基于污点分析和符号执行的漏洞签名生成方法

漏洞签名是指触发程序漏洞的输入的集合,利用漏洞签名对程序输入进行过滤是一种有效的保护漏洞程序的方法。该文主要研究漏洞签名的生成技术,提出了一种有效的基于污点分析和符号执行的漏洞签名生成方法,它通过污点信息传播定位输入中的与触发漏洞相关的字节,然后,通过符号执行得到路径约束,并通过约束求解得到最终的漏洞签名。基于开源项目Pin和Z3,该文构建了基于污点分析和符号执行的漏洞签名生成原型系统TASEVS,并对漏洞程序进行了验证。实验结果表明,TASEVS能有效地生成漏洞签名。     

面向RTF文件的Word漏洞分析

针对Word软件在富文本格式(RTF)文档解析的漏洞利用攻击,通过对Word程序的逆向分析,研究其在RTF文档解析中产生缓冲区溢出漏洞的原理,并提出一种基于指令回溯及特征数据构造的漏洞分析方法.通过该方法分析Word漏洞的触发原因、触发点和触发机制,给出了面向RTF文档的缓冲区溢出漏洞的分析流程.实验测试结果证明:该方法能有效检测出Word的RTF文档解析漏洞.     

并行化智能模糊测试

针对目前智能模糊测试技术中整体测试所需时间较长以及生成单个测试用例漏洞触发能力较弱的问题,该文提出了一种可用于并行化环境中的路径取反算法和一种加入随机数据的复合测试用例生成方式。该路径取反算法给每个测试用例赋予一个边界变量,利用该变量限定每个测试用例可进行取反操作的范围,同时在该范围中对多个条件进行取反。该复合测试用例生成方式借助传统模糊测试技术生成随机的漏洞触发数据,将该随机数据与混合符号执行生成用例相结合,从而生成复合化的测试用例。同时该文设计并实现了一个并行化智能模糊测试系统———谛听,并利用该系统对3个应用软件进行了测试,共生成测试用例203 602个,触发软件漏洞2个,其中一个为首次被发现的零日(0-Day)漏洞。理论分析与实验表明:该路径取反算法可有效应用于并行环境中,从而缩短整个测试所需时间并生成较多测试用例;同时该复合测试用例生成方式可有效提升测试用例漏洞触发能力。     

控制流污点信息导向的符号执行技术研究

以快速生成能够覆盖可能存在缺陷程序点的测试用例为目标,结合基于生成的Fuzzing技术、静态程序控制流分析、静态污点分析等手段,提出一种导向式动态符号计算方法.通过Fuzzing生成能够到达包含缺陷程序点的函数的测试用例,作为种子输入驱动符号执行快速到达缺陷函数;在缺陷函数内利用静态控制流分析、静态污点分析计算出控制流污点可达程序切片,基于该切片进行朝向缺陷点的多路径动态符号执行.实验验证了方法能够有效减轻符号执行应用中广泛存在的路径爆炸问题,并且能生成触发目标缺陷的测试用例.     

利用动态污点跟踪优化模糊测试的方法

针对目前模糊测试方法存在大量无效测试用例的缺陷,提出了一种利用动态污点跟踪优化模糊测试的方法.该方法通过将外部输入的测试用例标记为污点数据,并记录污点数据的传播路径,然后利用传播路径相似度比对来判断某个测试用例是否有效,若测试用例无效则直接丢弃,若测试用例有效则进行并行化处理,进一步对测试用例进行分析.通过构建原型系统对上述方法进行验证,结果表明优化后的模糊测试比未优化的模糊测试在性能上提升了近一倍.     

基于符号执行的注入类安全漏洞的分析技术

用符号值作为输入, 模拟程序执行, 提取执行路径上相应的约束条件, 即安全约束、攻击约束以及防御约束, 并构成可满足矩阵(SAT)以及不可满足矩阵(UNSAT)两个注入类漏洞安全分析与检测模型, 矩阵模型的求解结果可映射为注入类安全漏洞的安全状态。对Web应用注入类漏洞的检测实验表明, 与目前安全分析主流工具相比, 该分析技术具有降低误报率、漏报率、能自动生成攻击向量等优点。     

基于静态插装和约束求解的整数漏洞检测

以C源码为研究对象,提出了一种基于静态插装和约束求解的整数漏洞检测方法.首先在C源码中可能的整数漏洞点前面插装检测代码,同时定位可能导致整数漏洞的输入源,并将其标记为符号变量.之后将静态插装后的源码编译成可执行代码,并进行(符号和具体执行的)混合执行.在动态执行的过程中,通过对插装代码对应的符号约束进行求解,可以检测整数漏洞是否存在,以及获得当整数漏洞存在时符号变量相应的具体取值.进一步地,通过对从程序入口点到整数漏洞点所经过路径上的所有条件跳转约束进行求解,获得引导程序到达整数漏洞点时符号变量相应的具体取值.结合两者可以辅助生成触发漏洞的输入用例.基于CVE(通用漏洞披露)通告的实验表明本系统能够成功检测到相应漏洞.     

