Semi-valid Fuzz Testing Case Generation for Stateful Network Protocol

Network protocols are divided into stateless and stateful.Stateful network protocols have complex communication interactions and state transitions.However,the existing network protocol fuzzing does not support state transitions very well.This paper focuses on this issue and proposes the Semi-valid Fuzzing for the Stateful Network Protocol(SFSNP).The SFSNP analyzes protocol interactions and builds an extended finite state machine with a path marker for the network protocol; then it obtains test sequences of the extended finite state machine,and further performs the mutation operation using the semi-valid algorithm for each state transition in the test sequences; finally,it obtains fuzzing sequences.Moreover,because different test sequences may have the same state transitions,the SFSNP uses the state transition marking algorithm to reduce redundant test cases.By using the stateful rule tree of the protocol,the SFSNP extracts the constraints in the protocol specifications to construct semi-valid fuzz testing cases within the sub-protocol domain,and finally forms fuzzing sequences.Experimental results indicate that the SFSNP is reasonably effective at reducing the quantity of generated test cases and improving the quality of fuzz testing cases.The SFSNP can reduce redundancy and shorten testing time.     

变异策略动态构建的模糊测试数据生成方法

模糊测试中随机变异生成的测试数据破坏了目标程序的输入规范,导致测试数据无法通过验证,造成代码覆盖率低.针对这一问题,提出了一种变异策略动态构建的模糊测试数据生成方法,该方法利用插桩执行的反馈信息动态构建控制变异策略和关键字变异策略,指导模糊器变异出高覆盖率的测试数据.实验结果表明,与随机变异相比,该方法平均使代码分支覆盖率提高了约40%;该方法能够有效提高模糊测试的效率,具有较强的实用价值.      

基于组件的软件系统的接口测试

软件测试在整个软件开发过程中占有非常重要的地位，现代软件系统越来越复杂，基于组件的软件工程方法为开发者提供了一个设计软件的方法。利用有限状态自动机可以描述组件各状态及状态间转换，程序执行状态图（PESC）及各种覆盖准则可用来描述程序执行状态及其变化，对于展开的状态图，由它来产生一棵测试树，该树包含了所有的测试路径。     

一种基于CPN的协议测试序列生成方法

针对状态空间规模较大的协议,提出了一种基于着色Petri网CPN(ｃolored ｐetri ｎet)、面向属性的协议一致性测试序列生成方法。 首先, 构建被测协议规范的CPN模型, 即协议模型, 并将被测协议的若干功能属性采用CPN进行形式描述, 形成属性模型。 提出了属性模型到协议模型的状态投影算法、模型状态空间的路径匹配算法和搜索算法, 基于这些算法给出了一种完整的基于属性的测试序列生成方法。 该方法不但可以有效避免协议规模庞大所导致的状态爆炸问题, 而且还对测试中的PCO库所进行了特殊标识, 完成测试序列中可观察元素的自动提取处理, 使得处理后的测试序列可直接用于协议实际测试过程。 为有效验证所提测试序列生成方法的可行性, 开发了一套实现该方法的软件, 并应用于HMIPv6协议的实际测试过程中。实践表明, 这套软件可以对较为复杂的协议一致性测试过程提供强有力的支持。     

一种综合数据流和控制流的协议测试集自动生成法

为了更高效地产生协议测试集 ,论文提出了一种基于外部行为描述模型、综合数据流和控制流测试的协议测试集自动生成方法及其实现。外部行为描述模型只对协议的外部行为进行描述 ,强调变迁之间的数据依赖性。该方法引入唯一输入 /输出序列算法和描述协议不确定性的适应性输入/输出树的概念 ,运用协议约束集控制协议空间搜索的复杂度。并采用测试集的验证技术分析测试集的覆盖能力。该方法已运用于 OSI协议和 TCP/ IP RFC协议的测试生成 ,大大提高了软件开发和协议实现的质量及进度。     

