ConDiffFuzz：一种基于依赖关系的工业控制协议实现差异模糊测试的一致性检查方法 兰敬宏（Jinghong Lan）、 陈岑（Cen Chen）、 蔡俊飞（Junfei Cai）、 明新雷（Xinlei Ming）、 李明彦（Mingyan Li）、 王毅（Yi Wang）、 张颖（Ying Zhang） 以及 宋宇波（Yubo Song）

《Electronics》：ConDiffFuzz: Dependency-Aware Consistency Checking for Differential Fuzzing of Industrial Control Protocol Implementations Jinghong Lan, Cen Chen, Junfei Cai, Xinlei Ming, Mingyan Li, Yi Wang, Ying Zhang and Yubo Song

　　

摘要

通过对同一工业控制协议的独立实现进行一致性检查，可以有效地发现缺陷。因为当在相同输入条件下某个实现的响应与大多数实现不一致时，该实现更有可能存在故障或鲁棒性问题。然而，现有的一致性检查方法在实际应用中难以应用于复杂的状态ful协议，因为序列依赖性可能导致错误传播，大型测试套件在多个实现上的执行成本较高，且不一致的输出难以分类和处理。本文提出了一种名为ConDiffFuzz的方法，该方法能够感知依赖关系并动态调整层次结构以进行工业控制协议实现的一致性检查。ConDiffFuzz分析检查序列之间的依赖关系，优化执行顺序，并在发生故障后动态修剪和重新生成相关序列，从而减少不一致性错误的传播。该检查过程生成特定于实现的有限状态机和不一致性记录，进一步支持有针对性的差异性模糊测试、在多个实现上的并行执行以及基于日志的异常分类。在五种Modbus over Modbus/TCP实现上的实验表明，与四种代表性的基线模糊测试工具（SPIKE、BooFuzz、PeachFuzzer和Kitty）相比，ConDiffFuzz的测试用例通过率为86.00%，平均路径覆盖率提高了74.46%，触发的异常数量增加了12.28%，误报率降低了20.94%。