基于模糊测试生成多样化的数据库隔离级别测试案例

来源：华东师范大学学报·哲学社会科学版杂志2023年第5期北京时间：

作者：卢皙钰, 刘维, 翁思扬, 李可强, 张蓉

摘要：在现代信息系统中, 数据库管理系统扮演着至关重要的角色. 隔离级别测试对数据库管理系统而言具有重要意义, 它确保并发操作的隔离性和数据的一致性, 从而防止数据损坏和安全风险的发生, 并为用户提供可靠的数据访问保障. 模糊测试是一种广泛应用于软件和系统测试的方法, 通过搜索测试空间并生成多样化的测试案例, 探索系统的边界条件、异常情况和潜在问题, 以发现可能的漏洞. 本文介绍了针对数据库隔离级别进行模糊测试的工具SilverBlade, 旨在提升生成测试案例的多样性, 深入探索隔离级别测试空间. 为了有效搜索庞大的测试空间, 设计了结构化的测试输入结构, 将测试空间拆分成并发事务组合和并发事务执行交互模式两个子空间进行搜索. 为了更全面地测试隔离级别核心实现测试空间, 还设计了基于深度和广度的自适应搜索方式, 用于有效变异测试案例. 实验结果表明, SilverBlade能够生成多样性的测试案例, 并能够在流行的数据库管理系统PostgreSQL中更广泛地覆盖数据库隔离级别核心实现代码. 与对比工具相比, SilverBlade在提高隔离级别关键区域的测试覆盖率方面表现更佳.

关键词：模糊测试,多样性测试案例,隔离级别,并发事务,数据库管理系统,

基金资助：国家自然科学基金(62072179); 基础软硬件性能与可靠性测评工业和信息化部重点实验室开放课题;面向OLTP数据库的功能测试合作项目