2024年3月10日发(作者：)

浅析漏洞挖掘技术

软件测试过程就是一个寻找bug的过程。基于安全性的bug即是漏洞。本

文简单分析了一下漏洞的概念，并着重讲述了漏洞挖掘技术的两种方法——Fuzz

测试和对源代码的静态分析。

标签： 漏洞挖掘 Fuzz测试 静态分析

随着现代软件工业的发展，软件规模不断扩大，软件内部的逻辑也变得异常

复杂。为了保证软件的质量，测试成了极为重要的一环。人们花费了大量的资源

对软件进行测试。即便如此，不论从理论上还是工程上都没有任何人敢声称能够

彻底消灭软件中所有的逻辑缺陷——bug。

在形形色色的软件逻辑缺陷中，有一部分能够引起非常严重的后果。人们把

那种能够引起软件做一些“超出设计范围的事情”的bug称为漏洞(vulnerability)。

常见的漏洞包括软件中的缓冲区溢出漏洞、网站中的跨站脚本漏洞(XSS)、

SQL注入漏洞等。

一、利用漏洞进行攻击的方法

利用漏洞进行攻击可以大致分为漏洞挖掘、漏洞分析、漏洞利用三个步骤。

这三部分所用的技术有相同之处，比如都需要精通系统底层知识、逆向工程等；

同时也有一定的差异。

1.漏洞挖掘。安全性漏洞往往不会对软件本身功能造成很大影响，因此很难

被QA工程师的功能性测试发现，对于进行“正常操作”的普通用户来说，更难体

会到软件中的这类逻辑瑕疵了。

2.漏洞分析。一般情况下，我们需要调试二进制级别的程序，以便进行漏洞

分析。在分析漏洞时，可以使用调试器或者补丁比较器，以及一些反汇编工具(如

IDA Pro)来进行。

漏洞分析需要扎实的逆向基础和调试技术，除此以外还要精通各种场景下的

漏洞利用方法。这种技术更多依靠的是经验，很难总结出通用的条款。

3.漏洞利用。漏洞利用技术已经应用于多种主流的操作系统和编译环境下，

主要利用内存漏洞(堆栈溢出)和Web应用漏洞(脚本注入)等来进行。

二、漏洞挖掘技术解析

作为攻击者，除了精通各种漏洞利用技术之外，要想实施有效的攻击，还必

须掌握一些未公布的0day漏洞；作为安全专家，他们的本职工作就是抢在攻击

者之前尽可能多地挖掘出软件中的漏洞。

由于安全性漏洞往往有极高的利用价值，例如，导致计算机被非法远程控制，

数据库数据泄漏等，所以会引起很多攻击者的注意，并愿意花费精力去搜寻漏洞。

寻找漏洞的人并非全是攻击者。大型的软件企业也会雇用一些安全专家来测

试自已产品中的漏洞。

从技术角度讲，漏洞挖掘实际上是一种高级的测试(QA)。学术界一直热衷

于使用静态分析的方法寻找源代码中的漏洞；而在工程界，不管是安全专家还是

攻击者，普遍采用的漏洞挖掘方法是fuzz，这是一种黑盒测试。另外，还有一种

静态分析方法也比较常用。

三、Fuzz测试

Fuzz测试与基于功能性的测试有所不同，Fuzz的主要目的是“crash”、

“break”、“destroy”。

Fuzz的测试用例往往是带有攻击性的畸形数据，用以触发各种类型的漏洞。

Fuzz往往可以触发一个缓冲区溢出漏洞，但却不能实现有效的exploit，测试人

员需要实时地捕捉目标程序抛出的异常、发生的崩溃和寄存器等信息，综合判断

这些错误是不是真正的可利用漏洞。

Fuzz测试最早是由Barton Miller、Lars Fredriksen和Bryan So在一次偶然的

情况下想到的。富有经验的测试人员能够用这种方法crash大多数程序。

Fuzz的优点是迅速、准确，基本上不会出现错报；缺点是Fuzz不保证能够

找出系统里所有的漏洞。

File Fuzz就是这种利用“畸形文件”测试软件鲁棒性的方法。您可以在Internet

上找到许多用于File Fuzz的工具，抛开界面、运行平台等因素不管，一个File Fuzz

工具大体的工作流程包括以下几步。

1.以一个正常的文件模板为基础，按照一定规则产生一批畸形文件。

2.将畸形文件逐一送入软件进行解忻，并监视软件是否会抛出异常。

3.记录软件产生的错误信息，如寄存器状态、栈状态等。

4.用日志或其他UI形式向测试人员展示异常信息，以进一步鉴定这些错误

是否能被利用。

四、静态分析方法

对于攻击者来说，他们非常热衷于使用fuzz工具，因为他们只要找到漏洞

就可以了。

研究安全问题的学者则不同，他们更关心如何能够检测出所有的漏洞(尽管

这是不可能的)。因此，学术界偏向于对源代码进行静态分析，直接在程序的逻

辑上寻找漏洞。这方面的方法和理论有很多，比如数据流分析、类型验证系统、

边界检验系统、状态机系统等。

目前，已经出现了一些通过审计源代码来检测漏洞的产品，如：

y在编译阶段扫描若干种安全风险。

Auditing Tool for Security(R.A.T.S)用于分析C／C++语言的语法树，

寻找存在潜在安全问题的函数调用。

(Bugs Errors And Mistakes)IBM研究院研发出的静态代码分析工具

使用数据流分析的方法，分析源代码的所有可执行路径，以检测代码中潜在的

bug。

使用先进的算法，用于检测驱动中的bug。

Finder用Python语言开发的代码分析工具。

可以审计多种语言的源代码，审计的漏洞类型超过30种。

静态分析方法实际上是一种白盒测试。

静态代码分析技术有一个缺点，那就是经常会产生大量的误报。使用白盒测

试方法的以QA工程师居多。

参考文献：

[1]王 清:0day安全：软件漏洞分析技术.北京：电子工业出版社，2008

[2]软件加密技术内幕.北京:电子工业出版社，2004