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[14770] 2019-11-02_uniFuzzer：一款基于Unicorn和LibFuzzer的闭源模糊测试工具

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2019-11-02_uniFuzzer：一款基于Unicorn和LibFuzzer的闭源模糊测试工具 u n i F u z z e r ： 一 款 基 于 U n i c o r n 和 L i b F u z z e r 的 闭 源 模 糊 测 试 工 具 A l p h a _ h 4 c k   F r e e B u f   2 0 1 9 - 1 1 - 0 2 u n i F u z z e r u n i F u z z e r 是 一 款 基 于 是 一 款 基 于 U n i c o r n 和 和 L i b F u z z e r 的 闭 源 模 糊 测 试 工 具 ， 该 工 具 当 前 支 持 对 的 闭 源 模 糊 测 试 工 具 ， 该 工 具 当 前 支 持 对 A R M / M I P S 架 构 的 架 构 的 3 2 位 位 L S B   E L F 文 件 文 件 进 行 模 糊 测 试 ， 而 这 样 的 系 统 架 构 和 平 台 一 般 常 见 于 物 联 网 设 备 上 。 因 此 ， 广 大 研 究 人 员 可 以 利 用 进 行 模 糊 测 试 ， 而 这 样 的 系 统 架 构 和 平 台 一 般 常 见 于 物 联 网 设 备 上 。 因 此 ， 广 大 研 究 人 员 可 以 利 用 u n i F u z z e r 来 对 物 联 网 设 来 对 物 联 网 设 备 进 行 模 糊 测 试 。 备 进 行 模 糊 测 试 。 背 景 知 识 背 景 知 识 U n i c o r n 提 到 U n i c o r n ， 就 不 得 不 说 起 Q E M U 。 Q E M U 是 一 款 开 源 的 虚 拟 机 ， 可 以 模 拟 运 行 多 种 C P U 架 构 的 程 序 或 系 统 。 而 U n i c o r n 正 是 基 于 Q E M U ， 它 提 取 了 Q E M U 中 与 C P U 模 拟 相 关 的 核 心 代 码 ， 并 在 外 层 进 行 了 包 装 ， 提 供 了 多 种 语 言 的 A P I 接 口 。 因 此 ， U n i c o r n 的 优 点 很 明 显 。 相 比 Q E M U 来 说 ， 用 户 可 以 通 过 丰 富 的 接 口 ， 灵 活 地 调 用 C P U 模 拟 功 能 ， 对 任 意 代 码 片 段 进 行 模 拟 执 行 。 不 过 ， 我 们 在 使 用 过 程 中 ， 也 发 现 U n i c o r n 存 在 了 一 些 不 足 ， 最 主 要 的 就 是 U n i c o r n 其 实 还 不 是 很 稳 定 、 完 善 ， 存 在 了 大 量 的 坑 （ 可 以 看 G i t h u b 上 的 i s s u e ） ， 而 且 似 乎 作 者 也 没 有 短 期 内 要 填 完 这 些 坑 的 打 算 。 另 一 方 面 ， 由 于 还 有 较 多 的 坑 ， 导 致 U n i c o r n 底 层 Q E M U 代 码 的 更 新 似 乎 也 没 有 纳 入 计 划 ： U n i c o r n 最 新 的 r e l e a s e 是 2 0 1 7 年 的 1 . 0 . 1 版 本 ， 这 是 基 于 Q E M U   2 的 ， 然 而 今 年 Q E M U 已 经 发 布 到 Q E M U   4 了 。 不 过 ， 虽 然 存 在 着 坑 比 较 多 、 Q E M U 版 本 比 较 旧 的 问 题 ， 对 我 们 的 模 拟 执 行 f u z z i n g 来 说 其 实 还 好 。 前 者 可 以 在 使 用 过 程 中 用 一 些 临 时 方 法 先 填 上 （ 后 面 会 举 一 个 例 子 ） 。 后 者 的 影 响 主 要 是 不 支 持 一 些 新 的 架 构 和 指 令 ， 这 对 于 许 多 I o T 设 备 来 说 问 题 并 不 大 ； 而 旧 版 本 Q E M U 存 在 的 安 全 漏 洞 ， 主 要 也 是 和 驱 动 相 关 ， 而 U n i c o r n 并 没 有 包 含 Q E M U 的 驱 动 ， 所 以 基 本 不 受 这 些 漏 洞 的 影 响 。 Q E M U 关 于 Q E M U 的 C P U 模 拟 原 理 ， 读 者 可 以 在 网 上 搜 到 一 些 专 门 的 介 绍 ， 例 如 这 篇 。 大 致 来 说 ， Q E M U 是 通 过 引 入 一 层 中 间 语 言 ， T C G ， 来 实 现 在 主 机 上 模 拟 执 行 不 同 架 构 的 代 码 。 例 如 ， 如 果 在 x 8 6 服 务 器 上 模 拟 M I P S 的 代 码 ， Q E M U 会 先 以 基 本 块
