¿Qué es el análisis de código estático? Beneficios y limitaciones

Cuando se están creando aplicaciones, el equipo desarrollador debe realizar evaluaciones constantes para verificar que la ejecución del software sea adecuada, así como identificar cualquier problema que surja en relación a la calidad del código y su seguridad.

El análisis de código estático es una de las formas que existen para evaluar el software durante su desarrollo. A continuación, te explicamos qué es, sus beneficios y limitaciones.

¿Qué es el análisis de código estático?

El análisis de código estático (static code analysis) o análisis estático es una metodología que permite analizar el código fuente de un software sin necesidad de ejecutarlo. Se utiliza para evaluar la calidad del código durante el ciclo de vida de desarrollo de software (SDLC), identificando errores que puedan acarrear vulnerabilidades de seguridad informática.

Este tipo de análisis se realiza, particularmente, en las etapas más tempranas del SDLC como parte de las pruebas de caja blanca, de manera que cualquier falla crítica en materia de seguridad, diseño o rendimiento pueda ser identificada y resuelta. De esta forma, se puede prevenir que las vulnerabilidades alcancen al usuario final.

La revisión de código se lleva a cabo utilizando herramientas de análisis de código estático, las cuales llevan a cabo pruebas de seguridad de aplicaciones estáticas (SAST por sus siglas en inglés) que permiten automatizar el proceso de análisis y proveen retroalimentación inmediata a los desarrolladores. Esto hace que el proceso sea más rápido y eficiente.

Diferencias entre análisis estático y análisis dinámico

El análisis dinámico se encarga de analizar el código fuente de manera tradicional, es decir, mediante la ejecución del mismo; mientras que el análisis estático no requiere la ejecución del código para llevar a cabo su análisis.

Debido a esta diferencia fundamental, el análisis estático requiere un menor tiempo de ejecución para lograr la identificación de vulnerabilidades. Por su parte, el análisis dinámico suele ser más preciso, pues al ejecutar el código puede determinar cómo este interactúa con el usuario y el resto de los sistemas.

Dado que cada tipo de análisis posee sus fortalezas, deben utilizarse en conjunto, de forma complementaria, pues ambos son necesarios para garantizar el desarrollo seguro de software.

¿Cómo funcionan las herramientas de análisis de código estático?

Las herramientas de análisis de código estático funcionan de manera similar a un control de calidad de las líneas de código que se están creando. Para ello, estas herramientas construyen un modelo del código que pueden analizar y le aplican un conjunto de reglas de análisis para verificar si cumple con los requisitos de calidad y seguridad.

El proceso de análisis sigue, de forma resumida, los siguientes pasos:

1. En primer lugar, construyen un modelo sintáctico y semántico del código llamado Abstract Syntax Tree (AST).
2. Este modelo permite que las herramientas de análisis distingan cada elemento del código y lo clasifiquen (por ejemplo, como un llamado a la acción o un argumento).
3. Posteriormente, la herramienta utiliza algoritmos de comparación de patrones para verificar si el código presenta distintos tipos de errores.

Los algoritmos que utilizan pueden incluir una configuración preestablecida para comparar el código con estándares como el MISRA-C o la norma ISO/IEC 25010. Estas herramientas, además, pueden funcionar desde un entorno de desarrollo integrado (IDE por sus siglas en inglés), o mediante un proceso de integración continua.

Cabe destacar que analizar cada posibilidad tomaría demasiado tiempo, por lo que las herramientas de análisis de código estático utilizan heurística para identificar cuáles son las vulnerabilidades más probables y utilizar esas rutas de análisis de forma prioritaria.

¿Para qué se utiliza el análisis de código estático?

Las pruebas de seguridad de aplicaciones estáticas (SAST) se utilizan principalmente para:

Identificar vulnerabilidades en el software de forma temprana 

El análisis de código estático puede ser utilizado sin crear código adicional y requiere una configuración mínima, lo que permite que se utilice en las etapas más tempranas del ciclo de vida de desarrollo de software.

Detectar una gran variedad de errores

Las herramientas de análisis estático pueden detectar distintos tipos de errores, incluyendo:

• Código vulnerable a inyecciones SQL.
• Mal uso de las construcciones del lenguaje.
• Uso de funciones inseguras.
• Uso de algoritmos de encriptación débiles.
• Desbordamientos de búfer.
• Violaciones de las pautas de codificación.
• Exposición de puertos sensibles.

Implementar prácticas de DevSecOps

El uso de análisis estático y dinámico por parte de los equipos de desarrollo de software forma parte de las prácticas de DevSecOps (Development, Security & Operations o desarrollo, seguridad y operaciones), que permiten convertir la seguridad en una responsabilidad de todo el equipo, e incluirla en cada paso del SDLC.

Expandir el número de lenguajes de programación soportados por el software

Las herramientas de análisis estático están disponibles para los principales lenguajes de programación, como Python y Java, por mencionar algunos. Adicionalmente, estas herramientas funcionan con lenguajes de Infrastructure as Code (IaC) o infraestructura como código, tal como Puppet y Terraform.

