輕量級(jí)污點(diǎn)導(dǎo)向型模糊測(cè)試技術(shù)研究.pdf

1、模糊測(cè)試是重要的二進(jìn)制漏洞挖掘方法。近些年來(lái)學(xué)術(shù)界嘗試將模糊測(cè)試與污點(diǎn)傳播、協(xié)議逆向、基因算法等技術(shù)相結(jié)合以提高其針對(duì)性。污點(diǎn)導(dǎo)向型模糊測(cè)試就是一種被廣泛借鑒和認(rèn)可的復(fù)合技術(shù)。然而由于漏洞機(jī)理的復(fù)雜性，且模糊測(cè)試本身缺乏完備的理論支撐，因而研究人員通常只驗(yàn)證了該技術(shù)的可行性，即能否成功挖掘出漏洞。對(duì)于技術(shù)本身的適用性、性能提升等基礎(chǔ)性理論問(wèn)題缺乏進(jìn)一步的研究。此外，該技術(shù)并不能對(duì)其關(guān)聯(lián)輸入進(jìn)行語(yǔ)義層次的限制，能否在繼續(xù)保留輕量級(jí)特點(diǎn)的同

2、時(shí)為其賦予更強(qiáng)的目標(biāo)導(dǎo)向能力也是值得研究的方向。
　　本文圍繞污點(diǎn)導(dǎo)向型模糊測(cè)試技術(shù)，開發(fā)研究所需基礎(chǔ)工具，重點(diǎn)研究了該技術(shù)的基礎(chǔ)性理論問(wèn)題及如何在保證技術(shù)輕量級(jí)特色的條件下予以改進(jìn)。主要研究?jī)?nèi)容與成果如下:
　　(1)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了二進(jìn)制動(dòng)態(tài)分析引擎與并行模糊測(cè)試平臺(tái)。在動(dòng)態(tài)分析引擎的設(shè)計(jì)中，通過(guò)多種設(shè)計(jì)保證引擎的通用性與高擴(kuò)展性，主要包括基于Pin與BAP的離線重放、基于Piqi的規(guī)范化軌跡格式描述、面向BIL中間語(yǔ)言等;

3、在并行模糊測(cè)試平臺(tái)的設(shè)計(jì)中，提出了使用內(nèi)存虛擬硬盤技術(shù)轉(zhuǎn)移硬盤瓶頸，使平臺(tái)整體吞吐量大幅度提高。同時(shí)，結(jié)合測(cè)試機(jī)器內(nèi)外環(huán)境優(yōu)化、基于vmtools的腳本式管理等技術(shù)改善了平臺(tái)穩(wěn)定性及管理便捷性。這些工具為后續(xù)研究提供了高效、高可控的基本平臺(tái);
　　(2)結(jié)合漏洞實(shí)例與數(shù)學(xué)分析研究了污點(diǎn)導(dǎo)向型模糊測(cè)試技術(shù)的適用限制及性能提升問(wèn)題。在適用限制問(wèn)題研究中，綜合14個(gè)CVE漏洞的手工分析與前述基礎(chǔ)工具的細(xì)粒度調(diào)試結(jié)果，建立了污點(diǎn)的元數(shù)據(jù)傳

4、播模型，解釋了該技術(shù)存在的主要限制;在性能提升問(wèn)題研究中，通過(guò)假設(shè)模糊測(cè)試變異前后樣本比特長(zhǎng)度不變，將模糊測(cè)試抽象成伯努利概型。利用概率論知識(shí)，求出該技術(shù)相比傳統(tǒng)模糊測(cè)試的效率提升公式，依據(jù)公式下界值總結(jié)效率提升隨關(guān)鍵參數(shù)的變化趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，效率提升公式的計(jì)算值接近實(shí)際值，具有良好的參考價(jià)值。上述工作為該技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究提供系統(tǒng)、數(shù)學(xué)的補(bǔ)充;
　　(3)提出并分析了一種基于約束驗(yàn)證的改進(jìn)方法。改進(jìn)方法受啟發(fā)于動(dòng)態(tài)符號(hào)執(zhí)行技