网络协议的自动化模糊测试漏洞挖掘方法

随着网络应用越来越复杂和重要,对网络协议的安全性要求也越来越高.模糊测试(Fuzz Testing)作为一种重要的测试手段,通过大量数据的注入来测试网络协议的安全,能够发现拒绝服务、缓冲区溢出和格式化字符串等多种重要漏洞.但是手工进行Fuzz Testing需要精确了解网络协议细节并需要繁重的工作来构造大量测试数据集,...     

工控网络协议Fuzzing测试技术研究综述

随着信息化和工业化的深度融合,控制系统在工业生产过程中得到了越来越广泛的应用,很多研究者开始针对工控系统,特别是具有控制功能的工控网络协议的安全性展开研究,漏洞分析则是其中较为活跃的领域之一.由于工控网络协议具有专用性和面向控制的特点,通常在封闭环境下运行,无法直接应用传统Fuzzing测试技术进行网络协议的漏洞挖掘.本文阐述了工控网络协议的特点以及Fuzzing测试的困难,讨论并比较了现有各种Fuzzing测试技术应用于工控网络协议的优缺点,提出工控网络协议的专用Fuzzing测试工具的设计准则,最后展望了工控网络协议Fuzzing测试技术的未来研究方向.     

物联网设备漏洞挖掘技术研究综述

随着物联网设备的迅速发展和广泛应用,物联网设备的安全也受到了严峻的考验。安全漏洞大量存在于物联网设备中,而通用漏洞挖掘技术不再完全适用于物联网设备。近几年,针对物联网设备漏洞的挖掘技术逐渐成为热点。本文将分析物联网设备漏洞挖掘技术面临的挑战与机遇,然后从静态分析,动态模糊测试,以及同源性分析三个方面来介绍物联网设备漏洞挖掘技术的研究进展。最后本文将对今后该领域的研究重点和方向进行讨论和展望。     

基于生成对抗网络与变异策略结合的网络协议漏洞挖掘方法

随着信息化和工业化的深度融合,工业物联网网络协议安全问题日益突出。现有网络协议漏洞挖掘技术以特征变异和模糊测试为主,存在依赖专家经验和无法突破未知协议的局限。针对工业物联网协议的漏洞挖掘挑战,文中从漏洞检测规则的自动化分析与生成展开研究,提出基于生成对抗网络与变异策略结合的网络协议漏洞挖掘方法。首先,采用一种基于生成对抗网络的网络协议分析模型,通过对报文序列进行深层信息挖掘,提取报文格式及相关特征,实现对网络协议结构的识别。然后,结合基于变异算子库指导的迭代变异策略,构建有导向性的测试用例生成规则,缩短漏洞发现的时间;最终,形成面向未知工控网络协议的自动化漏洞挖掘方法,满足现有工控应用领域对协议自动化漏洞挖掘的需求。基于上述方法,对两种工控协议(Modbus-TCP和S7)进行测试,并对生成用例的测试接收率、漏洞检测能力、用例生成时间及其多样性方面进行了评估。实验结果表明,所提方法在TA指标上高达89.4%,本方法检测模拟系统ModbusSlave的AD指标为6.87%,缩短了有效用例的生成时间,提升了工控协议漏洞挖掘的效率。     

基于模糊测试的网络协议自动化漏洞挖掘工具设计与实现

文章针对传统网络协议挖掘的缺陷,着重分析了传统网络协议的分析手段、漏洞类型、产生原因和挖掘方法。文章针对传统网络协议挖掘中协议的分析过程不能自动化、构造Fuzz的数据不符合网络协议格式规范和交互的流程导致无法深入快速地进行漏洞挖掘的缺点,提出了一种基于自动化协议分析算法、流量聚类分类算法、深度数据包检测技术、Fuzz技术相互整合的自动化协议分析漏洞挖掘工具设计方案。文章设计了一套自动化协议分析的漏洞挖掘系统,给出了系统的工作流程和组织结构,以及各个模块的功能和相互之间的关系,实现了一个自动化协议分析漏洞挖掘系统的原型。文章的最大创新是通过自动化协议分析、流量聚类分类算法和DPI技术的有机结合,实现了自动化协议分析、自动形成测试路径的网络协议漏洞挖掘技术。     

漏洞挖掘技术研究

漏洞挖掘是网络攻防技术的重要组成部分。首先介绍了漏洞的概念、漏洞的成因、漏洞的主要分类以及漏洞挖掘一般流程,然后研究了补丁分析和测试技术两种漏洞挖掘方法,重点对二进制补丁比较、白盒测试、黑盒测试等具体漏洞挖掘技术进行了分析,比较了各种漏洞挖掘技术的优缺点。     