Técnicas de análisis de código estático

El análisis estático puede llevarse a cabo de distintas maneras, entre las que destacan:

Análisis estático basado en flujo

El análisis estático basado en flujo de datos o Data Flow Analysis se utiliza para obtener información de la ejecución dinámica del código sin necesidad de ejecutarlo. Esto permite evaluar las rutas a las que se puede acceder a través del código, por lo que puede exponer problemas de seguridad, como rutas que evitan los controles de cifrado o autenticación.

Análisis de contaminación

El análisis de contaminación o Taint Analysis permite realizar un escaneo para identificar porciones del código que han sido «contaminadas» con input del usuario y las rastrea para verificar si generan funciones potencialmente vulnerables.

Análisis de duplicación de código

Este tipo de análisis, también llamado Lexical Analysis, convierte el código en unidades de lenguaje llamadas tokens. Estos tokens son entonces evaluados tomando como parámetro un conjunto de reglas que permiten determinar si el código está duplicado. Esto puede hacerse siguiendo dos tipos de reglas:

• Reglas simples: busca duplicados de tokens individuales de forma literal.
• Reglas complejas: busca cadenas o conjuntos de tokens duplicados.

Análisis de complejidad

El análisis de complejidad permite identificar porciones del código que tienen potencial de causar dificultades para localizar defectos y vulnerabilidades en estadios futuros del SDLC. Por ejemplo, este tipo de análisis permite detectar componentes del código que son demasiado extensos y series de decisiones demasiado largas.

Beneficios de utilizar herramientas de análisis de código estático durante el desarrollo de software

El uso de herramientas de análisis de código estático es parte crucial del proceso de desarrollo seguro de software. A continuación te explicamos los principales beneficios de utilizarlo.

Permite gestionar posibles problemas de seguridad de forma temprana

El análisis estático permite identificar y gestionar vulnerabilidades de seguridad mucho antes de que el software esté disponible para los usuarios finales. De esta forma, previene incidentes que afectarían la operatividad de las aplicaciones.

Permite la mejora continua del código fuente

Al monitorear los resultados de análisis estático y aplicar las correcciones necesarias en el código, se puede mejorar su calidad y, adicionalmente, esta mejoría puede ser medida con métricas objetivas. De esta forma, ayuda a reforzar buenos hábitos de desarrollo de software.

Promueve el uso de buenas prácticas de desarrollo de software

Ya que el análisis estático puede detectar porciones del código obsoletas o patrones que deben ser evitados (porque no son seguros), alienta a los desarrolladores a aplicar las mejores prácticas en su trabajo, manteniendo el código consistente y mejorando su legibilidad.

Facilita el cumplimiento de normativas de seguridad

Al prevenir el uso de palabras específicas y evaluar la complejidad del código, el análisis estático facilita a las empresas el cumplimiento de estándares de calidad y mantenimiento del software.

Limitaciones del análisis de código estático

Aunque es una herramienta sumamente útil durante el proceso de desarrollo de software, el análisis de código estático tiene múltiples limitaciones que debes considerar.

No puede identificar todas las vulnerabilidades

Existen algunas vulnerabilidades que sólo pueden ser identificadas si se ejecuta el código, como por ejemplo vulnerabilidades de escalada de privilegios o del proceso de autenticación. Ya que las SAST no analizan el código en tiempo de ejecución, no pueden detectar estas fallas.

Identifican falsos positivos y falsos negativos

El análisis estático suele generar falsos positivos, lo que quiere decir que detectan fallas que no tienen relevancia, y cuyo análisis consume tiempo de los desarrolladores. Por otra parte, también suele generar falsos negativos, lo que implica que puede no detectar fallas importantes que implican riesgos de seguridad reales.

Una buena herramienta de SAST debe equilibrar esto, disminuyendo los falsos positivos todo lo posible sin incrementar los falsos negativos.

Falta de compatibilidad con algunos lenguajes de programación

Cada herramienta de análisis estático tiene lenguajes de programación en los que es excelente, y otros en los que tiene dificultades para funcionar adecuadamente. Si en tu empresa utilizan múltiples lenguajes, es posible que necesiten utilizar distintas herramientas, o una que se ajuste a los lenguajes que utilizan.

Requieren que el equipo de desarrollo tenga experiencia

Este tipo de análisis funciona, principalmente, identificando y resaltando líneas de código que potencialmente contienen vulnerabilidades explotables. Pero para poder verificar el nivel de riesgo y resolver esta vulnerabilidad, es necesario que el equipo desarrollador tenga la experiencia y conocimiento suficiente para analizarla.

Consumo de recursos

Utilizar análisis de código estático en proyectos grandes puede enlentecer el flujo de trabajo, consumiendo tiempo y recursos significativos.

A pesar de estas limitaciones, el análisis de código estático sigue formando parte indispensable del SDLC. Por ello, es imprescindible que las empresas lo utilicen como parte de las mejores prácticas de desarrollo de software para identificar problemas potenciales antes de que las aplicaciones estén disponibles para los usuarios finales.

En Delta Protect contamos con un servicio de análisis de código estático que puede integrarse en tu SDLC y te permite detectar errores y mejorar la calidad del código, protegiendo tu proyecto de vulnerabilidades cibernéticas.

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