Fuzzing ซึ่งเพียงแค่ให้ข้อมูลที่อาจไม่ถูกต้อง ที่ไม่คาดคิด หรือแบบสุ่ม เป็นข้อมูลป้อนเข้าโปรแกรม เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการค้นหาข้อบกพร่องใน ระบบซอฟต์แวร์ขนาดใหญ่ และเป็นส่วนสำคัญของการพัฒนาซอฟต์แวร์ วงจรชีวิตของคุณ
ระบบบิลด์ของ Android รองรับการกระจายข้อมูลผ่านการรวม libFuzzer จาก โครงการโครงสร้างพื้นฐานของคอมไพเลอร์ LLVM LibFuzzer ลิงก์กับไลบรารีภายใต้การทดสอบและจัดการอินพุตทั้งหมด การรายงาน การกลายพันธุ์ และการรายงานข้อขัดข้องที่เกิดขึ้นระหว่างเซสชันที่ยุ่งเหยิง มีการใช้ตัวล้างทำความสะอาดของ LLVM เพื่อช่วยในการตรวจหาและโค้ดความเสียหายของหน่วยความจำ เมตริกการครอบคลุม
บทความนี้ให้ข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับ libFuzzer บน Android และวิธีดำเนินการ งานสร้างที่มีเครื่องดนตรี และยังมีวิธีการเขียน เรียกใช้ และ ปรับแต่ง Fazzers
ตั้งค่าและสร้าง
เพื่อให้แน่ใจว่าคุณมีรูปภาพที่ใช้งานได้บนอุปกรณ์ ให้ดาวน์โหลด โรงงาน ภาพและแฟลชอุปกรณ์ หรือดาวน์โหลดแหล่งที่มา AOSP ก็ได้ แล้วทำตามการตั้งค่าและตัวอย่างบิลด์ด้านล่าง
ตัวอย่างการตั้งค่า
ตัวอย่างนี้สมมติว่าอุปกรณ์เป้าหมายเป็น Pixel (taimen) และ
เตรียมพร้อมสำหรับการแก้ไขข้อบกพร่อง USB แล้ว (aosp_taimen-userdebug) คุณ
จะดาวน์โหลดไบนารีของ Pixel อื่นๆ ได้จากไดรเวอร์ Binaries
mkdir ~/binexport PATH=~/bin:$PATHcurl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repochmod a+x ~/bin/reporepo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b mainrepo sync -c -j8wget https://dl.google.com/dl/android/aosp/google_devices-taimen-qq1a.191205.008-f4537f93.tgztar xvf google_devices-taimen-qq1a.191205.008-f4537f93.tgz./extract-google_devices-taimen.shwget https://dl.google.com/dl/android/aosp/qcom-taimen-qq1a.191205.008-760afa6e.tgztar xvf qcom-taimen-qq1a.191205.008-760afa6e.tgz./extract-qcom-taimen.sh. build/envsetup.shlunch aosp_taimen-userdebug
ตัวอย่างบิลด์
ขั้นตอนแรกของการเรียกใช้เป้าหมาย Fuzz คือการสร้างอิมเมจระบบใหม่ พ แนะนำให้ใช้ Android เวอร์ชันการพัฒนาล่าสุดเป็นอย่างน้อย
- สร้างบิลด์เริ่มต้นโดยการออกสิ่งต่อไปนี้
m
- หากต้องการให้คุณแฟลชอุปกรณ์ได้ ให้บูตอุปกรณ์เข้าสู่ Fastboot Mode โดยใช้ ที่เหมาะสม ชุดแป้น
- ปลดล็อก Bootloader และแฟลชอิมเมจที่คอมไพล์ใหม่ด้วยข้อมูลต่อไปนี้
คำสั่ง
fastboot oem unlockfastboot flashall
ขณะนี้อุปกรณ์เป้าหมายควรพร้อมสำหรับการตรวจจับของ libFuzzer
เขียน Fuzzer
หากต้องการแสดงภาพของการเขียน Fuzzer จากต้นทางถึงปลายทางโดยใช้ libFuzzer ใน Android ให้ใช้ ต่อโค้ดที่มีช่องโหว่เพื่อเป็นกรณีทดสอบ ซึ่งจะช่วยในการทดสอบ ทุกอย่างทำงานได้อย่างถูกต้อง และแสดงให้เห็นว่าข้อมูลข้อขัดข้องเป็นอย่างไร
มาดูฟังก์ชันทดสอบกัน
#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
}
วิธีสร้างและเรียกใช้เครื่องมือเชื่อมต่อการทดสอบนี้
- เป้าหมาย Fuzz ประกอบด้วยไฟล์ 2 ไฟล์ ได้แก่ ไฟล์บิลด์และซอร์สโค้ดของเป้าหมาย Fuzz สร้างไฟล์ของคุณในตำแหน่งถัดจากไลบรารีที่คุณเบลอ ให้สายหมอก ที่อธิบายสิ่งที่ fuzzer ทำ
- เขียนเป้าหมาย Fuzz โดยใช้ libFuzzer เป้าหมาย Fuzz คือฟังก์ชันที่
นำ BLOB ของข้อมูลขนาดที่ระบุและส่งไปยังฟังก์ชันเพื่อที่จะ
เบลอๆ ต่อไปนี้คือตัวแปรพื้นฐานสำหรับฟังก์ชันทดสอบที่มีช่องโหว่
#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); } - บอกระบบบิลด์ของ Android ให้สร้างไบนารีของ Fuzzer
หากต้องการสร้าง Fuzzer ให้เพิ่มโค้ดนี้ลงในไฟล์
Android.bp: วันที่cc_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", } - วิธีทำให้ Fuzzer ทำงานตามเป้าหมาย (อุปกรณ์)
