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,...     

模糊测试技术研究综述

随着人们对软件系统安全问题关注度的不断提升,模糊测试作为一种用于安全漏洞检测的安全测试技术,具有自动化程度高、误报率低等优点,其应用越来越广泛,地位也越来越重要。经过近些年的不断改进,模糊测试无论在技术发展上还是在应用创新上,都取得了诸多成就。首先,对模糊测试的相关概念和基本理论进行简要说明,总结了模糊测试在各领域的应用情况,针对不同领域的漏洞挖掘需求,分析得出相应的模糊测试解决方案。其次,重点总结了近几年来模糊测试的重要发展成果,包括测试工具、框架、系统及方法的改进与创新,并分析总结了各发展成果所采用的创新方法,提出的理论以及各工具、系统的优点与不足。最后,分别从协议逆向工程应用、云平台建设、新兴技术结合、模糊测试对抗技术研究及模糊测试工具集成的角度,为模糊测试下一步的研究提供了方向参考。     

模糊测试技术研究综述

软件中的安全漏洞可能导致非常严重的后果,因此漏洞挖掘已成为网络与信息安全领域的重大课题和研究热点。目前常用的漏洞挖掘技术包括静态分析、动态分析、二进制比对、模糊测试等。随着软件的规模和复杂度不断增大,模糊测试具有其它漏洞挖掘技术无法比拟的优势。首先介绍和分析了各种漏洞挖掘技术的优点和缺点;然后分别详细描述了模糊测试的研究进展、模糊测试的过程、测试用例的生成技术;最后介绍了模糊测试在各个领域的应用,并对其发展方向进行了展望。     

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。     

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.     

模糊测试技术综述

模糊测试是一种安全测试技术,主要用于检测安全漏洞,近几年模糊测试技术经历了快速发展,因此有必要对相关成果进行总结和分析.通过搜集和分析网络与系统安全国际四大顶级安全会议(IEEE S&P,USENIX Security,CCS, NDSS)中相关的文章,总结出模糊测试的基本工作流程,包括：预处理、输入数据构造、输入选择、评估、结果分析这5个环节,针对每个环节中面临的任务以及挑战,结合相应的研究成果进行分析和总结,其中重点分析以American Fuzzy Lop工具及其改进成果为代表的,基于覆盖率引导的模糊测试方法.模糊测试技术在不同领域中使用时,面对着巨大的差异性,通过对相应文献进行整理和分析,总结出特定领域中使用模糊测试的独特需求以及相应的解决方法,重点关注物联网领域,以及内核安全领域.近些年反模糊测试技术以及机器学习技术的进步,给模糊测技术的发展带来了挑战和机遇,这些机遇和挑战为下一步的研究提供了方向参考.     

网络协议软件漏洞挖掘技术综述

网络协议软件部署和应用非常广泛, 在网络空间提供了诸如通信、传输、控制、管理等多样化的功能. 近年来, 其安全性逐渐受到学术界和工业界的重视, 及时发现和修补网络协议软件漏洞, 成为一项重要的课题. 网络协议软件由于部署形态多样、协议交互过程复杂、相同协议规范的多个协议实现存在功能差异等特点, 使得其漏洞挖掘技术面临诸多挑战. 首先对网络协议软件漏洞挖掘技术进行分类, 对已有关键技术的内涵进行界定. 其次, 进一步综述网络协议软件漏洞挖掘4个方面的技术进展, 包括网络协议描述方法、挖掘对象适配技术、模糊测试技术和基于程序分析的漏洞挖掘方法, 通过对比分析归纳不同方法的技术优势及评价维度. 最后, 总结网络协议软件漏洞挖掘的技术现状和挑战, 并提炼5个潜在研究方向.     

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.     

基于影响性导向的模糊测试种子筛选方法

新型电力系统发展过程中,不断涌现的新业务、新场景、新模式必然衍生大量的私有协议和非标准设备,这些新的协议和设备如不经过深入检测就投入运行必将带来巨大的安全隐患。模糊测试已被广泛应用于漏洞挖掘,然而面对新的、未知的协议和设备,模糊测试种子的质量直接影响测试的最终效果。鉴于此,本文提出一种基于影响性导向的模糊测试种子筛选方法,通过通信报文采集、通信报文去重、报文重放及状态监测、影响性计算、模糊测试种子排序等流程,优选出处理流程更复杂,运行状态影响更大的模糊测试种子用于测试用例生成,从而提升模糊测试的效率及异常检出率。     

基于状态的工控协议Fuzzing测试技术

针对传统Fuzzing测试应用于工控系统存在测试覆盖率和有效性低、异常监测手段受限等不足,提出了一种基于状态的工控协议Fuzzing测试方法。该方法采用XML脚本对协议状态机进行描述,设计了基于协议状态机的测试序列生成算法PSTSGM,对被测对象进行状态引导以求达到更高的命中率和覆盖率。提出了基于心跳的异常监测与定位方法HFDLM,采用心跳探测和循环定位的方式,对被测嵌入式设备进行异常行为监测和异常用例定位。设计并实现了基于中间人代理的模糊测试原型系统SCADA-Fuzz,对电力SCADA系统进行了测试。实验结果表明,利用状态引导的测试能够有效发现安全漏洞。     

一种基于fuzzing技术的漏洞发掘新思路*

目前检测软件缓冲区溢出漏洞仅局限于手工分析、二进制补丁比较及fuzzing技术等,这些技术要么对人工分析依赖程度高,要么盲目性太大,致使漏洞发掘效率极为低下。结合fuzzing技术、数据流动态分析技术以及异常自动分析技术等,提出一种新的缓冲区溢出漏洞发掘思路。新思路克服了已有缓冲区溢出漏洞发掘技术的缺点,能有效发掘网络服务器软件中潜在的未知安全漏洞（0day）,提高了缓冲区溢出漏洞发掘效率和自动化程度。     

