检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：董定国北京邮电大学

学位级别：硕士

随着软件与互联网产业的不断发展,程序漏洞与安全问题层出不穷,这使得人工筛查与漏洞挖掘的难度逐渐攀升。而模糊测试作为一种自动化测试的手段,能够有效帮助软件开发人员发现程序中存在的安全隐患。然而程序复杂度的不断提高,带来的是... 详细信息

随着软件与互联网产业的不断发展,程序漏洞与安全问题层出不穷,这使得人工筛查与漏洞挖掘的难度逐渐攀升。而模糊测试作为一种自动化测试的手段,能够有效帮助软件开发人员发现程序中存在的安全隐患。然而程序复杂度的不断提高,带来的是模糊测试时间消耗的不断增加,因此,能够通过在程序中设置目标点,引导测试用例变异,更加高效与针对性挖掘程序中具体区域的定向模糊测试技术得到了广泛的研究。然而现有的定向模糊测试中,在测试用例选择、权重计算、测试用例调度多个方面的不足,往往会导致定向变异与漏洞发现的效率下降,下面是对这些问题的阐述以及本文提出的解决措施:1.在测试用例选择与权重计算方面,提出了一种适应性变异策略。定向模糊测试往往沿用非定向模糊测试时的选择条件,缺少对定向因素的考虑,此外模拟退火算法的退火时间需要使用人员结合各种复杂因素进行人工设置,难以确定合理的退火时间。在适应性变异策略中,通过测试用例选择算法、权重优先级算法以及退火因子选择算法,丰富测试用例的选择,优化权重计算,提升定向变异的能力,从而提高测试用例的整体质量。2.在测试用例选取调度方面,提出了一种偏离域策略。由于测试用例积压会导致许多有价值的测试用例得不到执行与变异,在偏离域策略中,通过选择、调整与扩充策略,从测试用例队列中筛选高质量的测试用例优先变异,在解决测试用例积压问题的同时,提高在程序中漏洞挖掘的效率。3.针对现有定向模糊测试在变异与调度方面的不足,本文结合适应性变异策略以及偏离域策略,基于AFLGO进行开发,实现了定向模糊测试系统DAFLGO。并就测试用例距离分布、测试用例数量、崩溃发现能力以及覆盖率方面在多个程序上对DAFLGO进行了实验,实验表明DAFLGO比AFLGO生成的测试用例整体质量更高,挖掘程序漏洞的效率也更加高效。

关键词：定向模糊测试权重分配测试用例选择测试用例调度

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定向模糊测试关键技术研究

定向模糊测试关键技术研究

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作者：刘锦琨兰州理工大学

学位级别：硕士

模糊测试技术是目前漏洞挖掘技术中最具有代表性的一种方法,但由于最初的模糊测试技术在产生测试用例阶段存在着随机性和盲目性,使得检测漏洞的效率并不是十分理想。而对于定向模糊测试技术来说,它更偏向于在被测目标程序的指定区域中... 详细信息

模糊测试技术是目前漏洞挖掘技术中最具有代表性的一种方法,但由于最初的模糊测试技术在产生测试用例阶段存在着随机性和盲目性,使得检测漏洞的效率并不是十分理想。而对于定向模糊测试技术来说,它更偏向于在被测目标程序的指定区域中进行漏洞检测,能够有效地定位到有问题的关键系统调用或危险位置,或者指向希望重现的报告漏洞的堆栈跟踪中。事实上,定向模糊测试技术也会有一定的缺陷,主要包括忽略重要的漏洞和测试效率不高两个方面。目前,定向模糊测试技术主要面临着两大挑战:(1)功率分配的不公平性。(2)执行漏洞检测的路径不能被完全覆盖。定向灰盒模糊测试器AFLGO利用基于计算测试用例与被测目标位置之间的距离和模拟退火功率算法,引导模糊测试器对种子执行不同的能量分配,实现了对被测程序进行定向模糊测试的目的。但是由于AFLGO的计算方式过于简便,导致出现距离目标区域更近的种子会获得更多能量,而距离较远的种子获得不了足够能量的情况,从而使得远离目标区域的路径无法被覆盖,造成更深层次的漏洞无法被检测出来的问题。本文以AFL作为研究对象,针对目标区域距离的计算和种子能量分配问题,提出相关的方案进行改进。主要工作如下:1.本文采用了一种轻量级的静态分析,该分析是使用基于生成的调用图考虑(即时)调用关系模式的方法。并利用静态分析的结果,增加相邻函数的计算,以此提高定向模糊测试技术基于距离机制的稳健性,该机制可通过考虑目标的所有轨迹并避免对某些轨迹的认识偏差来引导定向模糊测试。2.本文采用了基于改进的果蝇算法对能量调度策略进行优化。本文引入果蝇算法来构建能量调度函数,对模糊测试过程中种子的能量分配进行动态的调控,使种子的变异数量和次数能够达到更好的效果,从而可以更加快速有效地到达指定区域进行模糊测试,有助于检测到更多的漏洞。3.根据本文所提出的改进方案,对原有的开源AFL系统进行优化,设计实现了AFLmo系统。本文对目标程序GNU Binutils、Libpng分别进行测试,将实验结果与AFL和AFLGO进行对比分析。根据数据可以看出,AFLmo在漏洞暴露时间和目标站点的覆盖能力方面,相比AFL和AFLGO的效果更加出色。本文通过实验对AFLmo系统进行分析评价,验证了本文所提出的目标位置距离计算优化方法能够更加准确地引导定向模糊测试,同时可以证明基于果蝇算法的能量调度策略对于目标系统的模糊测试在效率上有明显的提升。