SANITIZE_TARGET=hwaddress m fuzz_me_fuzzer
- วิธีการทำให้ Fuzzer ทำงานบนโฮสต์
SANITIZE_HOST=address m fuzz_me_fuzzer
เพื่อความสะดวก ให้กำหนดตัวแปร Shell ที่มีเส้นทางไปยัง Fuzz ของคุณ และชื่อของไบนารี (จากไฟล์บิลด์ที่คุณเขียนไว้ก่อนหน้านี้)
export FUZZER_NAME=your_fuzz_target
หลังจากทำตามขั้นตอนเหล่านี้ คุณควรมี Fuzzer ในตัว ค่าเริ่มต้น ตําแหน่งของกระบวนการดังกล่าว (สําหรับตัวอย่างบิลด์ของ Pixel) คือ
เรียกใช้ Fuzzer บนโฮสต์
host_supported: true,โปรดทราบว่าวิธีนี้จะใช้ได้เฉพาะเมื่อไลบรารีที่คุณต้องการ Fuzz เป็นโฮสต์ ที่รองรับ
$ANDROID_HOST_OUT/fuzz/x86_64/$FUZZER_NAME/$FUZZER_NAME
เรียกใช้ Fuzzer บนอุปกรณ์
เราต้องการคัดลอกข้อมูลนี้ไปยังอุปกรณ์ของคุณโดยใช้ adb
- หากต้องการอัปโหลดไฟล์เหล่านี้ไปยังไดเรกทอรีในอุปกรณ์ ให้เรียกใช้คำสั่งเหล่านี้
คำสั่ง:
adb rootadb sync data - เรียกใช้ Fuzzer ทดสอบในอุปกรณ์ด้วยคำสั่งนี้
adb shell /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/$FUZZER_NAME/$FUZZER_NAME \ /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/$FUZZER_NAME/corpus
ซึ่งส่งผลให้ได้เอาต์พุตคล้ายกับเอาต์พุตตัวอย่างด้านล่าง
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
ในเอาต์พุตตัวอย่าง ข้อขัดข้องเกิดจาก fuzz_me_fuzzer.cpp
ที่บรรทัดที่ 10:
data[3] == 'Z'; // :(
ค่านี้เป็นการอ่านนอกขอบเขตอย่างตรงไปตรงมาหาก data มีความยาวอยู่ที่ 3
หลังจากที่คุณเรียกใช้ Fuzzer ผลลัพธ์มักจะทำให้เกิดข้อขัดข้องและปัญหา
อินพุตจะได้รับการบันทึกไว้ในคลังและระบุรหัส ในเอาต์พุตตัวอย่าง นี่คือ
crash-0eb8e4ed029b774d80f2b66408203801cb982a60
ในการเรียกข้อมูลเกี่ยวกับข้อขัดข้องเมื่อมีการปิดบังบนอุปกรณ์ ให้ออกคำสั่งนี้ ระบุรหัสข้อขัดข้องของคุณ
adb pull /data/fuzz/arm64/fuzz_me_fuzzer/corpus/CRASH_IDโปรดทราบว่าหากต้องการบันทึกการทดสอบไปยังไดเรกทอรีที่ถูกต้อง คุณสามารถใช้เมธอด โฟลเดอร์ข้อมูลภาษา (ดังตัวอย่างด้านบน) หรือใช้อาร์กิวเมนต์ artifact_prefix (เช่น `-artifact_prefix=/data/fuzz/where/my/crashes/go`)
เมื่อมีการปะปนกับโฮสต์ ข้อมูลข้อขัดข้องจะปรากฏในโฟลเดอร์ข้อขัดข้องใน โฟลเดอร์ในเครื่องที่การทำงานของ Fuzzer
สร้างความครอบคลุมของเส้น
ความครอบคลุมของบรรทัดมีประโยชน์มากสำหรับนักพัฒนาซอฟต์แวร์เนื่องจากพวกเขาสามารถระบุพื้นที่ในโค้ดที่ไม่สามารถ ครอบคลุมและอัปเดตเครื่องพรางตัวให้สอดคล้องกันเพื่อไปให้ถึงพื้นที่เหล่านั้นในอนาคต
- หากต้องการสร้างรายงานความครอบคลุมของ Fuzzer ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้
CLANG_COVERAGE=true NATIVE_COVERAGE_PATHS='*' make ${FUZZER_NAME} - หลังจากพุช Fuzzer และทรัพยากร Dependency ไปยังอุปกรณ์แล้ว ให้เรียกใช้เป้าหมาย Fuzz ด้วย
LLVM_PROFILE_FILEดังนี้ วันที่DEVICE_TRACE_PATH=/data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/${FUZZER_NAME}/data.profrawadb shell LLVM_PROFILE_FILE=${DEVICE_TRACE_PATH} /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/${FUZZER_NAME}/${FUZZER_NAME} -runs=1000 - สร้างรายงานการครอบคลุมด้วยการดึงไฟล์ Profraw ออกจากอุปกรณ์ก่อน แล้วสร้างรายงาน HTML ไปยังโฟลเดอร์ชื่อพยายามเข้าถึงและ HTML ดังที่แสดงด้านล่าง
adb pull ${DEVICE_TRACE_PATH} data.profrawllvm-profdata merge --sparse data.profraw --output data.profdatallvm-cov show --format=html --instr-profile=data.profdata \ symbols/data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/${FUZZER_NAME}/${FUZZER_NAME} \ --output-dir=coverage-html --path-equivalence=/proc/self/cwd/,$ANDROID_BUILD_TOP