Input constraints are useful for many software development tasks. For example, input constraints of a function enable the generation of valid inputs, i.e., inputs that follow these constraints, to test the function deeper. API functions of deep learning (DL) libraries have DL specific input constraints, which are described informally in the free form API documentation. Existing constraint extraction techniques are ineffective for extracting DL specific input constraints. To fill this gap, we design and implement a new technique, DocTer, to analyze API documentation to extract DL specific input constraints for DL API functions. DocTer features a novel algorithm that automatically constructs rules to extract API parameter constraints from syntactic patterns in the form of dependency parse trees of API descriptions. These rules are then applied to a large volume of API documents in popular DL libraries to extract their input parameter constraints. To demonstrate the effectiveness of the extracted constraints, DocTer uses the constraints to enable the automatic generation of valid and invalid inputs to test DL API functions. Our evaluation on three popular DL libraries (TensorFlow, PyTorch, and MXNet) shows that the precision of DocTer in extracting input constraints is 85.4%. DocTer detects 94 bugs from 174 API functions, including one previously unknown security vulnerability that is now documented in the CVE database, while a baseline technique without input constraints detects only 59 bugs. Most (63) of the 94 bugs are previously unknown, 54 of which have been fixed or confirmed by developers after we report them. In addition, DocTer detects 43 inconsistencies in documents, 39 of which are fixed or confirmed.


翻译:摘要:输入约束对许多软件开发任务非常有用。例如,函数的输入约束能够生成遵循这些约束的有效输入,从而更深入地进行函数测试。深度学习库的API函数具有特定于深度学习的输入约束,这些约束以非正式的格式描述于自由形式的API文档中。现有约束提取技术无法有效提取深度学习特定的输入约束。为填补这一空白,我们设计并实现了一种名为DocTer的新技术,通过分析API文档来提取深度学习API函数的特定输入约束。DocTer采用了一种新颖算法,该算法根据API描述的依存句法树中的句法模式,自动构建规则以提取API参数约束。这些规则随后被应用于主流深度学习库的大量API文档中,以提取其输入参数约束。为展示所提取约束的有效性,DocTer利用这些约束自动生成有效和无效输入,以测试深度学习API函数。我们在三个主流深度学习库(TensorFlow、PyTorch和MXNet)上的评估表明,DocTer提取输入约束的精确率达到85.4%。DocTer从174个API函数中检测出94个缺陷,其中包括一个此前未知的安全漏洞(该漏洞已记录在CVE数据库中),而作为对比的不含输入约束的基线技术仅检测出59个缺陷。94个缺陷中的大多数(63个)是此前未知的,其中54个在报告后已被开发者修复或确认。此外,DocTer还检测到43处文档不一致问题,其中39处已被修复或确认。

0
下载
关闭预览

相关内容

应用程序接口(简称 API),又称为应用编程接口,就是软件系统不同组成部分衔接的约定。
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
Arxiv
25+阅读 · 2018年1月24日
VIP会员
最新内容
综述 | 从问答到任务完成:Agent系统与Harness设计
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:54
Agentic RL:框架、实践与长程智能体训练
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:52
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
5+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
6+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
10+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
5+阅读 · 6月23日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员