关键词：定向模糊测试距离计算策略能量调控果蝇算法

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基于动态时间切片和高效变异的定向模糊测试

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信息网络安全 2023年第8期23卷 99-108页

作者：钟远鑫刘嘉勇贾鹏四川大学网络空间安全学院成都610065

定向灰盒模糊测试(Directed Grey Box Fuzzing,DGF)是一种漏洞挖掘领域的新技术,它的最大优势是高效性。DGF已被广泛应用于补丁测试、信息流检测和崩溃复现等领域。然而,现有的DGF技术存在两个问题,第一,传统的DGF没有考虑到长路径种子... 详细信息

定向灰盒模糊测试(Directed Grey Box Fuzzing,DGF)是一种漏洞挖掘领域的新技术,它的最大优势是高效性。DGF已被广泛应用于补丁测试、信息流检测和崩溃复现等领域。然而,现有的DGF技术存在两个问题,第一,传统的DGF没有考虑到长路径种子也能触发漏洞,并且没有考虑种子的优先级;第二,强随机性的变异会浪费大量资源,从而降低定向模糊测试的效率。文章提出了一种基于动态时间切片和高效变异的定向灰盒模糊测试方法。文章提出了动态时间切片策略,将时间分为3个阶段,包括无差别探索阶段、短路径优先阶段和长路径优先阶段,同时应用了基于种子路径执行频率的模拟退火算法用于能量分配。同时,还使用了ε-贪婪算法来引导变异过程的havoc阶段,以提升变异效率。文章基于这3种策略实现了一个名为DyFuzz的系统并且在8个真实的数据集上与AFLGo进行比较。实验表明,该方法能够有效提高触发漏洞的概率和速度,覆盖更多的边缘和触发更多的崩溃。

关键词：漏洞挖掘定向模糊测试动态时间切片 havoc变异能量分配

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基于多目标支配分析和路径动态修剪优化的定向模糊测试技术

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计算机应用研究 2024年第11期41卷 3455-3463页

作者：李泽源尹中旭宗国笑桑海涯信息工程大学网络空间安全学院郑州450001

当前定向模糊测试技术的平均距离模型在多目标测试中缺乏对逐个目标的指向性,在导向同一目标时路径多样化不强,且未根据不同目标的覆盖程度动态调整距离度量,导致多目标测试不均衡和效率降低,难以在结合静态分析告警等多目标环境中开展... 详细信息

当前定向模糊测试技术的平均距离模型在多目标测试中缺乏对逐个目标的指向性,在导向同一目标时路径多样化不强,且未根据不同目标的覆盖程度动态调整距离度量,导致多目标测试不均衡和效率降低,难以在结合静态分析告警等多目标环境中开展漏洞挖掘。针对以上问题,提出了一种多目标定向探索的模糊测试技术MTDFuzz,识别待遍历多目标的支配节点,利用基于多目标支配分析的测试用例优选,通过支配节点覆盖评分激励机制引导生成能够覆盖支配节点和目标的测试用例,实现在限定关键覆盖要素的前提下,对目标路径的多样化和指向性探索;根据目标的覆盖状态进行路径动态修剪优化,已被充分测试的路径和目标不参与距离信息反馈,通过剪枝和全局支配节点修正动态调整支配节点和目标基本块评分,利用支配节点覆盖度优化种子调度策略,实现对多目标测试资源的有效分配。实验结果表明:与常用的定向模糊测试工具对比,多目标下MTDFuzz的平均漏洞发现时间缩短了57.6%,且在Glibc、FFmpeg等4个开源程序中发现了12个未公开漏洞,显著提高了定向模糊测试的多目标探索能力和漏洞挖掘效率。