基于遗传算法的缓冲区溢出漏洞挖掘技术

Fuzzing漏洞挖掘技术是针对缓冲区溢出漏洞挖掘常用的技术之一,该测试存在随机性和盲目性等问题.为此依据缓冲区溢出攻击的特征策略,结合静态分析的控制流思想,提出了一种基于遗传算法的漏洞挖掘技术,依据缓冲区溢出攻击的特征设计出对应的遗传算法适应度函数,智能引导测试数据逻辑到漏洞程序的危险区域,使其快速命中缓冲区溢出漏洞.仿真实验表明,与模拟退火算法比较,具有更快的收敛速度和较高完备性.     

基于字段完整性的内存破坏漏洞检测方法

为了有效地检测二进制程序的内存破坏漏洞,根据数据结构中字段独立性的特征,提出了一种基于字段完整性的漏洞检测方法.利用基于字段格式的动态污点技术记录二进制程序的执行轨迹,由此分析出目标程序中与输入数据相关的数据结构.依据输入数据结构中字段的完整性,比较输入字段与得到的数据结构,得到被内存破坏漏洞破坏的数据结构.通过定位被破坏的数据结构合理地检测内存破坏漏洞.实验表明该方法可以准确有效地检测出内存破坏漏洞.     

基于渗透测试的网络安全漏洞实时侦测技术研究

传统网络安全漏洞侦测技术无法准确得到攻击注入点,和服务器交互频繁,导致侦测结果不可靠、效率低下。为此,提出一种新的基于渗透测试的网络安全漏洞实时侦测技术。设计了渗透测试下网络安全漏洞实时侦测系统,构建系统架构,在生成攻击图时,将网络当前节点漏洞看作单位编码,利用进化计算对不同漏洞属性权重进行调整,获取攻击图库。在设计攻击注入点分析模块时,利用广度优先爬取法,依据网页目录层次实现网络页面爬取;通过爬取过程获取网络全部页面攻击注入点,根据Bloom Filter对重复的URL进行去重处理。利用渗透测试实现攻击和分析模块设计,以此生成攻击图对注入点注入攻击;对攻击反馈进行研究,判断注入点是否存在网络安全漏洞。渗透测试时为了降低交互频率,通过探子请求技术完成探测,对是否进行进一步侦测进行判断。实验结果表明,所提技术侦测结果可靠,效率高。     

面向测试用例生成的集合进化算法实现

基于集合进化优化方法,实现新的测试用例生成方法.实现的算法中,一个个体包含多个测试用例,一次运行该算法能够生成满足测试需求的测试用例集.实验结果表明,将实现的方法用于具体程序能够生成覆盖所有分支的测试用例集.     

基于逆向工程的Android应用漏洞检测技术研究

Android应用程序面临着各种各样的安全威胁,针对如何在黑客利用Android程序漏洞攻击前发现潜在漏洞的漏洞检测技术研究,提出了一种基于APK逆向分析的应用漏洞检测技术.在逆向反编译APK静态代码的基础上,运用特征提取算法将smali静态代码解析转换为函数调用图作为特征来源,建立原始特征集合提取模型,继而通过改进ReliefF特征选择算法对原始特征集合进行数据降维,提取APK包中的漏洞特征向量,依次构建漏洞的检测规则.再结合Android漏洞库收录的漏洞特征对特征向量进行正则匹配,以挖掘其中潜在的安全漏洞.基于该检测方法实现了系统模型并进行对比性实验,实验结果表明此检测方法的漏洞检出率达91%以上.因此,该漏洞检测技术能够有效挖掘Android应用中常见的安全漏洞.     

基于渗透测试的网络安全漏洞实时侦测技术

传统网络安全漏洞侦测技术无法准确得到攻击注入点,和服务器交互频繁,导致侦测结果不可靠、效率低下。为此,提出一种新的基于渗透测试的网络安全漏洞实时侦测技术。设计了渗透测试下网络安全漏洞实时侦测系统,构建系统架构,在生成攻击图时,将网络当前节点漏洞看作单位编码,利用进化计算对不同漏洞属性权重进行调整,获取攻击图库。在设计攻击注入点分析模块时,利用广度优先爬取法,依据网页目录层次实现网络页面爬取;通过爬取过程获取网络全部页面攻击注入点,根据Bloom Filter对重复的URL进行去重处理。利用渗透测试实现攻击和分析模块设计,以此生成攻击图对注入点注入攻击;对攻击反馈进行研究,判断注入点是否存在网络安全漏洞。渗透测试时为了降低交互频率,通过探子请求技术完成探测,对是否进行进一步侦测进行判断。实验结果表明,所提技术侦测结果可靠,效率高。     

