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使用AFL对libmodbus进行fuzz测试

2021-07-12 14:02:02 作者：互联网

下载编译libmodbus

首先在github上下载libmodbus库的源码

git clone https://github.com/stephane/libmodbus/

下载好之后进入到文件夹中，在编译过程中选择使用afl-gcc而不是默认的gcc

cd libmodbus/
./autogen.sh
CC=afl-gcc CXX=afl-g++ 
./configure --enable-static
make -j8

这里在我第一次运行./autogen.sh时，报错提示autoreconf not found
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查了一下README里面提示说需要autoconf和libtool，新装的虚拟机上好像没安装，装上之后问题就解决了，正常情况下运行autogen.sh后会有如下提示，最后会告诉你可以运行./configure了

另外注意在./configure之前一定要更改环境变量的CC和CXX为afl的编译器，以便对libmodbus进行插桩。
如果过程顺利，最终会看到如下图所示的界面，很多afl插桩提示
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安装Preeny库

为什么需要Preeny

Modbus协议依托socket实现进程间的通信，而AFL本身并未提供对socket通信的支持。使用AFL对其进行fuzzing时，需要将其输入输出重定向stdio中。纵然可以修改部分代码使其socket通信转移到stdio，但这一过程可能会对fuzz的结果造成影响，同时工作量可能也较为繁杂。若是直接修改系统的socket.h，可能会对其他的程序造成难以估量的影响。
而Preeny提供了一系列有趣的模块，其中就包括了一个可以将socket通信重定向至console的desock模块。这个模块，原本的socket函数实现
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安装Preeny的前置条件

在Preeny的README中，明确提示了preeny需要使用libini_config来实现相关功能，在安装preeny之前需要先装好，否则在make时会报错。
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此外，在编译过程中还需要用到seccomp/h头文件，需要安装libseccomp

sudo apt-get install libseccomp-dev -y

编译安装

在满足了上述前置条件后，直接到preeny目录下make即可自动完成编译，编译过程中可能会有些warning，不影响正常功能。
安装成功后，可以在preeny目录下的src/中找到desock.so，可以通过一个简单的测试小程序确认desock模块是否正确工作

#include <sys/socket.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main()
{
        int sock;
        char send_buf[] = "hello, world! \n";
        char recv_buf[100] = {'\0'};
        sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
        send(sock, send_buf, strlen(send_buf), 0);
        recv(sock, recv_buf, 100, 0);
        printf("The following msg is recvd:\n %s \n", recv_buf);
        return 0;
}

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可以看到，send函数成功将消息发往了stdout，而recv函数也成功从stdin中接收了消息，说明本部分工作已经完成

创建测试程序与样例

编译测试程序

在libmodbus目录下有一个tests文件夹，包含几个官方提供的测试样例，可以通过afl-gcc对其进行插桩编译，作为被测程序。此处值得注意的是，在编译时要注意手动指定modbus库和头文件
如：

afl-gcc bandwidth-server-many-up.c -o server -I libmodbus/src/ libmodbus/src/.libs/libmodbus.a

-I后面两个参数分别指定了modbus.h和libmodbus.a的路径，两者缺一不可

生成测试用例

在AFL的文档中，建议为fuzzing测试提供一些“特别”（interesting）的测试用例作为种子。显然，如果直接用一串随机字母数字组合作为modbus测试程序的输入并不够interesting。好在libmodbus提供的测试用例中，random-test一对就可以为我们提供不错的测试数据，这是tests/README.md中对于他们的描述
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在本地运行这一对程序，然后通过tcp将数据包保存至本地，然后再随机挑选几个数据包出来作为输入样例。

开始测试

使用afl-fuzz命令即可开始fuzzing测试，需要通过-i参数给出存放测试用例的目录 -o参数给出用于输出测试结果的目录，如果目录不为空会报错最后直接给出被测程序的路径即可。
注意为了将socket输入输出重定向到stdio，我们需要在运行的同时指定LD_PRELOAD=desock.so。完成操作即如下所示：

LD_PRELOAD=./desock.so afl-fuzz -i inputs/ -o outputs/ ./server

关于测试用例

测试用例一次不要给太多，按照afl官方所给的建议（/usr/local/doc/afl/perf-tips.txt），第一条就指出要让测试用例尽量小。第一次没注意到这个问题，把抓到的近一千个包一口气全放到了测试用例目录中，结果如下图所示：
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除了第一个case之外，后面的都提示“may be useless"

测试过程

正确配置各项参数后，AFL的运行界面如下：
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测试结果

目前还没有对测试输出的结果进行分析，后续会通过一些小工具和辅助手段进行一些分析与改善测试，到时候来更新~

标签：AFL,afl,libmodbus,socket,编译,fuzz,测试,测试用例
来源： https://blog.csdn.net/qq_42768012/article/details/118567601