关键词：定向模糊测试漏洞挖掘多目标导向程序分析

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基于关键点覆盖和混合执行的定向模糊测试技术研究

基于关键点覆盖和混合执行的定向模糊测试技术研究

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作者：孙帅哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近些年模糊测试技术取到了长足发展,从整个流程角度研究人员对各个阶段相关技术进行了大量研究使其更加自动化智能化。同时结合以往的符号执行、软件测试等相关技术,互相利用各自设计优势进行混合测试取得了不错的效果。例如,与动态符... 详细信息

近些年模糊测试技术取到了长足发展,从整个流程角度研究人员对各个阶段相关技术进行了大量研究使其更加自动化智能化。同时结合以往的符号执行、软件测试等相关技术,互相利用各自设计优势进行混合测试取得了不错的效果。例如,与动态符号执行结合用来探索复杂逻辑约束分支,与语法生成相结合可以产生更加合乎规范的测试用例,有的与传统污点分析相结合实现数据流相关性判定。此外内存类型漏洞检测和硬件辅助特性等相关技术也极大改进了测试有效性和效率。定向模糊测试是指针对目标程序指定代码区域或者特定功能进行针对性测试,主要用于漏洞挖掘、漏洞复现、补丁分析等场景。在高危漏洞挖掘方面,定向模糊测试结合研究人员的经验判断比随机性模糊测试常常有更好的效果。这些场景需要研究人员构造出可到达目标区域的测试用例。以往的研究中有的通过执行路径与目标区域的距离引导生成更近的种子输入,或者使用选择性符号执行求解可达目标的分支路径。距离导向鲁棒性较差,路径距离计算的失败会导致距离导向算法的失效。部分研究使用选择性符号执行用于定向测试缓解了路径爆炸问题但带来了较高的假阳率。本文首先提出了基于关键点覆盖的模糊测试技术,利用程序控制流图提取关键点列表,通过运行时插桩获取关键点列表覆盖信息,根据整体边覆盖率和关键点覆盖率使用能量调度算法计算种子的测试优先级,根据指定突变策略不断生成距离目标更近的测试输入。实现了混合测试框架,使用关键点覆盖导向的模糊测试生成覆盖关键点的种子队列,送入混合符号执行引擎。利用子代生成策略和混合执行技术,根据整体和关键点覆盖率变化,进一步探索随机生成和突变无法绕过的复杂逻辑分支路径,探索程序新状态。实验结果表明:基于关键点覆盖的模糊测试技术能高效诱导生成到达目标区域的种子队列,同时在探索路径深度和有效性上均高于基于边覆盖率和路径距离的定向模糊测试技术。结合混合符号执行的定向测试可以利用关键点覆盖测试生成的种子队列进行分支路径探索,同时比执行生成测试技术在测试集覆盖率效果要好。

关键词：漏洞挖掘定向模糊测试关键点覆盖混合执行

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面向定向模糊测试的种子能量调度与生成技术研究

面向定向模糊测试的种子能量调度与生成技术研究

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作者：冉龙豪电子科技大学

学位级别：硕士

软件漏洞严重危害国家安全、公共信息设施、个人财产安全。软件漏洞分析与挖掘技术中,定向模糊测试技术因精确定位漏洞嫌疑位置、提升漏洞挖掘效率而备受关注;现有定向模糊测试仍存在三类问题:一是测试过程长短执行路径种子能量分配不均... 详细信息

软件漏洞严重危害国家安全、公共信息设施、个人财产安全。软件漏洞分析与挖掘技术中,定向模糊测试技术因精确定位漏洞嫌疑位置、提升漏洞挖掘效率而备受关注;现有定向模糊测试仍存在三类问题:一是测试过程长短执行路径种子能量分配不均,导致程序深层次路径漏洞无力挖掘;二是定向测试中的目标不可达区域跳过难题;三是复杂条件约束控制的缺陷区域求解困难。针对以上问题,本文提出一种基于混合指标导向的种子能量调度方法和基于区域分类的混合种子生成方法,具体如下: (1)基于混合指标导向的种子能量调度方法研究,设计并优化了混合指标导向的程序基本块距离、种子距离、种子能量计算等两套算法,解决了现有定向模糊测试目标距离计算不合理的问题,通过多维度评估种子到达目标的潜力,突破了定向模糊测试对长短执行路径种子能量分配不均的难题。 (2)基于区域分类的混合种子生成方法研究,提出并设计了基于区域属性的种子定义、种子选择算法,并结合符号执行构建混合种子生成算法,不断生成与目标区域相关的种子,解决了定向模糊测试种子生成过程中目标不可达区域难以跳过和复杂条件约束控制的缺陷区域求解困难等问题。基于以上研究,本文设计并实现了定向模糊测试系统AFLPT,并在数据集Unibench、LAVA-M以及12个真实CVE漏洞上设计并进行实验。结果表明,相比AFL和AFLGO,AFLPT在目标到达时间上提升了25%以上;漏洞挖掘过程中,AFLPT挖掘出了21个漏洞,漏洞挖掘数量增长了61%以上,覆盖了668条路径,路径覆盖率提升了32%以上;漏洞复现过程中,AFLPT成功复现了12个CVE漏洞,复现的时间更短且次数更多。

