Google is committed to advancing racial equity for Black communities. See how.
Diese Seite wurde von der Cloud Translation API übersetzt.
Switch to English

Fuzzing mit libFuzzer

Fuzzing, das lediglich potenziell ungültige, unerwartete oder zufällige Daten als Eingabe für ein Programm bereitstellt, ist eine äußerst effektive Methode zum Auffinden von Fehlern in großen Softwaresystemen und ein wichtiger Teil des Softwareentwicklungslebenszyklus.

Das Build-System von Android unterstützt das Fuzzing durch die Aufnahme von libFuzzer aus dem Projekt des LLVM-Compiler-Infrastrukturprojekts. LibFuzzer ist mit der zu testenden Bibliothek verknüpft und verarbeitet alle Eingabeauswahl-, Mutations- und Absturzberichte, die während einer Fuzzing-Sitzung auftreten. Die Desinfektionsmittel von LLVM werden verwendet, um die Erkennung von Speicherbeschädigungen und die Codeabdeckung zu unterstützen.

Dieser Artikel enthält eine Einführung in libFuzzer unter Android und die Durchführung eines instrumentierten Builds. Es enthält auch Anweisungen zum Schreiben, Ausführen und Anpassen von Fuzzern.

Einrichten und erstellen

Um sicherzustellen , dass Sie ein Arbeits Bild auf einem Gerät ausgeführt wird , können Sie ein Download - Auslieferungs - Image und das Gerät blinken. Alternativ können Sie den AOSP-Quellcode herunterladen und dem folgenden Setup- und Build-Beispiel folgen.

Einrichtungsbeispiel

In diesem Beispiel wird davon aosp_taimen-userdebug dass das Zielgerät ein Pixel ( taimen ) ist und bereits für das USB-Debugging vorbereitet ist ( aosp_taimen-userdebug ). Sie können andere Pixel-Binärdateien von den Treiber- Binärdateien herunterladen.

mkdir ~/bin
export PATH=~/bin:$PATH
curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo
chmod a+x ~/bin/repo
repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b master
repo sync -c -j8
wget https://dl.google.com/dl/android/aosp/google_devices-taimen-qq1a.191205.008-f4537f93.tgz
tar xvf google_devices-taimen-qq1a.191205.008-f4537f93.tgz
./extract-google_devices-taimen.sh
wget https://dl.google.com/dl/android/aosp/qcom-taimen-qq1a.191205.008-760afa6e.tgz
tar xvf qcom-taimen-qq1a.191205.008-760afa6e.tgz
./extract-qcom-taimen.sh
. build/envsetup.sh
lunch aosp_taimen-userdebug

Beispiel erstellen

Der erste Schritt zum Ausführen von Fuzz-Zielen besteht darin, ein neues System-Image zu erhalten. Wir empfehlen, mindestens die neueste Entwicklungsversion von Android zu verwenden.

  1. Führen Sie den ersten Build durch, indem Sie Folgendes ausgeben:
    m
  2. Starten Sie Ihr Gerät im Fastboot-Modus mit der entsprechenden Tastenkombination, damit Sie Ihr Gerät flashen können.
  3. Entsperren Sie den Bootloader und flashen Sie das neu kompilierte Image mit den folgenden Befehlen.
    fastboot oem unlock
    fastboot flashall
    

Das Zielgerät sollte jetzt für libFuzzer-Fuzzing bereit sein.

Schreiben Sie einen Fuzzer

Verwenden Sie den folgenden anfälligen Code als Testfall, um das Schreiben eines End-to-End-Fuzzers mit libFuzzer in Android zu veranschaulichen. Dies hilft, den Fuzzer zu testen, sicherzustellen, dass alles richtig funktioniert, und zu veranschaulichen, wie Absturzdaten aussehen.

Hier ist die Testfunktion.

