[發明專利]高效的工控協議模糊測試方法

有效

• 申請號: 201810639958.3
• 申請日: 2018-06-21
• 公開（公告）號: CN108924102B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 丁旭陽;張小松;陳華超;葉習軍;謝盈
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;G06N3/12
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 李鵬

1.高效的工控協議模糊測試方法，其特征在于：

各個變量用符號的形式表示：

用v_i表示協議中第i個脆弱點，即可以進行變異且可能引發異常的字段；

用D_x表示協議中的脆弱點數；

用Msg表示協議報文實體，Msg＝{S,v₁,v₂,v₃…v_Dx}，其中S為協議中不可變異字段；

用Mut表示變異策略集，Mut＝{m₁,m₂,m₃…m_i}，其中m_i為一種變異策略；

包括以下步驟：

步驟一：分析協議格式，針對協議中的單個脆弱點采用變異策略集Mut中的策略進行變異，生成初代的單維畸形樣本集GDB＝{G₁₁,G₁₂,G₁₃…G_ij…G_xy},其中G_ij為第i個脆弱點采用第j種變異策略得到的畸形樣本；

步驟二：將初代的單維畸形樣本集GDB作為測試樣本集TDB發送到待測設備，并檢測設備異常記錄反饋信息；

步驟三：根據反饋信息，計算適應度函數：

適應度函數定義為

其中L為畸形樣本的維數，維數越高為遺傳變異生成的優良個體所以具有更高的適應度，初代畸形樣本維數為1；其中D_x為脆弱點數，脆弱點數越多就需要生成盡可能多維的畸形樣本；n_i為該樣本此輪測試引發的異常數，N_i為該樣本此輪測試的次數；t_i為該樣本測試總共引發的異常數，T_i為該樣本測試的總次數；

步驟四：基于輪盤賭策略選擇父代樣本集FDB，父代樣本個體被選中的概率與其適應度相關，如下：

步驟五：將父代樣本集FDB中的個體兩兩交叉變異生成新的子代樣本集SDB，將父代樣本集FDB和子代樣本集SDB一起作為新一輪測試的測試樣本集TDB；

步驟六：用新的測試樣本集TDB重復步驟二，直到維數達到飽和為止，即最新生成的多維樣本個體適應度不能達到要求。

2.根據權利要求1所述的高效的工控協議模糊測試方法，其特征在于，所述的脆弱點包括但不限于寄存器地址、功能碼、輸出地址。

3.根據權利要求1所述的高效的工控協議模糊測試方法，其特征在于，所述的變異策略包括但不限于整數溢出、位翻轉、設置特殊字符串、空字段。

4.根據權利要求1所述的高效的工控協議模糊測試方法，其特征在于，步驟三所述的計算適應度函數，基于以下原則：

原則(1)：某個異常樣本被選中的概率應該和該樣本引發的異常密度成正比，異常密度越高，適應度應該，被選中的概率更大；

原則(2)：為了保證種群的完整性，不能丟失低概率的個體，如果此輪測試沒有引發異常并不能認為引發異常的概率為0；

原則(3)：基于原則(2)，對于多組引發異常為均為0的樣本，規定適應度與測試次數成反比，即測試次數越少，適應度越高；

原則(4)：對于新生成的多維的子代異常樣本應該作為優良個體獲得較高的概率生存。