基于程序动态信息的漏洞自动利用技术研究

近年来,随着模糊测试技术的发展,漏洞自动挖掘工作取得了较大研究进展,而漏洞自动利用研究进展相对缓慢。文章重点深入研究漏洞利用生成,旨在解决潜在漏洞仍需大量人工辅助进行利用性分析的问题,主要研究工作如下:(1)以Linux系统下的ELF文件为研究目标,综合考虑各种漏洞利用方式和缓解措施,提出自动化漏洞利用模型;(2)基于动态插桩获取程序对内存数据的读写情况,并在污点分析基础上提出了一种改进的内存信息获取技术,将程序对内存数据的读写情况记录成能够帮助漏洞利用生成的信息,并在Linux操作系统上实现了一个自动化漏洞利用系统(Exploiter),Exploiter针对目标程序以及使目标程序崩溃的异常输入,可输出一个在目标程序中打开的系统命令解析器。最后的实验结果验证了Exploiter的有效性和整体性能。     

一种面向语义分析的缓冲区溢出漏洞检测方法

缓冲区溢出引起的漏洞普遍又致命,成为了信息安全方面的重大话题.针对缓冲区溢出漏洞提出了一种面向语义分析的检测方法并加以实现.该检测方法是在原有的语法分析和词法分析的基础上,采用区间运算和改进的Wagner算法等方法,实现了语义分析更深层次上的检测.同已有的检测方法相比,该检测方法实现了对缓冲区溢出漏洞更准确的检测,具有较低的误报率和很好的运行性能.最后,设计并实现了一个原型检测系统,并通过实验证明了系统的有效性.     

应用UML2.0模型的测试用例生成方法

针对软件开发过程中测试自动化程度低的问题,在研究基于模型的测试用例生成技术的基础上,提出了一种基于UML2.0序列图与用例描述的测试用例生成方法.采用事件确定有限自动机来描述系统序列图,通过命题投影时序逻辑的模型检测技术,验证了自动机模型的正确性.使用自动机模型与用例描述来生成测试用例,该用例满足事件与全路径覆盖准则.通过对图书管理系统的分析表明,该方法不仅能够提高软件的测试效率,而且还确保了针对管理员的执行动作所产生的测试用例的正确性.     

无线局域网自适应安全管理框架及其应用

针对无线局域网易受攻击、入侵等诸多安全问题,提出一种分布式无线局域网(WLAN)安全管理框架(ASMF),并基于该框架实现了自适应的安全管理系统(ASMS).ASMF框架依据协议分析和测试理论,即:应用主动分析法,通过构造、执行攻击测试用例,与待测协议进行交互,模拟WLAN漏洞的攻击行为,分析WLAN的防御能力;应用被动分析技术,通过实时的网络报文分析、网络性能监测和自适应调整监测策略进行综合的WLAN安全分析和安全管理.与已有的安全系统相比,ASMF不仅能够被动地检测攻击,而且可以主动地探测未知漏洞与威胁,同时根据网络配置自适应调整防御策略,其良好的扩展性使得用户可针对新型攻击的测试、检测和自定制管理策略进行自由扩展.     

基于分隔符的跨站脚本攻击防御方法

通过分析跨站脚本攻击的特性, 提出一种基于分隔符的跨站脚本攻击防御方法, 该方法适用于UTF-8编码的Web应用程序。首先, 仅对可信数据中的分隔符进行积极污点标记; 然后, 利用字符UTF-8编码值的转换轻量级完成污点标记, 该污点信息可随着字符串操作直接传播到结果页面; 最后, 根据结果页面中分隔符的污点信息及页面上下文分析, 检查脚本执行节点的合法性和脚本内容的可靠性, 精确地检测并防御跨站脚本攻击。针对PHP平台实现了原型系统XSSCleaner。实验证明, XSSCleaner可轻量级地完成污点分析, 并且能够对跨站脚本攻击进行精确防御, 页面生成的时间开销平均为12.9%。     

一种面向源代码的整数溢出缺陷静态检测方法

受限于不完备的函数调用图分析和路径可达性分析,当前静态整数溢出检测工具存在较为严重的误报情况.为解决这一问题,以源代码中外部输入可控的整数溢出缺陷的自动挖掘为目标,给出一种综合调用图分析、静态污点分析和静态符号执行的检测方法.提出一种域敏感的流敏感指针分析方法构建目标程序调用图的"高估计",应用静态污点-sink传播分析确定潜在的外部输入可控的整数溢出缺陷程序点,最后应用静态符号执行技术通过判定缺陷约束的可满足性对误报情况进行约减.实验验证了方法在实际整数溢出缺陷检测和误报情况约减方面的应用有效性.     

基于污点信息的函数内存模糊测试技术研究

针对二进制程序文件处理漏洞的挖掘,目前业界主流自动化方案为基于文件变异的模糊测试,但该方法盲目性高、代码覆盖率低、效率低下。为研究具有高针对性的测试方法,该文讨论了一种新型的函数内存模糊测试技术。该技术利用动态污点分析的结果,获取目标程序中处理输入数据流的函数与指令。测试中基于二进制插桩,对上述函数构造循环执行结构,并针对内存中的污点数据进行变异。原型系统实验表明:该测试方法可有效用于栈溢出等漏洞类型的挖掘;相比传统模糊测试,消除了因数据盲目测试造成的执行路径中断瓶颈,且在执行效率上具有95%以上的提升。