关键词：模糊测试定向模糊测试能量调度种子生成漏洞挖掘

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基于定向模糊测试和符号执行的漏洞挖掘研究与实现

基于定向模糊测试和符号执行的漏洞挖掘研究与实现

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作者：黄磊电子科技大学

学位级别：硕士

不法分子可以利用软件漏洞损害人们的隐私安全、财产安全以及生命安全,甚至威胁国家的安全与社会稳定。定向模糊测试主要可以用于漏洞挖掘和漏洞复现。在已知漏洞嫌疑点后,定向模糊测试相对于经典模糊测试有较好的效果。但现有的定向模... 详细信息

不法分子可以利用软件漏洞损害人们的隐私安全、财产安全以及生命安全,甚至威胁国家的安全与社会稳定。定向模糊测试主要可以用于漏洞挖掘和漏洞复现。在已知漏洞嫌疑点后,定向模糊测试相对于经典模糊测试有较好的效果。但现有的定向模糊测试工具仍存在一些问题。一是给予有问题的更改或者补丁后,不能够快速的定向到目标以发现问题。二是难以突破magic字节路径导致深层漏洞难以挖掘。针对定向模糊测试不能够突破magic字节到达更深路径以及不能快速定向的问题,本文分别采用符号执行技术和启发式能量调度方法来快速定向并挖掘较深路径下的漏洞。首先,本文采用别名分析方法来完善过程间控制流图,并重新定义距离计算公式以得到较为精确的距离。其次,使用牛顿插值方法对每个种子进行能量初始化以防止测试用例由于能量过低而被筛选掉。并提出启发式能量调度算法,合理对种子进行能量调度。在路径探索阶段时,通过调节种子能量,使距离较短的种子快速到达目标;随着时间的增加,使种子更倾向于深度路径。然后,本文通过到达目标经过的指令个数来表示符号距离,并研究最短路径搜索策略来达到路径剪枝的效果以缓解路径爆炸。最后,基于以上方法,本文实现了基于定向模糊测试与符号执行技术的漏洞挖掘原型系统AFLcc。通过交错进行定向符号执行和定向模糊测试以更好的进行漏洞挖掘,有效提高了漏洞挖掘和漏洞复现的效率。本文结合定向模糊测试技术和定向符号执行技术实现了整体框架AFLcc。在同样的实验条件下,本文在LAVA-M数据集和多款真实软件上进行漏洞挖掘实验,并与AFLGO和AFL进行对比。本文还在一些已知漏洞上进行漏洞复现的实验,并与AFL和AFLGO进行对比。实验结果表明在路径覆盖率方面,本文比AFL和AFLGO均高出20%以上;在漏洞复现方面,AFLcc用时更短;在漏洞挖掘方面,AFLcc能发现更多的漏洞,并且目前已获得八个CVE,这进一步证明了AFLcc的漏挖能力。以上结果均表明该框架更优秀。

关键词：模糊测试定向模糊测试符号执行能量调度漏洞挖掘

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面向漏洞验证的定向模糊测试技术研究

面向漏洞验证的定向模糊测试技术研究

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作者：张继林北京交通大学

学位级别：硕士

网络安全问题随着漏洞数量的增加变得越来越严峻,许多企业受到来自黑客的漏洞攻击,经济损失难以计数。究其原因,绝大多数用户缺乏有效的漏洞发现和漏洞验证工作流程,无法定期对软件中的漏洞进行评估。一个有效的解决方案是使用定向模糊... 详细信息