面向二进制程序的导向性模糊测试方法

为了解决当前模糊测试技术中变异存在一定的盲目性以及变异生成的样本大多经过相同的高频路径的问题，提出并实现了一种基于轻量级程序分析技术的二进制程序模糊测试方法。首先对目标二进制程序进行静态分析来筛选在模糊测试过程中阻碍样本文件深入程序内部的比较指令；随后对目标文件进行插桩来获取比较指令中操作数的具体值，并根据该具体值为比较指令建立实时的比较进度信息，通过比较进度衡量样本的重要程度；然后基于模糊测试过程中实时的路径覆盖信息为经过稀有路径的样本增加其被挑选进行变异的概率；最后根据比较进度信息并结合启发式策略有针对性地对样本文件进行变异，通过变异引导提高模糊测试中生成能够绕过程序规约检查的有效样本的效率。实验结果表明，所提方法发现crash及发现新路径的能力均优于模糊测试工具AFL-Dyninst。     

基于配置模糊的软件漏洞检测方法

为了检测特定配置条件下的软件漏洞,提出了一种配置模糊测试方法.它通过改变被测程序的配置检测一些只在特定运行时特定配置下才能表现出来的软件漏洞.应用程序运行在部署环境下时,配置模糊测试技术连续不断的模糊应用程序的配置信息,检查软件是否违反了“安全准则”,若违反,则表示存在一个安全漏洞,配置模糊测试技术执行测试时利用的是正在运行的一个应用程序的副本,因此不会影响应用程序的状态.描述了配置模糊测试方法的原型实现,并通过实验验证了该方法的高效性.     

基于改进投票专家算法的专有协议模糊测试方法

为了解决由于专有协议的广泛应用给模糊测试带来的严峻挑战,提出了一种将协议逆向工程和模糊测试相结合的专有协议模糊测试方法。并针对现有协议关键字提取算法n-gram将报文划分成等长子序列,造成关键字提取不够精确的弊端,提出基于有损计数算法改进的投票专家算法,为专有协议的逆向过程提供更加精准的协议关键字划分。对改进的投票专家算法和报文格式的逆向过程进行了详细说明。最后从准确提取关键字信息、协议逆向效果和对目标进行模糊测试三个方面对提出的方法进行了实验分析。并且,讨论了该方法存在的不足及未来的研究方向。     

并行模糊测试综述

软件脆弱性已成为互联网安全的主要威胁来源,软件脆弱性分析技术的重要性日益突出。模糊测试是脆弱性分析的热点技术之一,通过持续生成测试用例、动态监控目标代码执行和反馈调节变异策略的方法尝试触发程序异常,具有部署便捷、适用性广和效果直观的优点。随着测试目标的复杂性增加,从业人员对模糊测试的效率提出了更高的要求。并行模糊测试通过并行执行、任务分解和共享信息等方法提高脆弱性分析的效率。首先,分析了基于覆盖反馈的模糊测试面临的主要挑战;之后,探讨了并行模糊测试的解决思路和方案,从系统结构、任务划分、语料库共享和崩溃去重等方面对并行模糊测试进行了综述;最后,总结了现有并行模糊测试的优缺点,并对未来发展方向进行了展望。     

动态资源感知的并行化模糊测试框架

针对现有的并行模糊测试在测试效率、资源利用率以及异常处理上的局限性,本文围绕测试资源的生成、使用及容错三个方面提出了一种动态资源感知的系统化解决方案。针对测试环境在大规模和多场景两个维度快速搭建的需求,提出一种基于云平台的动态构建方法,加快测试环境部署,提高有效fuzz时间;针对并行模糊测试中资源利用率低的问题,提出一种多层次并行度动态调整的资源配置策略,优化整体测试资源配置并提高单机负载;针对大规模并行测试中节点易发生故障的问题,提出基于优先级调度的容错处理方法。最后,本文设计并实现了一个基于四级流水线并行处理结构的通用模糊测试框架。实验证明,该框架能够有效提高并行模糊测试的测试效率和资源利用率,实现系统的有效容错。     

一种基于FSM的BGP-4协议模糊测试方法

BGP-4路由协议的安全性对于保障整个网络安全、可靠运行具有重要意义。现有的模糊测试方法在对BGP-4协议测试时存在状态测试困难、测试用例冗余等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于有限状态机的BGP-4协议模糊测试方法BFuzz,设计了测试序列生成算法TSGF（Test Sequences Generation for Fuzzing）和测试用例生成算法TCGVF（Test Cases Generation based on Vulnerable Fields）,实现了原型系统BFuzzer。测试结果表明该方法能够有效地挖掘BGP-4协议中的漏洞。     

Detecting Vulnerability on IoT Device Firmware: A Survey

Internet of things (IoT) devices make up 30%of all network-connected endpoints,introducing vulnerabilities and novel attacks that make many companies as primary targets for cybercriminals.To address this increasing threat surface,every organization deploying IoT devices needs to consider security risks to ensure those devices are secure and trusted.Among all the solutions for security risks,firmware security analysis is essential to fix software bugs,patch vulnerabilities,or add new security fea...     

嵌入式设备固件安全分析技术研究

随着嵌入式设备的种类和数量的增加,设备之间日益增长的互联互通、制造商对安全的忽视、设备固件更新不及时或难以更新等,使得嵌入式设备的安全受到了严峻的考验,越来越多的设备漏洞被披露.但由于嵌入式设备种类繁多、专用性强、源码或设计文档往往不公开、运行环境受限等诸多因素的影响,通用漏洞挖掘技术无法直接适配.近年来,国内外安全专...