Google cam kết thúc đẩy công bằng chủng tộc cho Cộng đồng người da đen. Xem cách thực hiện.

Fuzzing với libFuzzer

Fuzzing, chỉ đơn giản là cung cấp dữ liệu có khả năng không hợp lệ, không mong đợi hoặc ngẫu nhiên làm đầu vào cho một chương trình, là một cách cực kỳ hiệu quả để tìm lỗi trong các hệ thống phần mềm lớn và là một phần quan trọng của vòng đời phát triển phần mềm.

Hệ thống xây dựng của Android hỗ trợ fuzzing thông qua việc bao gồm libFuzzer từ dự án cơ sở hạ tầng trình biên dịch LLVM. LibFuzzer được liên kết với thư viện đang được kiểm tra và xử lý tất cả các lựa chọn đầu vào, đột biến và báo cáo sự cố xảy ra trong một phiên mờ. Chất khử trùng của LLVM được sử dụng để hỗ trợ phát hiện hỏng bộ nhớ và đo lường vùng phủ mã.

Bài viết này cung cấp giới thiệu về libFuzzer trên Android và cách thực hiện một bản dựng công cụ. Nó cũng bao gồm các hướng dẫn để viết, chạy và tùy chỉnh các bộ làm mờ.

Thiết lập và xây dựng

Để đảm bảo bạn có hình ảnh đang hoạt động trên thiết bị, bạn có thể tải xuống hình ảnh xuất xưởng và flash thiết bị. Ngoài ra, bạn có thể tải xuống mã nguồn AOSP và làm theo ví dụ thiết lập và xây dựng bên dưới.

Thiết lập ví dụ

Ví dụ này giả định thiết bị đích là Pixel ( taimen ) và đã được chuẩn bị để gỡ lỗi USB ( aosp_taimen-userdebug ). Bạn có thể tải xuống các tệp nhị phân Pixel khác từ Trình điều khiển Binaries .

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

Xây dựng ví dụ

Bước đầu tiên của việc chạy các mục tiêu lông tơ là để có được một hình ảnh hệ thống mới. Chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng phiên bản phát triển mới nhất của Android.

  1. Thực hiện xây dựng ban đầu bằng cách phát hành:
    m
  2. Để cho phép bạn flash thiết bị của mình, hãy khởi động thiết bị của bạn vào chế độ fastboot bằng cách sử dụng tổ hợp phím thích hợp .
  3. Mở khóa bộ nạp khởi động và flash ảnh mới được biên dịch bằng các lệnh sau.
    fastboot oem unlock
    fastboot flashall
    

Thiết bị mục tiêu bây giờ đã sẵn sàng để làm mờ libFuzzer.

Viết một cái mờ

Để minh họa việc viết một bộ làm mờ end-to-end bằng libFuzzer trong Android, hãy sử dụng đoạn mã dễ bị tấn công sau đây làm trường hợp thử nghiệm. Điều này giúp kiểm tra bộ làm mờ, đảm bảo mọi thứ hoạt động chính xác và minh họa dữ liệu sự cố trông như thế nào.

Đây là chức năng kiểm tra.

#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
}

Để xây dựng và chạy fuzzer thử nghiệm này:

  1. Mục tiêu fuzz bao gồm hai tệp: tệp xây dựng và mã nguồn mục tiêu fuzz. Tạo tệp của bạn ở một vị trí bên cạnh thư viện mà bạn đang xem. Đặt tên cho bộ lông tơ mô tả chức năng của bộ lông tơ.
  2. Viết mục tiêu lông tơ bằng cách sử dụng libFuzzer. Mục tiêu làm mờ là một hàm lấy một khối dữ liệu có kích thước xác định và chuyển nó đến hàm cần làm mờ. Đây là một bộ mờ cơ bản cho chức năng kiểm tra dễ bị tấn công:
    #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. Yêu cầu hệ thống xây dựng của Android tạo nhị phân fuzzer. Để xây dựng bộ làm mờ, hãy thêm mã này vào tệp 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. Để làm cho bộ mờ để chạy trên mục tiêu (Thiết bị):
    SANITIZE_TARGET=hwaddress m fuzz_me_fuzzer
    
  5. Để làm lông tơ chạy trên host:
    SANITIZE_HOST=address m fuzz_me_fuzzer
    

Để thuận tiện, hãy xác định một số biến shell chứa đường dẫn đến mục tiêu fuzz của bạn và tên của tệp nhị phân (từ tệp xây dựng bạn đã viết trước đó).

export FUZZER_NAME=your_fuzz_target

Sau khi làm theo các bước này, bạn sẽ có một bộ làm mờ được xây dựng. Vị trí mặc định cho bộ làm mờ (ví dụ như bản dựng Pixel) là:

  • $ ANDROID_PRODUCT_OUT / data / fuzz / $ TARGET_ARCH / $ FUZZER_NAME / $ FUZZER_NAME cho thiết bị.
  • $ ANDROID_HOST_OUT / fuzz / $ TARGET_ARCH / $ FUZZER_NAME / $ FUZZER_NAME cho máy chủ.
  • Chạy fuzzer của bạn trên máy chủ

  • Thêm vào tệp xây dựng Android.bp của bạn:
    host_supported: true,
    Lưu ý rằng điều này chỉ có thể được áp dụng nếu thư viện bạn muốn làm mờ được máy chủ hỗ trợ.
  • Chạy bộ làm mờ trên máy chủ bằng cách chạy nhị phân bộ làm mờ được xây dựng:
    $ANDROID_HOST_OUT/fuzz/x86_64/$FUZZER_NAME/$FUZZER_NAME
  • Chạy bộ làm mờ của bạn trên thiết bị

    Chúng tôi muốn sao chép nó vào thiết bị của bạn bằng cách sử dụng adb .

    1. Để tải các tệp này lên một thư mục trên thiết bị, hãy chạy các lệnh sau:
      adb root
      adb sync data
       
    2. Chạy kiểm tra fuzzer trên thiết bị bằng lệnh này:
      adb shell /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/$FUZZER_NAME/$FUZZER_NAME \
        /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/$FUZZER_NAME/corpus

    Điều này dẫn đến kết quả đầu ra tương tự như đầu ra ví dụ bên dưới.

    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
    

    Trong đầu ra ví dụ, sự cố do fuzz_me_fuzzer.cpp ở dòng 10:

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

    Đây là cách đọc ngoài giới hạn đơn giản nếu Dữ liệu có độ dài 3.

    Sau khi bạn chạy bộ làm mờ của mình, đầu ra thường dẫn đến sự cố và đầu vào vi phạm được lưu trong kho tài liệu và được cung cấp một ID. Trong đầu ra ví dụ, đây là crash-0eb8e4ed029b774d80f2b66408203801cb982a60 .

    Để truy xuất thông tin sự cố khi chạy mờ trên thiết bị, hãy đưa ra lệnh này, chỉ định ID sự cố của bạn:

    adb pull /data/fuzz/arm64/fuzz_me_fuzzer/corpus/CRASH_ID
    Lưu ý rằng để lưu các hộp kiểm thử vào đúng thư mục, bạn có thể sử dụng thư mục kho tài liệu (như trong ví dụ trên) hoặc sử dụng đối số Artifact_prefix (ví dụ: -artifact_prefix = / data / fuzz / where / my / crash / go `).

    Khi làm mờ trên máy chủ, thông tin sự cố xuất hiện trong thư mục sự cố trong thư mục cục bộ nơi trình làm mờ đang chạy.

    Để biết thêm thông tin về libFuzzer, hãy xem tài liệu hướng dẫn .