#include <stdint.h>
#include <stddef.h>
bool FuzzMe(const char *Data, size_t DataSize) {
    return DataSize >= 3  &&
           Data[0] == 'F' &&
           Data[1] == 'U' &&
           Data[2] == 'Z' &&
           Data[3] == 'Z';  // ← Out of bounds access
}

So erstellen und führen Sie diesen Testfuzzer aus:

  1. Ein Fuzz-Ziel besteht aus zwei Dateien: einer Build-Datei und dem Quellcode des Fuzz-Ziels. Erstellen Sie Ihre Dateien an einem Ort neben der Bibliothek, die Sie fuzzeln. Geben Sie dem Fuzzer einen Namen, der beschreibt, was der Fuzzer tut.
  2. Schreiben Sie ein Fuzz-Ziel mit libFuzzer. Das Fuzz-Ziel ist eine Funktion, die einen Datenblock einer bestimmten Größe aufnimmt und an die zu fuzzelnde Funktion weitergibt. Hier ist ein grundlegender Fuzzer für die anfällige Testfunktion:
    #include <stddef.h>
    #include <stdint.h>
    
    extern "C" int LLVMFuzzerTestOneInput(const char *data, size_t size) {
      // ...
      // Use the data to call the library you are fuzzing.
      // ...
      return FuzzMe(data, size);
    }
    
  3. Weisen Sie das Build-System von Android an, die Fuzzer-Binärdatei zu erstellen. Android.bp Sie diesen Code zur Datei Android.bp hinzu, um den Fuzzer zu Android.bp :
    cc_fuzz {
      name: "fuzz_me_fuzzer",
      srcs: [
        "fuzz_me_fuzzer.cpp",
      ],
      // If the fuzzer has a dependent library, uncomment the following section and
      // include it.
      // static_libs: [
      //   "libfoo", // Dependent library
      // ],
      //
      // The advanced features below allow you to package your corpus and
      // dictionary files during building. You can find more information about
      // these features at:
      //  - Corpus: https://llvm.org/docs/LibFuzzer.html#corpus
      //  - Dictionaries: https://llvm.org/docs/LibFuzzer.html#dictionaries
      // These features are not required for fuzzing, but are highly recommended
      // to gain extra coverage.
      // To include a corpus folder, uncomment the following line.
      // corpus: ["corpus/*"],
      // To include a dictionary, uncomment the following line.
      // dictionary: "fuzz_me_fuzzer.dict",
    }
    
  4. So stellen Sie den Fuzzer für die Ausführung auf dem Ziel (Gerät) her:
    SANITIZE_TARGET=hwaddress m fuzz_me_fuzzer
    
  5. So erstellen Sie den Fuzzer für die Ausführung auf dem Host:
    SANITIZE_HOST=address m fuzz_me_fuzzer
    

Definieren Sie der Einfachheit halber einige Shell-Variablen, die den Pfad zu Ihrem Fuzz-Ziel und den Namen der Binärdatei enthalten (aus der zuvor geschriebenen Build-Datei).

export FUZZER_NAME=your_fuzz_target

Nachdem Sie diese Schritte ausgeführt haben, sollten Sie einen eingebauten Fuzzer haben. Der Standardspeicherort für den Fuzzer (in diesem Beispiel Pixel Build) ist:

  • $ ANDROID_PRODUCT_OUT / data / fuzz / $ TARGET_ARCH / $ FUZZER_NAME / $ FUZZER_NAME für Gerät.
  • $ ANDROID_HOST_OUT / fuzz / $ TARGET_ARCH / $ FUZZER_NAME / $ FUZZER_NAME für Host.
  • Führen Sie Ihren Fuzzer auf dem Host aus

  • Fügen Sie Ihrer Android.bp-Build-Datei Folgendes hinzu:
    host_supported: true,
    Beachten Sie, dass dies nur angewendet werden kann, wenn die Bibliothek, die Sie fuzzeln möchten, vom Host unterstützt wird.
  • Führen Sie den Fuzzer auf dem Host aus, indem Sie einfach die erstellte Fuzzer-Binärdatei
    $ANDROID_HOST_OUT/fuzz/x86_64/$FUZZER_NAME/$FUZZER_NAME
    ausführen
  • Lassen Sie Ihren Fuzzer auf dem Gerät laufen

    Wir möchten dies mit adb auf Ihr Gerät kopieren.

