Java开源静态代码分析框架及工具介绍
【摘要】 列出了部分面向Java语言的静态代码分析工具或者框架，主要指向如何自己实现Java静态代码分析框架的参考，不是直接拿来用的介绍。
本文列出部分Java开源的静态代码分析及验证工具，会不断完善（主要目的是为了 ① 自研静态代码分析框架，或者 ② 提升检查检查能力或者精度，或者 ③ 在企业内直接选择开源工具集成或者优化使用而收集的，部分小众，或者没有太大参考价值的，就不收集了）。
| 框架名称 | 开源协议 | 成熟度 | 类型 | 基础框架 | 基本算法 | 基本情况介绍 |
| Soot | LGPL-2.1 | 高 | 框架 | 是当前业界在 Java 程序分析领域使用最广泛的一种静态代码分析框架，而且生态非常好，社区非常活跃，当前很多有名的静态代码检查工具都是基于Soot开发的。是学习Java静态代码分析的不二之选，但是因为各种分析实现都是基于step实现，一定要嵌在执行流程中，这一点不是太友好。推荐指数：5颗星（业界最广泛的静态程序分析框架） | ||
| SootUp | LGPL-2.1 | 中 | 框架 | 是用来替代Soot的静态程序分析框架，Soot的维护者们已经识别到Soot的局限性，因此开发了SootUp作为Soot的替代品，SootUp使用起来更加的轻量，支持的JDK版本更高，使用更加方便。只是有一点儿，就是推出的时间比较短，还需要进行打磨。推荐指数：5颗星（虽然时间短，但是是站在巨人的肩膀上起来的） | ||
| Wala | EPL-2.0 | 高 | 框架 | Wala是IBM 2006年开源的一个镜头代码分析框架，涉及到的静态代码分析相关的方方面面的内容，在Wala里面都有实现，而且作为一个第三方库使用时，我个人觉得是比Soot更方便的，因此一度我在执行相关的一些验证时，都是使用的Wala。Wala最大的劣势是相关文档比较少，生态比不上Soot。推荐指数：5颗星（使用方便，静态分析基础框架完整） | ||
| Tai-e | LGPL-3.0 GPL-3.0 |
中 | 框架 | 是南京大学李樾、谭添两位老师打造的一个面向Java静态代码分析工具，根据介绍，吸收了Soot、Wala、Doop 等工具的优点打造出来的，但是我一直没有时间来使用一把。推荐指数：5颗星（必须无脑推） | ||
| jacodb | Apache-2.0 |
框架 | JacoDB通过ASM读取class文件的内容，将Java字节码中涉及到类、类层次结构、方法、字段等信息都存储到数据库（SQLite）中，从而对代码结构进行持久化处理，支持在其他的程序分析任务执行时直接加载。思路很不错，有点儿类似于Coverity的实现（Coverity 就是在编译捕获的时候将AST解析出来放到SQLite数据库里面的）。 | |||
| Doop | MIT | 中 | 工具 | 基于Datalog实现的一款可以应用于Java的指针分析和污点分析的框架。虽然Datalog很早以前，就在《编译原理》相关的书籍上面有介绍（比如龙书），但是当前产业界基于Datalog的工具比较少，CodeQL（准确地说，LGTM）是基于Datalog的，但是引擎代码没有开源，因此该框架对于我们研究Datalog实现的程序分析有非常重要的参考价值。推荐指数：5颗星（开源的Datalog程序分析框架） | ||
| Spoon | CeCILL-C MIT |
中 | 工具 | 自己设计了一套Java源码的AST实现，并提供了遍历和分析的接口。不过我看它的源码，并不是很成熟，没办法和老牌的Java静态代码分析框架相比。推荐指数：3颗星（如果真的做程序分析，可以把这个工具排最后） | ||
| JavaParser | LGPL 3.0 Apache2.0 |
高 | 框架 | Java Parser 是当前应用的最火的 Java 源码解析框架，协议非常友好，可以应用到商用工具上面，因此使用率非常高。支持 Java 语言生成 AST，在 AST 基础上进行类型推断分析和符号分析，支持修改 AST 从而生成新的 Java 文件内容，对最新的Java版本也支持良好，在 Java 的解析框架上，我最喜欢的就是这个。推荐指数：5颗星（API非常非常友好） | ||
| Eclipse JDT | EPL-2.0 | 高 | 框架 | 是 Eclipse IDE 的 Java 的解析组件，对 Java 的支持度非常高，也非常及时，是跟随 Java 发布最紧密的组件之一。可直接用于开发基于AST的Java的规则，也可以作为其他工具解析Java代码的框架。我们已知的业界顶级的静态代码分析工具Coverity和Fortify，都是基于Eclipse JDT实现Java源码的解析的。推荐指数：4颗星（虽然东西不错，我喜欢JavaParser多一点点） | ||