（ B a s i c   B l o c k ） 为 单 位 ， 将 M I P S 指 令 经 由 T C G 这 一 层 翻 译 成 x 8 6 代 码 ， 得 到 T B ( T r a n s l a t i o n   B l o c k ) ， 最 终 在 主 机 上 执 行 。 而 为 了 提 高 模 拟 运 行 的 效 率 ， Q E M U 还 加 入 了 T B 缓 存 和 链 接 机 制 。 通 过 缓 存 翻 译 完 成 的 T B ， 减 少 了 下 次 执 行 时 的 翻 译 开 销 ， 这 即 就 是 U n i c o r n 所 说 的 J I T 。 而 T B 链 接 机 制 ， 则 是 把 原 始 代 码 基 本 块 之 间 的 跳 转 关 系 ， 映 射 到 T B 之 间 ， 从 而 尽 可 能 地 减 少 了 查 找 缓 存 的 次 数 和 相 关 的 上 下 文 切 换 。 值 得 一 提 的 是 ， U n i c o r n 所 提 供 的 h o o k 功 能 ， 就 是 在 目 标 代 码 翻 译 成 T C G 时 ， 插 入 相 关 的 T C G 指 令 ， 从 而 在 最 终 翻 译 得 到 的 T B 中 ， 于 指 定 位 置 处 回 调 h o o k 函 数 。 而 由 于 T C G 指 令 和 架 构 无 关 ， 因 此 添 加 的 T C G 指 令 可 以 直 接 适 用 于 不 同 架 构 。 L i b F u z z e r L i b F u z z e r 应 该 许 多 人 都 不 陌 生 ， 这 是 L L V M 项 目 中 内 置 的 一 款 f u z z i n g 工 具 ， 相 比 我 们 之 前 介 绍 过 的 A F L ， L i b F u z z e r 具 有 以 下 优 点 ： 1 .   灵 活 ： 通 过 实 现 接 口 的 方 式 使 用 ， 可 以 对 任 意 函 数 进 行 f u z z i n g 2 .   高 效 ： 在 同 一 进 程 中 进 行 f u z z i n g ， 无 需 大 量 f o r k ( ) 进 程 3 .   便 捷 ： 提 供 了 A P I 接 口 ， 便 于 定 制 化 和 集 成 而 且 ， 和 A F L 一 样 ， L i b F u z z e r 也 是 基 于 代 码 覆 盖 率 来 引 导 变 异 输 入 的 ， 因 此 f u z z i n g 的 效 率 很 高 。 不 过 ， 这 两 者 都 需 要 通 过 编 译 时 插 桩 的 方 式 ， 来 实 现 代 码 覆 盖 率 的 跟 踪 ， 所 以 必 须 要 有 目 标 的 源 代 码 。 接 下 来 ， 在 u n i F u z z e r 的 原 理 中 ， 我 们 会 介 绍 如 何 结 合 U n i c o r n 和 L i b F u z z e r 的 功 能 ， 对 闭 源 程 序 进 行 代 码 覆 盖 率 的 跟 踪 反 馈 。 功 能 介 绍 功 能 介 绍 1 、 项 目 构 建 方 便 ， 简 而 易 用 ； 2 、 可 针 对 指 定 函 数 或 代 码 段 进 行 模 糊 测 试 ； 3 、 使 用 了 基 于 代 码 覆 盖 的 模 糊 测 试 算 法 ， 效 率 可 观 ； 4 、 依 赖 自 解 析 和 加 载 自 动 化 ； 5 、 通 过 P R E L O A D 覆 盖 库 函 数 ； 工 具 下 载 工 具 下 载 广 大 用 户 可 以 使 用 g i t 命 令 直 接 从 该 项 目 的 G i t H u b 库 拷 贝 至 本 地 ： 项 目 构 建 项 目 构 建 1 、 对 目 标 代 码 进 行 逆 向 分 析 ， 并 寻 找 目 标 函 数 进 行 模 糊 测 试 ； 2 、 在 c a l l b a c k 目 录 中 创 建 一 个 . c 文 件 ， 其 中 需 包 含 下 列 回 调 ： v o i d   o n L i b L o a d ( c o n s t   c h a r   * l i b N a m e ,   v o i d   * b a s e A d d r ,   v o i d   * u c B a s e A d d r ) ： 每 当 独 立 库 加 载 进 U n i c o r n 时 ， 便 会 调 用 该 方 法 。 i n t   u n i F u z z e r I n i t ( u c _ e n g i n e   * u c ) ： 在 U n i c o r n 加 载 完 所 有 的 源 码 之 后 ， 便 会 调 用 这 个 方 法 ， 堆 、 栈 和 寄 存 器 均 在 这 里 设 置 。 i n t   u n i F u z z e r B e f o r e E x e c ( u c e n g i n e   * u c ,   c o n s t   u i n t 8 t   * d a t a ,   s i z e _ t   l e n ) ： 在 每 轮 模 糊 测 试 执 行 之 前 该 方 法 都 会 被 调 用 。 i n t   u n i F u z z e r A f t e r E x e c ( u c _ e n g i n e   * u c ) ： 在 每 轮 模 糊 测 试 执 行 之 后 该 方 法 都 会 被 调 用 。 3 、 运 行 m a k e 命 令 ， 并 获 取 u f 模 糊 测 试 工 具 ； g i t   c l o n e   h t t p s : / / g i t h u b . c o m / P A G a l a x y L a b / u n i F u z z e r . g i t
