[發明專利]一種物聯固件漏洞的檢測方法、系統、設備及介質

在審

• 申請號: 202211520532.9
• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115758385A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 安春燕;張東磊;朱雪瓊;陸陽;白巍;翟迪;胡成博;路永玲;劉書岑
• 申請（專利權）人: 國網智能電網研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F21/57
• 分類號: G06F21/57;G06N3/0442;G06N3/08;G16Y30/10
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜玉

本發明公開了一種物聯固件漏洞的檢測方法、系統、設備及介質，利用中間表示消除由編譯選項造成的語法差異性，通過自然語言處理模型將函數中的基本塊信息映射到語義空間，有效解決跨平臺的問題，并且避免人為偏見，在圖注意力機制下，關注相鄰節點的影響力，融入圖結構信息；構建出的函數特征具有多層次且豐富的語義信息，能夠準確且快速地進行相似度計算，進而高效地判斷待檢測固件中是否出現漏洞。

技術領域

本發明涉及信息安全技術領域，具體涉及一種物聯固件漏洞的檢測方法、系統、設備及介質。

背景技術

21世紀以來，隨著物聯網技術的廣泛應用，物聯網產品層出不窮，多種多樣，隨處可見，例如手機、智能音箱、智能攝像頭、家用路由器等都是常用的物聯網設備。越來越多的物聯網產品被投入到生活中使用，安全隱患問題日益突出。固件是指寫入到存儲設備中的電可擦除只讀存儲器EEPROM或FLASH芯片中的可執行程序，通俗的理解就是固件是物聯網設備的“驅動程序”，是工作在最底層的，固化在硬件上的軟件，因此固件也就決定著物聯網設備的功能和性能。由于固件經常被暴露出各種安全漏洞，引發安全事件，因此固件漏洞檢測技術已經成為安全研究人員分析物聯網設備安全性能的主要方向之一。

物聯網設備的制造過程研產分離，導致不同固件可能包含相同的第三方組件，進而導致相同設備不同版本甚至不同設備的固件中包含大量相同的已知漏洞。由于物聯網設備屬于商業產品，廠家往往不會公開設備源代碼，不同廠家編譯源碼所選擇的指令集架構、編譯器以及優化選項也不盡相同，最終廠家將編譯的二進制文件發布在官網或第三方平臺上，導致安全分析人員難以獲取源代碼，只能從二進制代碼入手。固件同源性漏洞檢測是指利用已知漏洞檢測其他固件中可能存在的同源漏洞。目前根據已知漏洞進行固件漏洞檢測技術分為兩種：一種是基于二進制文件層面的，通過兩個二進制的特征來判斷同源性。另一種是基于函數層面的，通過兩個函數的特征來判斷同源性。

但是，現有方法主要存在如下三個問題：(1)如何解決多種編譯選項導致反匯編語言差異性較大的問題；(2)怎么在構建程序特征過程中消除人為偏差，提取指令級別的語義特征并增強與上下文語義信息的關聯；(3)如何在圖嵌入過程中，注意周圍節點的影響，融合基本塊特征向量和圖結構信息。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術多種編譯選項導致反匯編語言差異性較大的缺陷，從而提供一種物聯固件漏洞的檢測方法、系統、設備及介質。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

第一方面，本發明實施例提供一種物聯固件漏洞的檢測方法，包括：構建函數控制流圖，并將函數控制流圖基本塊轉換為中間表示，根據中間表示得到每個基本塊的中間表示指令；利用自然語言處理模型和長短記憶網絡對每個基本塊的中間表示指令進行處理，得到屬性控制流圖；利用基于圖注意力機制和圖形表征學習算法的神經網絡，將屬性控制流圖映射至固定維度的數值特征向量，得到固件的圖嵌入向量；計算固件的圖嵌入向量與漏洞片段的嵌入向量的相似度，當相似度超過預設閾值時，判定固件出現漏洞。

在一實施例中，構建待檢測固件的函數控制流圖，包括：獲取漏洞片段及待檢測固件；利用二進制框架構建待檢測固件的函數控制流圖。

在一實施例中，將函數控制流圖中的基本塊轉換為中間表示，包括：以預設標記符及地址名作為分割符，將基本塊中的指令轉換為一條或者多條中間表示指令。

在一實施例中，物聯固件漏洞的檢測方法還包括：根據中間表示包含的數據類型，對中間表示指令進行清洗；其中，刪除中間表示中的運算符及注釋性語言，并使用空格作為分割符；將中間表示中的低頻詞抽象為對應的標簽。

在一實施例中，利用自然語言處理模型和長短記憶網絡對每個基本塊的中間表示指令進行處理，得到屬性控制流圖，包括：利用自然語言處理模型和長短記憶網絡對每個基本塊的中間表示指令進行特征提取，得到基本塊特征向量；利用基本塊特征向量代替控制流圖中對應的基本塊中原有的指令，將基本塊的特征向量作為節點特征，構成屬性控制流圖。