写给希望读研/博或参与科研实践的同学

0. 关于我

1. 研究相关

1.1 背景知识

• PL(编程语言)研究科普 https://zhuanlan.zhihu.com/p/694379674

1.2 研究方向

编程语言(程序分析与验证、程序合成与优化)、数理逻辑(自动定理证明)、软件安全(漏洞挖掘)

• 从目的上：有"狭义"的安全（主要是软件安全，侧重内存安全、信息流安全），也有广义的可靠性（如鲁棒性、功能正确性等)，以及性能（和编译优化类似）等
  • 之前做的比较通用, 之后想适当多结合密码、量子等场景（不要求每个学生都一起"探索"）
  • 不要求学生都做安全相关(比如也可以做广义的可靠性和性能，或者提升程序员生产力的其他方法)
• 从方法上：既有比较偏基础理论/算法的，也有比较偏上层应用的
  • 偏基础：
    • 约束求解/自动定理证明（如PLDI 21a)
    • 图算法(如OOPSLA 22a)如图可达性；指针分析(如PLDI 24), 如希望回答"指针p能指向哪些地方"; 数值抽象解释(如OOPSLA 21), 如希望知道"整数x的取值范围是什么" etc.
  • 偏应用
    • 做得比较多的给程序自动找bug/漏洞： 比如缓冲区溢出、除零等问题
    • 也做过一点小型程序的功能验证: 比如检查某个快排实现是否"真的对输入进行了排序"、推导某个循环的复杂度
    • 以及一点软件性能优化: 比如优化Java Collection使用 (OOPSLA 22b)， 减少数据库冗余查询(ICSE 23）
  （可能看上去有点"杂"/多，但很多都是我博士期间一手经验做过的。。）
• 是否用机器学习/深度学习/大模型：目前的论文只有一篇用了相关的（非第一作者），后面可能会更多使用

1.3 数学要求

• PL是个很大的领域，如果数学很好就可以做偏理论的研究，如果编程很好就可以做偏工程的.
• 其实总体我用的要求不高（即便是偏基础算法的那些)。偏安全、性能和编译原理课程有些交集(主要是中端的一些，其他部分“没学好”也可以的:)。 偏正确性的和离散数学、计算理论有些交集。事实上，很多工作在于对被处理对象的理解、然后基于理解做些"hack"（类似系统安全中的一些研究)， 算法本身不会太复杂。
• 结论: 对数学要求不高!(当然如果愿意的话, 也有机会用比较"高级"的数学)

1.4 相关方向

• "广义"上相关的方向挺多的，比如软件分析与测试(软件工程领域)、软件与系统安全(安全领域)、程序验证(形式化方法领域)、定理证明（“欧式”理论CS领域）等方向。所用的技术也有一些交集（比如静态分析、约束求解）
• 偏向编程语言的(即便是分析&验证&合成)，国内相对比较少，可参考https://csrankings.org/

1.5 逆向分析

• 之前绝大部分做的是源代码的测试/分析/验证/合成/优化，以C/C++为主
• 二进制了解一些，发过相关的论文，之后有一定可能会继续做一点相关的

1.6 类型系统

• 有研究，但是倾向type system(更接近程序语言领域), 而非type theory(更接近纯数理逻辑领域)
• 目前关注的偏向类型系统和程序验证、安全等方向的交集，比如refinement type, information flow type, type-directed synthesis(而非偏向“给函数式编程语言加扩展")

1.7 学生指导

• 帮助指导多名同学(博士期间)/学生(现在)，均发表了各自的第一篇论文（当然有的是Idea，有的是方法改进，有的是写作提炼），包括{S&P}，{PLDI, OOPSLA}，{ICSE, ASE, TOSEM}，均为CCF A类，而且是信息安全、编程语言、软件工程领域各自的旗舰会议/期刊，其中OOPSLA获ACM SIGPLAN杰出论文奖

1.8 未来课题

• Foundamental algorithms for program analysis&verification: alias analysis, numerical abstract interpretation, SMT-based invariant generation, CFL-reachability
• Automated reasoning: satisfiability, optimization, quantifier elimination, counting and sampling.
• Practical bug finding: fuzz testing, metamorphic testing, static vulnerability detection
• Applying PL/SE/FM/Sec techniques to more domains of computation: crypto, system software, ...
• Other ideas the students come up with.