网络协议漏洞分析测试平台建设

伴随着日益复杂多样化的网络攻击工具和手法的出现,传统的网络攻击检测方法已经无法满足当前网络攻击检测的要求,网络协议漏洞分析测试平台应运而生,但是就目前的情况来说,现有的网络协议漏洞分析平台出现速度缓慢滞后,难以快速发现零日漏洞攻击以及难以进行防御和修复等缺点。基于上述原因,本文提出的网络协议漏洞分析测试平台主要由虚拟化测试云子平台、数据分析子平台、自动化漏洞测试子平台和Fuzzing测试子平台组成,经测试该平台可以支撑用户实现一系列标准化安全检测与分析服务。     

有限资源条件下的软件漏洞自动挖掘与利用

漏洞是系统安全与攻防对抗的核心要素,漏洞的自动发现、分析、利用是长期以来研究的热点和难点,现有研究主要集中在模糊测试、污点分析、符号执行等方面.当前研究一方面主要从漏洞的发现、分析和利用的不同环节提出了一系列解决方案,缺乏系统性的研究和实现;另一方面相关方法未考虑现实环境的有限资源条件, 其中模糊测试主要基于大规模的服务器集群实施,污点分析和符号执行方法时间与空间复杂度高,且容易出现状态爆炸.针对有限资源条件下的漏洞自动挖掘与利用问题,建立了Weak-Tainted程序运行时漏洞模型,提出了一套面向漏洞自动挖掘、分析、利用的完整解决方案;提出了污点传播分析优化方法和基于输出特征反馈的输入求解方法等有限资源条件下的分析方案,提升了漏洞挖掘分析与利用生成能力;实现了漏洞自动挖掘和利用原型系统,单台服务器设备可并发运行25个漏洞挖掘与分析任务.对2018年BCTF比赛样本进行了实验对比测试,该输入求解方法在求解atoi,hex,base64编码的能力均优于ANGR, 同等漏洞挖掘能力条件下效率比AFL提高45.7%,测试的50个样本中有24个能够自动生成利用代码,验证了Weak-Tainted漏洞描述模型用于漏洞自动挖掘和利用生成的优势.     

基于信息流分析的源代码漏洞挖掘技术研究

为弥补软件漏洞挖掘领域的不足,文章介绍了一种基于源代码信息流分析的静态漏洞挖掘方法,通过对源代码中函数的数据输入点进行信息流分析,观察其流向,在敏感函数调用点进行分析判断,最终确定是否存在漏洞。     

基于逆向工程的软件漏洞挖掘技术

软件漏洞挖掘是网络攻防技术的重要组成部分。首先介绍了逆向工程技术的起源、作用和基于逆向工程的软件漏洞挖掘技术的研究路线;然后描述了四种基于逆向工程的软件漏洞挖掘技术的原理、特性、适用范围和优缺点;最后给出一个实例,示范如何基于逆向工程技术挖掘helpctr程序中存在的缓冲区溢出软件漏洞。     

软件安全漏洞检测技术

软件安全漏洞检测技术是提高软件质量和安全性、减少软件安全漏洞的重要方法和基本手段,受到学术界和工业界的广泛关注和高度重视.其主要途径包括软件测试、程序分析、模型检验与符号执行等.近年来,综合利用多种研究方法和技术手段来检测软件安全漏洞已成为软件安全领域的研究热点.文中首先回顾了程序分析与软件安全漏洞检测的基本概念、核心问题和传统手段.然后重点介绍该领域的最新进展,主要包括轻量级动态符号执行、自动化白盒模糊测试以及其实现技术和相应的工具.最后,指出了其所面临的挑战和发展趋势.     

基于机器学习的软件漏洞挖掘方法综述

软件复杂性的增加,给软件安全性带来极大的挑战.随着软件规模的不断增大以及漏洞形态多样化,传统漏洞挖掘方法由于存在高误报率和高漏报率的问题,已无法满足复杂软件的安全性分析需求.近年来,随着人工智能产业的兴起,大量机器学习方法被尝试用于解决软件漏洞挖掘问题.首先,通过梳理基于机器学习的软件漏洞挖掘的现有研究工作,归纳了其技术特征与工作流程;接着,从其中核心的原始数据特征提取切入,以代码表征形式作为分类依据,对现有研究工作进行分类阐述,并系统地进行了对比分析;最后,依据对现有研究工作的整理总结,探讨了基于机器学习的软件漏洞挖掘领域面临的挑战,并展望了该领域的发展趋势.     

