可编程模糊测试技术

来源：软件学报杂志2018年第5期北京时间：

作者：杨梅芳,霍玮,邹燕燕,尹嘉伟,刘宝旭,龚晓锐,贾晓启,邹维

单位：杨梅芳，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100195;中国科学院 网络测评技术重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;网络安全防护技术北京市重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10004911,霍玮，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100195;中国科学院 网络测评技术重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;网络安全防护技术北京市重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10004902,邹燕燕，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100195;中国科学院 网络测评技术重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;网络安全防护技术北京市重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10004903,尹嘉伟，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100195;中国科学院 网络测评技术重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;网络安全防护技术北京市重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10004904,刘宝旭，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100195;中国科学院 网络测评技术重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;网络安全防护技术北京市重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10004905,龚晓锐，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100195;中国科学院 网络测评技术重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;网络安全防护技术北京市重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10004906,贾晓启，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100195;中国科学院 网络测评技术重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;网络安全防护技术北京市重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10004907,邹维，中国科学院 信息工程研究所, 北京 100195;中国科学院 网络测评技术重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;网络安全防护技术北京市重点实验室(中国科学院 信息工程研究所), 北京 100195;中国科学院大学 网络空间安全学院, 北京 10004908

摘要：模糊测试是一种有效的漏洞挖掘技术.为了改善模糊测试因盲目变异而导致的效率低下的问题，需要围绕输入特征、变异策略、种子样本筛选、异常样本发现与分析等方面不断定制模糊测试器，从而花费了大量的定制成本.针对通用型模糊测试器（即支持多类输入格式及目标软件的模糊测试器）的低成本定制和高可扩展性需求，提出了一种可编程模糊测试框架，基于该框架，漏洞挖掘人员仅需编写模糊测试制导程序即可完成定制化模糊测试，在不降低模糊测试效果的基础上，可大幅提高模糊测试器开发效率.该框架包含一组涉及变异、监控、反馈等环节的模糊测试原语，作为制导程序的基本语句；还包含一套编程规范（FDS）及FDS解析器，支持制导程序的编写、解析和模糊测试器的生成.基于实现的可编程模糊测试框架原型Puzzer，在26个模糊测试原语的支持下，漏洞挖掘人员平均编写54行代码即可实现当前主流的5款万级代码模糊测试器的核心功能，并可覆盖总计87.8%的基本操作.基于Puzzer实现的AFL等价模糊测试器，仅用51行代码即可达到与AFL相当的模糊测试效果，具有良好的有效性.

关键词：模糊测试;漏洞挖掘;可编程;制导程序;抽象语法树

基金资助：中国科学院网络测评技术重点实验室资助项目；网络安全防护技术北京市重点实验室资助项目；中国科学院重点实验室基金（CXJJ-17S049）；国家重点研发计划（2016QY071405）