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Florient Marchand de Kerchove

Directeur de thèse

Mario Südholt
Jacques Noyé

Résumé

Afin de sécuriser les applications web, nous nous sommes intéressés à appliquer des analyses dynamiques de sécurité à des programmes JavaScript. Dans ce contexte, pouvoir rapidement modifier l’interpréteur et composer des analyses à l’exécution est primordial. Une façon d’effectuer ces changements aurait été par refactorisation. Mais la refactorisation peut être délicate et chronophage, car elle implique de réécrire des parties du code source, voire de réorganiser toute l’architecture du programme. La refactorisation est trop coûteuse lorsque prime la vitesse d’itération.

Nous explorons une alternative économe à la refactorisation : le détournement.
Détourner un programme c’est changer ses résultats sans directement modifier son
code source. Pour détourner un programme, on exploite des techniques d’indirection, tels que la portée dynamique et la métaprogrammation.

On commence par passer en revue les techniques utilisées pour des problèmes
connexes d’extensibilité, et on applique ces techniques pour détourner des
interpréteurs simples. Puis, on montre comment le détournement peut aider à
construire un interpréteur par incréments, pour permettre d’activer dynamiquement des comportements alternatifs. Enfin, on applique ces techniques pour détourner un véritable interpréteur JavaScript par de multiples analyses dynamiques de sécurité. Au prix d’un potentiel impact en efficacité et en sûreté, détourner l’interpréteur est à la fois plus rapide et plus flexible que de le réécrire, ce qui fait du détournement une alternative légitime à la refactorisation.

Mots-clés :

Extensibilité, modularité, interpréteurs, instrumentation, patrons de
conception, programmation par objets, programmation par aspects, JavaScript

Abstract :

For securing web applications, we were interested in applying dynamic security
analyses to JavaScript programs. In this context, the ability to quickly modify the interpreter and to compose analyses at runtime is paramount. One way to effect these changes would have been through refactoring. But refactoring can be tricky and time-consuming, as it entails to rewrite parts of the source code, and even to reorganize the program’s whole architecture. Refactoring is too costly when rapid iteration is preferred.

We explore a lightweight alternative to refactoring : diverting. To divert a program is to change its results without directly modifying its source code. To divert a program, we leverage indirection techniques such as dynamic scoping and
metaprogramming.

We first review the techniques used in related extensibility problems, like the
Expression Problem, and apply these techniques to divert simple interpreters. We then show how diverting can help build interpreters incrementally in layers, allowing dynamic activation of alternative behavior. Finally, we apply those techniques to divert a full-blown JavaScript interpreter with multiple dynamic security analyses. We find that, with potential costs in efficiency and program safety, diverting is both faster and more flexible than rewriting the interpreter, thus making diverting a legitimate alternative to refactoring.

Keywords :

Extensibility, modularity, interpreters, instrumentation, Design Patterns,
Object-Oriented Programming, Aspect-Oriented Programming, JavaScript

Composition du jury :

  • Christophe Dony, Professeur des universités, Université de Montpellier, Rapporteur
  • Stéphane Ducasse, Directeur de recherche, Inria Lille, Rapporteur
  • Guillaume Hiet, Maître assistant, CentraleSupélec, Examinateur
  • Mario Südholt, Professeur des écoles de mines, Mines Nantes, Directeur de thèse
  • Jacques Noyé, Maître assistant, Mines Nantes, Co-encadrant

Dernière modification : lundi 7 novembre 2016