軟件測(cè)試資深專家 李春才
5G安全面臨挑戰(zhàn)
在國家互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)急中心(CNCERT) 2020年4月20日發(fā)布的《2019年我國互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全態(tài)勢(shì)綜述》報(bào)告中，特別提出5G等新技術(shù)安全將成為2020年網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域值得關(guān)注的熱點(diǎn)。
5G作為萬物互聯(lián)的基礎(chǔ)技術(shù)，其安全的重要性不言而喻。面對(duì)MEC等復(fù)雜的部署環(huán)境以及服務(wù)化通用協(xié)議的引入，5G產(chǎn)品本身需要具備強(qiáng)大安全能力，通過在基礎(chǔ)協(xié)議棧層面實(shí)現(xiàn)健壯性，抵御各層協(xié)議消息的潛在攻擊，確保設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行。
中興通訊在深耕5G技術(shù)的同時(shí)更加注重5G產(chǎn)品的安全交付，高質(zhì)量全覆蓋的安全測(cè)試是產(chǎn)品交付必不可少的安全保障手段。
模糊測(cè)試，構(gòu)建5G安全基礎(chǔ)
模糊測(cè)試可以應(yīng)對(duì)產(chǎn)品協(xié)議安全風(fēng)險(xiǎn)帶來的不確定性，模擬用戶向系統(tǒng)發(fā)送隨機(jī)的、格式多樣的信息來測(cè)試5G產(chǎn)品的協(xié)議健壯性，發(fā)現(xiàn)潛在的未知漏洞，將安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低。
業(yè)界現(xiàn)有模糊測(cè)試工具如Defensics等在使用時(shí)存在一些限制：測(cè)試路徑依賴于工具預(yù)定義模型，靈活性差，無法做到按需更改；模糊測(cè)試策略單一，針對(duì)某一特定協(xié)議，無法做到同時(shí)實(shí)施多種模糊手段進(jìn)行測(cè)試；簡單執(zhí)行模糊測(cè)試用例，無法綜合體現(xiàn)實(shí)際測(cè)試覆蓋率。
為了實(shí)現(xiàn)更加靈活和深入的模糊安全測(cè)試，中興通訊打造了智能化模糊測(cè)試平臺(tái)zSpider，以達(dá)到將協(xié)議健壯性內(nèi)置到5G產(chǎn)品中的目的。
智能模糊測(cè)試平臺(tái)zSpider
智能模糊測(cè)試平臺(tái)zSpider完全貫穿中興通訊的整個(gè)研發(fā)流程，可實(shí)現(xiàn)模糊測(cè)試的用例管理、新功能模糊測(cè)試和版本交付前的回歸測(cè)試等多個(gè)功能。
圖1：智能模糊測(cè)試平臺(tái)zSpider架構(gòu)
zSpider提供端到端的自動(dòng)化，從模糊測(cè)試用例自動(dòng)生成到Fuzz測(cè)試、發(fā)現(xiàn)Bug、分析Bug、修復(fù)Bug、驗(yàn)證關(guān)閉Bug、生成測(cè)試報(bào)告形成閉環(huán)。
基于zSpider平臺(tái)的智能模糊變異
針對(duì)5G產(chǎn)品的安全性特點(diǎn)，中興通訊zSpider平臺(tái)在傳統(tǒng)模糊測(cè)試的基礎(chǔ)上引入了由覆蓋率引導(dǎo)的智能模糊變異，基本流程如下圖所示。左側(cè)外圍的是待測(cè)試的目標(biāo)程序與對(duì)應(yīng)的初始輸入, 中間的模糊測(cè)試工具接受兩種輸入并進(jìn)行長時(shí)間的循環(huán)測(cè)試, 最終在右側(cè)輸出發(fā)現(xiàn)的漏洞信息。
圖2：基于覆蓋率的模糊測(cè)試工具基本框架
zSpider平臺(tái)可在以下方面提升模糊安全測(cè)試能力：
● 覆蓋路徑全，減少無效測(cè)試，提升安全測(cè)試效率：傳統(tǒng)模糊測(cè)試存在冗余測(cè)試的問題，部分程序路徑被大量重復(fù)測(cè)試，一些罕見路徑則缺乏關(guān)注，zSpider將減少部分程序路徑大量重復(fù)測(cè)試，引導(dǎo)往罕見路徑進(jìn)行測(cè)試。
● 智能集成多個(gè)策略，可發(fā)現(xiàn)深層安全問題： zSpider有多種Fuzzing策略，模糊測(cè)試時(shí)將會(huì)在每個(gè)策略間智能切換，F(xiàn)uzzing策略更高效和智能，有助于更快發(fā)現(xiàn)隱藏的深層次問題。
● 增強(qiáng)可視化呈現(xiàn)，直觀體現(xiàn)覆蓋率，便于管理監(jiān)控：zSpider根據(jù)實(shí)際測(cè)試的執(zhí)行情況，深入結(jié)合產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)，可通過dashboard以代碼行、函數(shù)、程序分支等多個(gè)維度體現(xiàn)實(shí)際覆蓋率。
兩大zSpider運(yùn)行模式，有效覆蓋5G協(xié)議安全場(chǎng)景
zSipder平臺(tái)可提供完全智能模糊測(cè)試和基于模型的智能模糊測(cè)試兩大運(yùn)行模式：
完全智能模糊測(cè)試：初始輸入經(jīng)過模糊測(cè)試工具長時(shí)間的運(yùn)行，模擬生成各種連接方式下的異常、雜亂、非預(yù)期的消息碼流或報(bào)文，對(duì)待測(cè)程序發(fā)起攻擊。
該模式主要針對(duì)5G連接方式的多樣性，智能的模擬各種連接方式下的異常、雜亂、非預(yù)期的消息碼流或報(bào)文，從而挖掘出產(chǎn)品存在的安全漏洞或健壯性問題。
基于模型的智能模糊測(cè)試：外圍的是協(xié)議模型文件與對(duì)應(yīng)的初始輸入，輸入模糊測(cè)試工具進(jìn)行長時(shí)間的循環(huán)測(cè)試, 模擬生成各種5G協(xié)議的異常、雜亂、非預(yù)期的消息碼流，對(duì)待測(cè)程序發(fā)起攻擊。
該模式主要用于5G通信協(xié)議的模糊測(cè)試，智能的模擬5G協(xié)議的異常、雜亂、非預(yù)期的消息碼流，從而挖掘產(chǎn)品協(xié)議實(shí)現(xiàn)存在的安全漏洞和健壯性問題。
總結(jié)
隨著5G商用步伐的加快，對(duì)其產(chǎn)品安全也提出了更高的要求。中興通訊利用zSpider智能模糊測(cè)試平臺(tái)的兩大測(cè)試模式，將產(chǎn)品協(xié)議完全融入研發(fā)過程，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品協(xié)議的充分安全測(cè)試，為5G產(chǎn)品安全交付提供全面高效支撐。