2. 毕业相关

2.1 毕业要求

• 硕士：按学院要求。目前是"一个创新成果"，如果没发表小论文(会议/期刊学术论文的"别名")，写个专利保底也算创新成果。剩下的话就是毕业论文，需要相对完整做一个东西，比如基于小论文的工作按毕业论文模版写长一点（小论文不一定要发表）
• 博士：按学院要求。

2.2 能否实习

• 一般大家的建议是达到毕业要求再实习（具体也不一定）。如果自己找的话，学生本人认为对未来的工作有帮助就行，没有其他要求。如果导师推荐的话，最好是大公司的相关团队，比如对方有自己的朋友/同学/论文合作者/etc.

2.3 工作前景

下面主要面向硕士&&工业界工作

• 除安全之外，很多其他"业务/方向/应用"都涉及代码分析，比如
  • 效能: 通过各种方式提高开发者生产力，比如代码搜索、代码度量、代码大模型。。
  • DevSecOps: 做/维护基础工具，给程序员、安全研究员等使用
  • 测试: 比如测试用例生成工具(不限于这个)，具体工作不一定就是在"测开"部门
  • 编译: 不限于优化，比如可能是前端/后端的适配。不过编译圈子比较窄，就业选择主要是大公司或初创公司
  • 验证: 国内公司应该很少, 华为等大公司有相关部门，如2012实验室里面的费马实验室（还有其他部门也用形式化方法，甚至包括Coq等交互式证明工具！）
  • ...?
• 很多不那么直接相关的方向（比如数据库等）也会涉及相关工具，比如性能profiling、错误诊断、重构支持、...
• 案例： https://zhuanlan.zhihu.com/p/691230938 (和我相关的论文一部分是博士期间的项目合作，另一部分是因为之前实验室的同学在那里）

3. 浙大相关

3.1 保研直博

• 夏令营 ：浙大计院夏令营主要面向直博，招外校和本校外院的学生；需参与一个月左右的科研实践(可线上或线下)；导师可以最多招3个参加夏令营、最后推荐1个优营
  (2024年夏令营信息: http://www.cs.zju.edu.cn/csen/2024/0527/c27011a2923257/page.htm)
• 预推免：没有参加夏令营的可以报名预推免；参加了但是没拿到优营的也可以报，两者不影响（也有学生可能不想直博、倾向于保研，那夏令营可以看做是一个互相了解的机会）；预推免也有直博和保研
• 本院学生预推免：
  • 如果填志愿时没报网安，似乎是硕士/直博/硕士和直博三类志愿，按最后分数平行志愿录取。即便录了直博&志愿没网安，只要网安导师有名额，也可以比较方便地改志愿(但是硕士是不可以的！)
  • 如果志愿是网安，主要分学硕/专硕/硕士和博士三种志愿，复试似乎是在网安内部。建议有意向的同学报网安(尤其是硕士，应该是必须报网安)

3.2 考研招生

3.3 普博申请

3.4 本科科研

4. 其他问题

4.1 招生标准

• 喜欢编程, 对以上提到某个研究方向有兴趣, 或者只是对编译器、定理证明器或各种代码分析工具的原理感兴趣；不要求有相关的项目/比赛/科研实践经历; 不要求相关课程(离散数学、计算理论、编译原理等)考得很好
• 加分项: 编程能力强(如有较复杂软件的编程经历); 数理能力强(如在数学/算法竞赛中表现出色)

5. 结语