工 具 运 行 工 具 运 行 u n i F u z z e r 使 用 了 下 列 环 境 变 量 作 为 参 数 ： U F _ T A R G E T ： 目 标 E L F 文 件 的 路 径 ； U F _ P R E L O A D ： 预 加 载 库 的 路 径 ， 请 确 保 目 标 代 码 库 的 架 构 跟 目 标 设 备 相 同 ； U F _ L I B P A T H ： 所 要 使 用 的 依 赖 库 路 径 ， 使 用 “ : ” 作 为 多 个 路 径 的 分 隔 符 ； 广 大 研 究 人 员 可 以 使 用 下 列 命 令 开 始 对 目 标 设 备 进 行 模 糊 测 试 ： 工 具 演 示 下 面 给 出 的 是 该 工 具 的 一 些 基 础 演 示 样 例 ， d e m o 中 包 含 下 列 文 件 ： 1 、 d e m o - v u l n . c ： 这 个 文 件 是 模 糊 测 试 的 测 试 目 标 ， 其 中 包 含 一 个 名 为 v u l n ( ) 的 简 单 函 数 ， 该 函 数 存 在 堆 栈 溢 出 漏 洞 。 2 、 d e m o - l i b c p r e l o a d . c ： 该 文 件 用 于 设 置 P R E L O A D 钩 子 ， 它 定 义 了 一 个 空 的 p r i n t f ( ) 函 数 以 及 一 个 简 化 了 的 m a l l o c ( ) / f r e e ( ) 函 数 。 3 、 c a l l b a c k / d e m o - c a l l b a c k . c ： 为 了 对 d e m o 中 的 v u l n ( ) 函 数 进 行 模 糊 测 试 ， 该 文 件 定 义 了 一 些 必 要 的 回 调 函 数 。 首 先 ， 为 m i p s e l 安 装 g c c （ D e b i a n 平 台 ： g c c - m i p s e l - l i n u x - g n u 包 ） 以 构 建 d e m o ： 或 者 ， 你 也 可 以 使 用 文 件 d e m o - v u l n 和 d e m o - l i b c p r e l o a d . s o ， 同 样 可 以 使 用 上 述 命 令 编 译 。 接 下 来 ， 使 用 m a k e 命 令 构 建 u n i F u z z e r ， 如 果 你 自 行 编 译 了 M I P S   d e m o ， 那 么 某 些 地 址 可 能 会 跟 我 们 提 供 给 大 家 的 预 编 译 d e m o 有 些 不 同 ， 我 们 需 要 相 应 地 更 新 d e m o - c a l l b a c k . c 中 的 参 数 。 最 后 ， 确 保 M I P S 的 l i b c 库 已 配 置 完 毕 。 在 D e b i a n 平 台 上 ， 安 装 完 成 l i b c 6 - m i p s e l - c r o s s 包 后 ， l i b c 库 就 可 以 在 / u s r / m i p s e l - l i n u x - g n u / l i b / 中 找 到 了 。 此 时 的 U F _ L I B P A T H 值 应 为 ： 项 目 地 址 项 目 地 址 h t t p s : / / g i t h u b . c o m / P A G a l a x y L a b / u n i F u z z e r * 参 考 来 源 ： 参 考 来 源 ： P A G a l a x y L a b ， ， F B 小 编 小 编 A l p h a _ h 4 c k 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 编 译 ， 转 载 请 注 明 来 自 F r e e B u f . C O M 精 彩 推 荐 精 彩 推 荐 U F _ T A R G E T = < t a r g e t >   [ U F _ P R E L O A D = < p r e l o a d > ]   U F _ L I B P A T H = < l i b P a t h >   . / u f #   t h e   t a r g e t   b i n a r y         #   ' - X l i n k e r   - - h a s h - s t y l e = s y s v '   t e l l s   g c c   t o   u s e   ' D T _ H A S H '   i n s t e a d   o f   ' D T _ G N U _ H A S H '   f o r   s y m b o l   l o o k u p         #   s i n c e   c u r r e n t l y   u n i F u z z e r   d o e s   n o t   s u p p o r t   ' D T _ G N U _ H A S H '         m i p s e l - l i n u x - g n u - g c c   d e m o - v u l n . c   - X l i n k e r   - - h a s h - s t y l e = s y s v   - n o - p i e   - o   d e m o - v u l n         #   t h e   p r e l o a d   l i b r a r y         m i p s e l - l i n u x - g n u - g c c   - s h a r e d   - f P I C   - n o s t d l i b   - X l i n k e r   - - h a s h - s t y l e = s y s v   d e m o - l i b c p r e l o a d . c   - o   d e m o - l i b c p r e l o a d . s o U F _ T A R G E T = < p a t h   t o   d e m o - v u l n >   U F _ P R E L O A D = < p a t h   t o   d e m o - l i b c p r e l o a d . s o >   U F _ L I B P A T H = < l i b   p a t h   f o r   M I P S >   . / u f

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