一种基于状态融合的协议状态机推断方法

针对现有协议状态机推断方法忽视协议系统输入输出报文之间的内在关系,导致自动化程度较低等问题,提出一种基于状态融合的协议状态机推断方法。首先采集会话样本,将会话过程的输入输出报文序列抽象为符号序列;然后采用扩展前缀树转换器(EPTT)构建初始状态机,通过各状态对相同输入符号序列的状态转换和输出响应评判其相似度,依据相似度的高低搜寻候选状态对并尝试对其融合,同时有针对性地构造测试用例以验证此次融合的正确性。上述流程反复执行,直到没有可融合的状态。结果表明,该方法自动化程度较高,推断出的结果与真实协议状态机高度吻合。     

文法推断网络协议状态机*

针对现有正则的正负推断(regular positive and negative inference,RPNI)算法的局限性,提出一种通过标记前缀树接受器中的状态,以差异化的状态标记方法防止状态的过度融合改进的算法——改进的RPNI算法(improved RPNI,IRPNI)。该算法从网络数据流量中导出协议规范,并将该规范表示为确定性有限自动机(definite finite automata,DFA)模型;根据网路协议特性,把启发式的差异化的状态标记算法嵌入该算法中,使得状态融合结果体现网络协议的结构特征。实验证明IRPNI算法更有助于推断出更一般化的网络协议状态机。     

基于形式活动图的协议一致性测试用例生成方法研究

在对协议的一致性进行测试的过程中,首先要设计并生成有效的测试用例,通过测试用例的自动生成可以大大提高设计和生成测试用例的效率.文章描述了一种形式活动图和扩展有限状态机,介绍了从形式活动图生成扩展有限状态机的算法以及从扩展有限状态机自动生成测试用例的算法.最后对算法进行了相关分析并给予一个实例进行说明.     

一种改进的转换可执行分析测试序列生成算法

为确保测试序列对控制流和数据流的覆盖,提出了一种对以扩展有限状态机(extended finitestate machine,EFSM)为模型描述的协议进行测试的方法.该方法在控制流部分采用惟一输入输出(unique input/output,UIO)序列,在数据流部分采用全定义-使用路径(all Def-use paths)标准,通过改进的转换可执行分析(transition executability analysis,TEA)方法,使用深度优先策略生成TEA树,同时得到可执行的EFSM控制流和数据流测试序列以及所有变量的定义-使用对(Def-use pairs).     

不同密级系统间基于BLP的访问控制机制

将传统的BLP (Bell-La Padula)模型扩展,提出了一种适用于网络访问控制的N-BLP模型,通过定义网络元素和构造新的状态转换规则,实现了主体间通信行为的控制,并采用有限状态机理论验证了N-BLP模型的安全性,同时,基于LSM (Linux Security Modules)架构和TCP/IP协议构造了一个符合N-BLP模型的网络访问控制系统原型.结果表明,该系统能够精确控制连接的建立和数据流的传输,保障了不同密级网络系统之间信息交换的安全性.     

一种基于元规则的自然语言生成规则解释技术

结合一个基于规则的日汉机器翻译系统,给出了自然语言生成规则的一种解释技术.该技术着眼于汉语生成规则语言的表达能力、自然性以及可扩充性,在实现中采用了基于元规则的方法,可以很方便地对规则语言进行扩充;另外,元规则的描述主要采用了自动机模型.所述的原则和技术也适用于一般的基于规则的自然语言处理系统.     

基于相关向量机的网络通信负载状态识别模型

为了改善网络通信负载状态识别效果,提出一种基于相关向量机的网络通信负载状态识别模型.首先提取影响网络通信质量的参数,分析它们与负载状态间的联系;然后将无线传感器网络吞吐率作为负载状态识别的标准,采用相关向量机构建网络通信负载状态的分类器,实现网络通信负载状态的识别;最后采用具体数据对网络通信负载状态识别性能进行测试.测试结果表明,相关向量机可准确识别网络通信负载状态,且网络通信负载状态识别正确率高于其他模型.     