网络安全问题随着漏洞数量的增加变得越来越严峻,许多企业受到来自黑客的漏洞攻击,经济损失难以计数。究其原因,绝大多数用户缺乏有效的漏洞发现和漏洞验证工作流程,无法定期对软件中的漏洞进行评估。一个有效的解决方案是使用定向模糊测试尝试找到触发漏洞的输入,从而对漏洞进行发现和验证。目前比较成熟的定向模糊测试工具是AFLGo,但是它存在一些问题。第一,AFLGo将新加入的种子放到队列尾部,按照顺序从队列中拿取种子。这种方式不能根据被测程序相关的信息优先选择更有价值的种子,将大量的时间浪费在无意义的种子上,使得模糊效率低下。第二,AFLGo对种子文件中的每个字节都采取平等的变异方式。种子文件中的字节并非是等价的,它们对定向模糊测试的贡献是不同的。相同的变异方式会浪费大量时间在不重要的字节上,并且随着种子文件大小的增加模糊效率将大大降低。针对以上问题,本文通过改进定向模糊测试技术从而提升漏洞验证的效率。本文的主要工作如下。(1)提出一种基于融合概率和距离的种子选择策略和变异策略。在"探索"阶段,采用基于概率的种子选择策略和基于路径敏感的种子变异策略,提升覆盖率;在“利用”阶段,采用基于距离的种子选择策略和基于距离敏感的种子变异策略,提升定向速度。(2)实现面向漏洞验证的定向模糊测试工具DSFuzz。在AFLGo的基础上结合本文提出的种子选择和变异策略,实现了一个面向漏洞验证的定向模糊测试原型系统DSFuzz,其中包括基本块概率的计算、插桩、种子选择和变异策略的具体实现。(3)通过实验验证DSFuzz工具的有效性。通过与AFL、AFLGo工具进行对比实验,对DSFuzz工具的覆盖率、定向能力、漏洞挖掘和漏洞验证能力进行评估。本文实现系统DSFuzz能够有效地提升定向模糊测试的覆盖率和定向能力,并且能够对被测程序中存在的漏洞进行验证。

关键词：定向模糊测试漏洞验证 AFLGo 路径距离

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定向模糊测试技术综述

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电脑知识与技术 2023年第31期19卷 74-78页

作者：张云菲张月明沈小茜孙宇帆南京大学软件学院江苏南京210093

模糊测试技术是一种应用模糊过程来验证待测程序(PUT)是否违反正确性策略的测试技术,被广泛应用于自动化漏洞挖掘。然而,模糊测试技术在生成测试用例的过程中,由于搜索空间过大,因此存在着较大的随机性和盲目性,无法有效率地找到潜在的... 详细信息

模糊测试技术是一种应用模糊过程来验证待测程序(PUT)是否违反正确性策略的测试技术,被广泛应用于自动化漏洞挖掘。然而,模糊测试技术在生成测试用例的过程中,由于搜索空间过大,因此存在着较大的随机性和盲目性,无法有效率地找到潜在的漏洞。定向模糊测试技术通过定位到目标位置,提高了模糊测试的效率,被广泛应用于缺陷复现、补丁检验和静态分析验证。通过调研大量文献,分析了定向模糊测试的特征以及常见的模型,总结了多篇论文中定向模糊测试在目标识别、适应度、模糊优化方面使用的度量指标,阐述了当今定向模糊测试的几种应用场景,并在最后探究了若干未来可能的发展方向。

关键词：定向模糊测试种子选择调度方式缺陷复现

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基于自然语言处理的JavaScript引擎定向模糊测试技术

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信息工程大学学报 2022年第6期23卷 737-745页

作者：吴泽君武泽慧王允超魏强信息工程大学河南郑州450001

JavaScript语言广泛用于浏览器和其他应用程序中,针对JavaScript引擎的攻击给企业和用户带来了巨大的安全隐患。当前针对JavaScript引擎的模糊测试技术在可用测试用例生成能力和代码覆盖率方面存在不足,经研究提出了一种基于自然语言处... 详细信息

JavaScript语言广泛用于浏览器和其他应用程序中,针对JavaScript引擎的攻击给企业和用户带来了巨大的安全隐患。当前针对JavaScript引擎的模糊测试技术在可用测试用例生成能力和代码覆盖率方面存在不足,经研究提出了一种基于自然语言处理的JavaScript引擎定向模糊测试技术,使用简化的BERT语言模型和残差网络提取JavaScript语法语义信息,并生成用于定向模糊测试的测试用例。实现的原型工具JSBFuzz选择JerryScript、ChakraCore和JavaScriptCore进行测试,累计发现9个BUG。实验结果表明,JSBFuzz能够大幅提高JavaScript测试用例的生成效率和漏洞挖掘速度,并且具有较高的代码覆盖率。

关键词：定向模糊测试 JavaScript引擎自然语言处理残差网络

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