漫谈Fuzz测试技术——软件安全专家王清谈Fuzz技术与软件安全性测试

Part 1  Security Testing Overview

    我相信大家对测试不陌生，但是对安全测试可能有一些疑问。安全测试关心的问题是不一样的。这种测试也被人叫做工具测试、渗透测试、攻击测试、测试产品安全性。

    这种测试需要首先知道各种各样的攻击的方式和原理，在攻击产生之前尽量多的找到产品的漏洞，尽量多的发现产品里面的问题，再努力把它解决掉。

    What is the difference between security testing and traditional function based testing ?

    这两个之间的差别我们可以用一个简单的东西来说明，Targeted towards making sure that the app does what it is supposed to do。

    For Functionality testing：我设计这个产品是1、2、3、4、5，我得让它能干到1、2、3、4、5才行，不是说是1、2、3、4，少1份干不了。这是一般的出来的结果也是一二三四五。

    For Security testing：是说我设计了1、2、3、4、5，我得确定你干出来的不是1、2、3、4、5、6、7，还多出来2个。大家都知道你用word去解析一个文件，看一个文档的时候，是一个代码，具体怎么发生大家可能比较清楚的。

    一般来说，重点是通用的漏洞、Memory问题、堆溢出、栈溢出，还有各种各样的溢出，SQL、XSS和各种各样的validation。被黑客熟悉的除了我们耳熟能详的漏洞之外，还要关注其他的一些东西，比如说Access Control、information、加密方面的问题、认证方面的问题。一些软件安全工程师经常用加密技术，但是用错或者是设计上有一些东西出现错误。

    Security Testing一般的方法就是以下这几种：

1. White BOX：我们一般会用静态的源码扫描工具。通过对源代码的扫描，我们可以把源代码的某一个函数，某一个文件，某一行用了哪些不安全的东西，有哪些漏洞，有哪些缓存区域的漏洞等等，这些东西都能扫描出来。通过扫描把这些漏洞全部做出来以后，从源代码方面能够保证基本上保证常见的漏洞不会出现。
2. Black BOX：首先要灵活，会有很多的方法，比较好的有Injection Fuzzer和Dumb Fuzzer，后面会介绍它们之间的区别。
3. Gray BOX

Part 2  Smart Fuzz Test

    Fuzz这个名词来自于Professor Barton Miller。在1989年一个风雨交加的夜晚，他登陆一台自己的主机，不知道怎么回事，信号通过猫传到主机上，雷电一闪，把里面的高位变低位，低位至高位了，结果到了主机以后改变了。他突发奇想，把这种方式作为一种测试的方式来做。

1、到底什么是Fuzz Test？

    Generally speaking fuzz is a brute force method which used to break software，就是用大量的测试用例一个一个试，尽可能多的找出有可能出问题的地方。

2、Fuzz怎么工作？

    现在有无数有名的Fuzz工具，有很多人很多还在写，一般包括四个部分。

    （1）Generate lots of malformed data as test cases，要生成大量的测试用例。这个测试用力是malformed的，一个软件首先要找到输入点，然后把数据丢进去，这个数据有可能是一个文件，有可能是一个数据包，有可能是测试表里面的一个项，有可能是临时文件里面的一个东西，总之是一种数据，要定义malformed这种非正常的数据。

    （2）Drop the test cases into product，把它丢进去，看这个产品怎么反应。

    （3）Monitor and log any crash/exception triggered by malicious input.

    （4）Review the test log, investigated deeply.

3、Injection Fuzzer和Dumb Fuzzer的区别

    下面我们说一下Dumb Fuzzer和Intelligent Fuzzer之间的区别。

    Dumb就是哑的，就是笨的意思。刚开始Fuzz的时候用的都是这种东西，直接把非法数据丢到软件里边去，这种东西很难真正测试出问题，因为很难把问题放到缓冲区去。比如丢一个Word，不能随便写一个文件，这就很难测试到真正问题，必须基本符合Word本身的文件格式，才有可能测试到结果。要考虑到软件本身执行的流程，你的case放进去，能够放到多深，逻辑放到多深，你要考虑这个问题。你要写这种程序的话，就要非常了解要测试的文档结构。

    什么东西可以被Fuzzed？文件格式可能出问题，数据包也可能出问题。因为数据包在解析数据包的时候也是一个状态机，放进去以后再看下一步到哪里去。抗组件这些东西也是相当容易出问题的。这么多东西，都是可以被Fuzz的。当然有一些东西也是可以被Fuzz的，我们现在说的集中是软件产品，硬件也可能有。

4、几个Fuzz工具

    简单介绍几个Fuzz工具，因为Fuzz的工具特别多，下面结合我在工作中的用到的一些东西，用最简单的方式介绍一下。

（1）Com Raidor

    对于ActiveX，一般来说，我们用的都是Com Raidor，它是非常简单，而且是免费的，它是Idenfense的产品。你只要选中，它里面有很多的项目。因为很多问题是针对IE的，它就会生成测试用例，会把脚本拿出来，一个一个的丢到IE里跑，接下来一直是这个状态。很简单，相信点几下鼠标就可以做。大家如果在测试的时候，其实跑一下也不费什么力。

（2）Fuzz网络协议——SPIKE

    SPIKE第一个提出格式化Fuzz的概念，而且提供了免费的、开源的工具，它发现了很多著名的漏洞。如果我要用SPIKE Fuzz一个文件的话就不是很简单了。Fuzz的时候，你要保证数据结构基本是正确的，不用完全对，完全对的话就不用Fuzz了。改一些小的地方，一次改一点点，一次改一点点，一次改一个地方或者几个地方，不要改太多，这样一丢，才能测试到东西。如果改的太多，最基本的条件没有满足，进去以后它就会走到其他分值区。这是一个结构化的最基本的原理。是要注重数据之间的结构，在这种情况下才能比较准确的找到问题。

    协议一般都有状态，第二个包过来，第一个包回去，第三个包过来，第四个包回去，可能是第三次组合的东西某一项才会触发漏洞。但是如果你从第一个包就开始胡乱的发，也许根本进行不到第三个包去了。所以说，协议Fuzz的文件要更麻烦一点。你要想把它送的深，送的远，送的逻辑远，覆盖的逻辑深，把东西丢到程序里面深一点，你得思考程序到底是怎么样执行的，你得想它控制的东西不是一个重复的。我想它已经不是一个纯黑盒测试了，要考虑程序里面是怎么运行的，还要考虑到程序的具体逻辑。

    本文主要内容整理自著名软件安全专家王清先生在2008中国软件安全峰会上的演讲，欢迎下载本文资料。

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