[發(fā)明專利]構(gòu)建調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖及引導(dǎo)生成X.509證書變種方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010434699.8
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN113704078A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱佳宇;陳雨亭;沈備軍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種構(gòu)建調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖及引導(dǎo)生成X.509證書變種方法，通過構(gòu)建測試種子集并輸入目標(biāo)測試程序，得到動態(tài)執(zhí)行中的函數(shù)調(diào)用鏈信息并映射為調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖中的初始節(jié)點(diǎn)；循環(huán)對調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖中的取樣節(jié)點(diǎn)通過變種算子生成新的變種測試用例并根據(jù)變種測試用例對應(yīng)更新調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖，直至生成目標(biāo)數(shù)量的測試用例。本發(fā)明充分利用了測試用例集生成過程中的函數(shù)調(diào)用鏈信息，通過調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖有效快速的生成多樣化的測試用例，從而提升測試的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種軟件測試領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種通過收集程序動態(tài)執(zhí)行時的函數(shù)調(diào)用鏈以構(gòu)建調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖引導(dǎo)X.509證書自動生成變種技術(shù)，用來測試openssl等實(shí)現(xiàn)SSL/TLS安全協(xié)議軟件。

背景技術(shù)

模糊測試作為黑盒測試中的一種常用軟件測試方法，通過向測試程序中發(fā)送非預(yù)期的測試用例來觀查程序是否發(fā)生異常，從而找到潛在漏洞。一般有兩種生成方法：一種將已有的測試用例通過變種算子產(chǎn)生新的測試用例，所產(chǎn)生的新的測試用例稱之為變種，保留了原測試用例大部分的數(shù)據(jù)，僅部分?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)過變換和原先不同。變種算子可以是隨機(jī)置換，即隨機(jī)交換原測試用例中的部分?jǐn)?shù)據(jù)或根據(jù)具體應(yīng)用場景自定義，有目的性和引導(dǎo)性的增刪改替換原測試用例中的部分?jǐn)?shù)據(jù)。測試工具有proxyfuzz等；另一種根據(jù)目標(biāo)程序的測試覆蓋情況來調(diào)整生成新的測試用例，測試工具有AFL等。大部分模糊測試會采取兩種相結(jié)合的方法，以便應(yīng)用于復(fù)雜數(shù)據(jù)類型輸入的測試中，諸如X.509證書等。X.509證書作為SSL/TLS通信協(xié)議中用于加密驗(yàn)證的重要實(shí)體，其測試的重要性不言而喻。

Mucert作為針對X.509證書測試場景的工具，測試目標(biāo)待測軟件關(guān)于證書驗(yàn)證的功能，采用了覆蓋率引導(dǎo)的模糊測試方法，將現(xiàn)實(shí)中的X.509證書作為初始種子集，自定義37種變種算子以生成變種測試用例。在生成變種的過程中，使用測試用例在目標(biāo)待測程序中的累計(jì)覆蓋率信息概率性的接收或拒絕變種以提高目標(biāo)待測程序的累計(jì)覆蓋率。累計(jì)覆蓋率一般表示測試的充分性，即待測程序在執(zhí)行中語句函數(shù)等的覆蓋情況，但無法用來衡量測試集在目標(biāo)程序中執(zhí)行路徑的多樣性。若僅考慮測試用例集的充分性而不考慮其在目標(biāo)測試程序中的執(zhí)行路徑，則對于那些在測試程序中執(zhí)行路徑一致的測試用例，其測試效果是一致的，這將會導(dǎo)致測試用例冗余，多樣性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種構(gòu)建調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖及引導(dǎo)生成X.509證書變種方法，提取測試用例在目標(biāo)程序運(yùn)行時收集到的函數(shù)名稱，將函數(shù)名稱根據(jù)執(zhí)行時的先后順序形成一條鏈，即函數(shù)調(diào)用鏈，將測試用例集和對應(yīng)的函數(shù)調(diào)用鏈映射構(gòu)建成調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖，并使用調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖指導(dǎo)生成新的變種測試用例過程來實(shí)現(xiàn)測試用例的自動生成。本發(fā)明相比較mucert，充分利用了測試用例集生成過程中的函數(shù)調(diào)用鏈信息，通過調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖有效快速的生成多樣化的測試用例，從而提升測試的效率。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明通過構(gòu)建測試種子集并輸入目標(biāo)測試程序，得到動態(tài)執(zhí)行中的函數(shù)調(diào)用鏈信息并映射為調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖中的初始節(jié)點(diǎn)；循環(huán)對調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖中的取樣節(jié)點(diǎn)通過變種算子生成新的變種測試用例并根據(jù)變種測試用例對應(yīng)更新調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖，直至生成目標(biāo)數(shù)量的測試用例。

所述的映射是指：調(diào)用鏈轉(zhuǎn)換圖中的節(jié)點(diǎn)和測試用例對應(yīng)，圖的一個節(jié)點(diǎn)是一個測試用例集合，該測試用例集合中的任意一個測試用例在目標(biāo)測試程序上得到的函數(shù)調(diào)用鏈?zhǔn)且恢碌摹?/p>

所述的取樣是指：通過計(jì)算潛力值并挑選節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)中的測試用例以用于生成變種。

所述的變種是指：對一個現(xiàn)有的測試用例進(jìn)行修改生成一個新的測試用例，其實(shí)現(xiàn)方式視具體的測試場景而言，可自定義具體的變種方式也可對接已有的模糊測試工具如AFL對測試用例進(jìn)行修改而生成新的測試用例。在針對X.509證書測試的應(yīng)用場景中，變種算子可采用mucert工具中提供的變種方法。