| heros | LGPL-2.1 | 高 | 框架 | Soot | IDE/IFDS | 实现了一套面向Java语言的IDE/IFDS静态代码分析实现，支持多线程分析。虽然该框架实现时，和下面的IR进行了解耦，但是目前来看，heros也只在Soot上面使用成功。推荐指数：4颗星（可以基于该框架，熟悉IDE/IFDS实现，但是如果要基于IFDS算法构建自己的程序分析引擎，建议参考实现） |
| SPDS | EPL-2.0 | 中 | 框架 | Soot | SPDS/WPDS | 高效精确的别名分析和数据流分析框架。前面两个缩略词分别是 Synchronized Pushdown System 和 Weighted Pushdown System。是基于 PDS 的程序分析的实现，我搜相关的论文还是比较多的，但是相关的实现，并不多，而且有可能并没有相关的实现工具，该框架算是填补了这部分的空白，对我们学习程序分析有非常好的参考价值。推荐指数：5颗星（基于PDS的程序分析实现） |
| FlowDroid | LGPL-2.1 | 高 | 工具 | Soot | IFDS | 一款基于IFDS实现的面向Java语言的污点分析引擎，是当前已有的开源Java污点分析引擎中比较成熟的一款。我一直觉得，对于SAST工具：一分靠技术，九分靠运营，对FlowDroid结合公司内部实际情况，进行优化改造，不失是一款优秀的检查工具。推荐指数：5颗星（很多公司Java污点分析引擎都有FlowDroid的影子） |
| TaintAnalysis | 低 | 工具 | Soot/Heros | IFDS | 该工具，在 soot-oss 用户下，基于 Heros 做前向的污点分析，基于 Boomerang 做别名分析。和 FlowDroid 不同的是 FlowDroid 的别名分析采用后向的 IFDS 算法。该工具综合了 Soot、Heros、Boomerang 三个框架，可以学习 IFDS、SPDS 等相关的技术，对我们有非常好的参考价值，即使它开发的时间并不长。推荐指数：5颗星（综合了多种技术优势） | |
| AppShark | Apache-2.0 | 高 | 工具 | Soot | 字节跳动无恒实验室打造的一款面向Android程序的检查工具，基于Soot开发，工具自己实现了一个指针分析，数据流分析实现也比较规整，对于希望学习静态代码分析技术的同学来说，是个不错的工具。在字节内部，应该也是打磨过很长一段时间了，所以也可以直接使用该工具完成一些漏洞挖掘的事情。 | |
| QiLinPTA | LGPL-2.1 | Soot | 一个Java指针分析框架，由薛老师(Jingling Xue's Home Page (unsw.edu.au))团队打造。 | |||
| JBSE | GPL-3.0 | 符号执行 | 一个面向Java语言的程序分析、验证、测试生成的框架，看着应该属于研究性质的项目，现在应该还在持续开发。 | |||
| JayHorn | MIT LGPL-2.1 |
Soot | 模型检测？ 符号执行 |
JayHorn是一个Java的模型检查工具，该工具以 Soot 的 Jimple IR 作为输入，生成 Horn clause，然后使用 Z3 求解器进行运算。 | ||
| JBMC | BSD |
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| PathFinder | Apache-2.0 |
符号执行 |
支持在Java bytecode上面做符号执行，支持不同的基本类型（包括int，long，double，boolean等），同时也支持字符串、数组和用户定义的类数据结构等。 | |||
| JDart | Apache-2.0 |
PathFinder | ||||
| java-ranger | Apache-2.0 |
PathFinder | ||||
| coastal | Apache-2.0 |
Fuzzing？ |
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| PMD | BSD | 高 | 工具 | AST | 一款基于AST的静态代码分析框架。推荐指数：4颗星（可以基于该工具，继续补齐基于程序结构的检查能力） | |
| SpotBugs | LGPL-2.1 | 高 | 工具 | 基于ASM读取Java字节码，能有简单的数据流分析能力，但是扩展并不方便，但是已有很多规则，可以开箱即用。推荐指数：4颗星（规则开箱即用） | ||
| CheckStyle | LGPL-2.1 Apache-2.0 |
高 | 工具 | 提供了开箱即用的风格类检查规则，但是并不方便扩展，对于自研实现没有太大的参考价值。推荐指数：3颗星（规则开箱即用） |
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