漏洞自动挖掘技术研究进展

漏洞利用的严重破坏性和漏洞发现的复杂性使漏洞自动挖掘研究成为计算机安全领域所面临的一项亟待解决的课题。在研究漏洞自动挖掘原理及所采用技术与方法的基础上,对已有的研究成果进行了分析和总结,提出了对进一步研究的看法。     

基于双重覆盖信息协同的协议模糊测试

模糊测试在挖掘协议软件安全漏洞、提高安全性方面发挥着巨大的作用. 近年来将状态引入服务端程序模糊测试受到广泛关注. 本文针对现有方法未充分利用协议模糊测试过程信息、无法持续关注重点状态, 导致模糊测试效率较低的问题, 提出了基于双重覆盖信息协同的协议模糊测试方法. 首先, 本文提出的状态选择算法, 通过建立状态空间到程序空间的映射, 利用启发式的计算方法为每个状态设置权重, 以引导模糊测试持续关注更可能存在缺陷的状态. 其次, 快速探测种子不影响状态但改变程序覆盖的位置, 并限制变异位置以充分测试重点状态对应的代码区域. 本文在基线工具AFLNet和SnapFuzz上验证了改进算法的有效性, 并最终集成实现了协议模糊测试工具C2SFuzz. 对LightFTP、Live555等协议服务端程序最新版进行了实验后, 发现5个未知的漏洞.     

S2E测试平台及并行性能分析

S2E是一款开源的基于Qemu虚拟机并结合KLEE以及LLVM的软件安全测试平台,其主要优越性体现为：支持全系统控制;支持多平台分析;支持多核以提高分析效率。分析研究该平台,对软件测试、漏洞挖掘都具有现实意义。S2E的成功得益于对符号执行、动态二进制翻译和虚拟机技术的运用。文章着重介绍S2E的架构,插件的使用实例,并结合实例分析S2E的并行性能。     

开源软件漏洞感知技术综述

随着现代软件规模不断扩大,软件漏洞给计算机系统和软件的安全运行、可靠性造成了极大的威胁,进而给人们的生产生活造成巨大的损失.近年来,随着开源软件的广泛使用,其安全问题受到广泛关注.漏洞感知技术可以有效地帮助开源软件用户在漏洞纰漏之前提前感知到漏洞的存在,从而进行有效防御.与传统软件的漏洞检测不同,开源漏洞的透明性和协同性给开源软件的漏洞感知带来巨大的挑战.因此,有许多学者和从业人员提出多种技术,从代码和开源社区中感知开源软件中潜在的漏洞和风险,以尽早发现开源软件中的漏洞从而降低漏洞所带来的损失.为了促进开源软件漏洞感知技术的发展,对已有研究成果进行系统的梳理、总结和点评.选取45篇开源漏洞感知技术的高水平论文,将其分为3大类:基于代码的漏洞感知技术、基于开源社区讨论的漏洞感知技术和基于软件补丁的漏洞感知技术,并对其进行系统地梳理、归纳和总结.值得注意的是,根据近几年最新研究的总结,首次提出基于开源软件漏洞生命周期的感知技术分类,对已有的漏洞感知技术分类进行补充和完善.最后,探索该领域的挑战,并对未来研究的方向进行展望.     

漏洞自动修复研究综述

软件漏洞是计算机软件系统安全方面的缺陷, 给现代软件及其应用数据的完整性、安全性和可靠性带来巨大威胁. 人工治理漏洞费时且易错, 为了更好应对漏洞治理挑战, 研究者提出多种自动化漏洞治理方案, 其中漏洞自动修复方法近来得到研究者广泛关注. 漏洞自动修复技术旨在辅助开发人员修复漏洞, 涵盖漏洞根因定位、补丁生成、补丁验证等功能. 现有工作缺乏对漏洞修复技术系统性的分类与讨论, 为了促进漏洞修复技术发展, 加深研究人员对漏洞修复问题的认知理解, 对现有漏洞修复方法技术的理论、实践、适用场景和优缺点进行全面洞察, 并撰写了漏洞自动修复技术的研究综述. 主要内容包括: (1)按照修复漏洞类型不同整理归纳特定类型漏洞的修复方法以及通用类型漏洞的修复方法; (2)按照所采用的技术原理将不同修复方法进行分类与总结; (3)归纳漏洞修复主要挑战; (4)展望漏洞修复未来发展方向.