    1. Führen Sie die folgenden Befehle aus, um diese Dateien in ein Verzeichnis auf dem Gerät hochzuladen:
      adb root
      adb sync data
       
    2. Führen Sie den Testfuzzer mit dem folgenden Befehl auf dem Gerät aus:
      adb shell /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/$FUZZER_NAME/$FUZZER_NAME \
        /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/$FUZZER_NAME/corpus

    Dies führt zu einer Ausgabe ähnlich der folgenden Beispielausgabe.

    INFO: Seed: 913963180
    INFO: Loaded 2 modules   (16039 inline 8-bit counters): 16033 [0x7041769b88, 0x704176da29), 6 [0x60e00f4df0, 0x60e00f4df6),
    INFO: Loaded 2 PC tables (16039 PCs): 16033 [0x704176da30,0x70417ac440), 6 [0x60e00f4df8,0x60e00f4e58),
    INFO: -max_len is not provided; libFuzzer will not generate inputs larger than 4096 bytes
    INFO: A corpus is not provided, starting from an empty corpus
    #2	INITED cov: 5 ft: 5 corp: 1/1b exec/s: 0 rss: 24Mb
    #10	NEW    cov: 6 ft: 6 corp: 2/4b lim: 4 exec/s: 0 rss: 24Mb L: 3/3 MS: 3 CopyPart-ChangeByte-InsertByte-
    #712	NEW    cov: 7 ft: 7 corp: 3/9b lim: 8 exec/s: 0 rss: 24Mb L: 5/5 MS: 2 InsertByte-InsertByte-
    #744	REDUCE cov: 7 ft: 7 corp: 3/7b lim: 8 exec/s: 0 rss: 25Mb L: 3/3 MS: 2 ShuffleBytes-EraseBytes-
    #990	REDUCE cov: 8 ft: 8 corp: 4/10b lim: 8 exec/s: 0 rss: 25Mb L: 3/3 MS: 1 ChangeByte-
    ==18631==ERROR: HWAddressSanitizer: tag-mismatch on address 0x0041e00b4183 at pc 0x0060e00c5144
    READ of size 1 at 0x0041e00b4183 tags: f8/03 (ptr/mem) in thread T0
        #0 0x60e00c5140  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0xf140)
        #1 0x60e00ca130  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x14130)
        #2 0x60e00c9b8c  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x13b8c)
        #3 0x60e00cb188  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x15188)
        #4 0x60e00cbdec  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x15dec)
        #5 0x60e00d8fbc  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x22fbc)
        #6 0x60e00f0a98  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x3aa98)
        #7 0x7041b75d34  (/data/fuzz/arm64/lib/libc.so+0xa9d34)
    
    [0x0041e00b4180,0x0041e00b41a0) is a small allocated heap chunk; size: 32 offset: 3
    0x0041e00b4183 is located 0 bytes to the right of 3-byte region [0x0041e00b4180,0x0041e00b4183)
    allocated here:
        #0 0x70418392bc  (/data/fuzz/arm64/lib/libclang_rt.hwasan-aarch64-android.so+0x212bc)
        #1 0x60e00ca040  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x14040)
        #2 0x60e00c9b8c  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x13b8c)
        #3 0x60e00cb188  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x15188)
        #4 0x60e00cbdec  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x15dec)
        #5 0x60e00d8fbc  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x22fbc)
        #6 0x60e00f0a98  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x3aa98)
        #7 0x7041b75d34  (/data/fuzz/arm64/lib/libc.so+0xa9d34)
        #8 0x60e00c504c  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0xf04c)
        #9 0x70431aa9c4  (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x519c4)
    