Application of Finite State Machine Theory to the Simulation of Reversed Non-Linear Hysteretic Relationships

This paper presents the application of finite state machine (FSM) theory to the programming of nonlinear hysteretic model simulation for both known and newly created rules. The complicated reversed internal paths involved in the nonlinear relationship which not only depend on material properties, but also on load history, often confuse rule creators and scholars. In this paper, we first describe the development of past hysteretic models. Then we introduce the FSM theory conceptually, and explain how it is applied to reversed and diverse routes. Next, state definitions and procedures are explained with a specific data example using the bilinear model. Finally, the successful application to UC-win/FRAME (3D) is described and several characteristics are summarized. By using FSM’s states and the linkages to represent a hysteresis model, we can quickly realize the programming of the defined complex model rules, and the nonlinear modeling becomes more efficient and feasible.     

向量玻尔兹曼机

提出了一个用以处理人工神经网络多状态问题的向量玻尔兹曼机模型，由ｍ个二值状态有序的子神经元组成的向量神经元，可以用来描述一个单元上２＾ｍ个不同状态，研究了这一类向量二值网络的结构以及它类似于普通玻尔兹曼机的演化规则，结果表明，由子神经元组成的每个子网络都是通常的玻尔兹曼机，向量玻尔兹曼机是由这些子网络耦合而成的，这个模型不仅能够大大降低处理多状态问题时网络的规模，而且可以将普通玻尔兹曼机的渐近性质     

TGS 中的一种逻辑电路模型及预处理

讨论了逻辑电路测试生成系统（简称ＴＧＳ）中使用的一种模型数据及预处理方法．用简单的表格描述了电路的网络结构，给出了测试生成所需要的数据．并通过对数据进行预处理，加速了测试生成过程，提高了整个系统的效率     

基于一种扩展分层有限状态机模型的测试生成

为了解决分层有限状态机(HFSM)中数据和约束的问题,对扩展分层有限状态机(E-HFSM)给出了定义对其特征进行了分析,对基于其上的模型所面临的测试问题进行了讨论.考虑了在测试中遇到的控制流和数据流问题,针对其中一种模型(父子EHFSM间不存在数据依赖关系),结合现有的方法工具给出了一种一致性测试生成方法.     

SOAP有状态/无状态分析及有状态实现

SOAP (SimpleObjectAccessProtocol)是Web服务和信息网格的协议 ,有无状态是协议的一种重要特性 ,为了更好的使用SOAP ,本文比较了无状态 /有状态协议的优缺点 ,结论是无状态的SOAP具有收缩性 ,而有状态的SOAP适合事务处理 .本文还介绍了XMLforAnalysis有状态SOAP的实现 ,并给出有状态SOAP在APACHESOAP中的编程实现     

航天嵌入式软件运行时错误静态分析方法

提出一种基于属性模型的运行时错误静态分析方法.该方法将运行时的错误按照发生原因进行分类,提取每类错误的属性模式,对属性模式进行形式化建模形成属性有限状态机;并对程序流图中与属性相关的路径进行分析,对照属性有限状态机运用路径敏感和上下文敏感的方法分析运行时错误.实验结果显示,该方法与现有主流方法相比,在准确率和效率之间可取得良好平衡.      

一种基于SFDD的状态防火墙规则集比对方法

状态防火墙是一种新型防火墙,而传统防火墙决策图(FDD)构造算法并不适用于状态防火墙的规则集比对.本文在FDD基础上,提出一种状态防火墙决策图(SFDD)构造算法,将规则集转化成图形化的等价的SFDD,用于状态防火墙规则集比对.理论分析和仿真实验结果表明,利用SFDD构造算法进行比对,能有效检测出规则集之间的全部不同点;当状态防火墙的状态部分规则和无状态部分规则条目数量均达到3 000时,比对过程所耗费的平均时间不超过2s.     

基于决策树的协同网络入侵检测

由于不同网络协议有不同的属性值,不同的数据集可被用来检测网络入侵.该文提出了一种基于决策树的协同网络入侵检测模型,该模型是由多个代理组成,每个代理针对不同的网络数据协议类型(TCP/UDP/ICMP)分别履行检测,且它们又通过协同构成一个整体检测体系.最后用KDD CUP 99数据进行实验,验证了该方法检测入侵行为的有效性.