de bogues, augmenter la détection de bogues et créer un code plus sécurisé dans l'ensemble. L'un n'est ni meilleur ni pire que l'autre. Ils fonctionnent en tandem comme tous les engrenages d'une montre suisse parfaitement conçue.

Pour utiliser l'analyse statique et dynamique ensemble, suivez ces bonnes pratiques.

• Utilisez-les à la fois avec des solutions manuelles et automatisées qui répondent à vos besoins.
• Rendre le code lisible et réutilisable pour d'autres développeurs.
• Utilisez la bonne approche au bon moment dans votre SDLC : statique dès le début et dynamique dans les environnements d'exécution.
• Utilisez les deux approches pour une vue d'ensemble plus globale de votre projet.
• Évitez le piège de ne compter que sur une seule méthode de test, un petit oubli qui peut entraîner de gros problèmes.

La combinaison d'analyses statiques et dynamiques permet aux équipes de localiser une gamme et un nombre plus larges de vecteurs de menaces exploitables.