    Thread: T1 0x006700006000 stack: [0x007040c55000,0x007040d4ecc0) sz: 1023168 tls: [0x000000000000,0x000000000000)
    Thread: T0 0x006700002000 stack: [0x007fe51f3000,0x007fe59f3000) sz: 8388608 tls: [0x000000000000,0x000000000000)
    Memory tags around the buggy address (one tag corresponds to 16 bytes):
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       08  00  cf  08  dc  08  cd  08  b9  08  1a  1a  0b  00  04  3f
    => 27  00  08  00  bd  bd  2d  07 [03] 73  66  66  27  27  20  f6 <=
       5b  5b  87  87  03  00  01  00  4f  04  24  24  03  39  2c  2c
       05  00  04  00  be  be  85  85  04  00  4a  4a  05  05  5f  5f
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
       00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00  00
    Tags for short granules around the buggy address (one tag corresponds to 16 bytes):
       04  ..  ..  cf  ..  dc  ..  cd  ..  b9  ..  ..  3f  ..  57  ..
    => ..  ..  21  ..  ..  ..  ..  2d [f8] ..  ..  ..  ..  ..  ..  .. <=
       ..  ..  ..  ..  9c  ..  e2  ..  ..  4f  ..  ..  99  ..  ..  ..
    See https://clang.llvm.org/docs/HardwareAssistedAddressSanitizerDesign.html#short-granules for a description of short granule tags
    Registers where the failure occurred (pc 0x0060e00c5144):
        x0  f8000041e00b4183  x1  000000000000005a  x2  0000000000000006  x3  000000704176d9c0
        x4  00000060e00f4df6  x5  0000000000000004  x6  0000000000000046  x7  000000000000005a
        x8  00000060e00f4df0  x9  0000006800000000  x10 0000000000000001  x11 00000060e0126a00
        x12 0000000000000001  x13 0000000000000231  x14 0000000000000000  x15 000e81434c909ede
        x16 0000007041838b14  x17 0000000000000003  x18 0000007042b80000  x19 f8000041e00b4180
        x20 0000006800000000  x21 000000000000005a  x22 24000056e00b4000  x23 00000060e00f5200
        x24 00000060e0128c88  x25 00000060e0128c20  x26 00000060e0128000  x27 00000060e0128000
        x28 0000007fe59f16e0  x29 0000007fe59f1400  x30 00000060e00c5144
    SUMMARY: HWAddressSanitizer: tag-mismatch (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0xf140)
    MS: 1 ChangeByte-; base unit: e09f9c158989c56012ccd88111b82f778a816eae
    0x46,0x55,0x5a,
    FUZ
    artifact_prefix='./'; Test unit written to ./crash-0eb8e4ed029b774d80f2b66408203801cb982a60
    Base64: RlVa
    

    In der Beispielausgabe wurde der Absturz durch fuzz_me_fuzzer.cpp in Zeile 10 verursacht:

          Data[3] == 'Z';  // :(
    

    Dies ist ein unkompliziertes Lesen außerhalb der Grenzen, wenn Daten die Länge 3 haben.

    Nachdem Sie Ihren Fuzzer ausgeführt haben, führt die Ausgabe häufig zu einem Absturz, und die fehlerhafte Eingabe wird im Korpus gespeichert und mit einer ID versehen. In der Beispielausgabe ist dies crash-0eb8e4ed029b774d80f2b66408203801cb982a60 .

    Geben Sie diesen Befehl unter Angabe Ihrer Absturz-ID ein, um Absturzinformationen beim Fuzzing auf dem Gerät abzurufen:

    adb pull /data/fuzz/arm64/fuzz_me_fuzzer/corpus/CRASH_ID
    Beachten Sie, dass Sie zum Speichern von Testfällen im richtigen Verzeichnis den Korpusordner (wie im obigen Beispiel) oder das Argument artefaktpräfix (z. B. `-artifact_prefix = / data / fuzz / where / my / crashes / go) verwenden können `).

    Beim Fuzzing auf dem Host werden Absturzinformationen im Absturzordner des lokalen Ordners angezeigt, in dem der Fuzzer ausgeführt wird.

    Weitere Informationen zu libFuzzer finden Sie in der Upstream-Dokumentation .