軟件測試資深專家 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)勢綜述》報告中，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)的同時更加注重5G產(chǎn)品的安全交付，高質(zhì)量全覆蓋的安全測試是產(chǎn)品交付必不可少的安全保障手段。
模糊測試，構(gòu)建5G安全基礎(chǔ)
模糊測試可以應(yīng)對產(chǎn)品協(xié)議安全風(fēng)險帶來的不確定性，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)險降到最低。
業(yè)界現(xiàn)有模糊測試工具如Defensics等在使用時存在一些限制：測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；模糊測試策略單一，針對某一特定協(xié)議，無法做到同時實施多種模糊手段進(jìn)行測試；簡單執(zhí)行模糊測試用例，無法綜合體現(xiàn)實際測試覆蓋率。
為了實現(xiàn)更加靈活和深入的模糊安全測試，中興通訊打造了智能化模糊測試平臺zSpider，以達(dá)到將協(xié)議健壯性內(nèi)置到5G產(chǎn)品中的目的。
智能模糊測試平臺zSpider
智能模糊測試平臺zSpider完全貫穿中興通訊的整個研發(fā)流程，可實現(xiàn)模糊測試的用例管理、新功能模糊測試和版本交付前的回歸測試等多個功能。
圖1：智能模糊測試平臺zSpider架構(gòu)
zSpider提供端到端的自動化，從模糊測試用例自動生成到Fuzz測試、發(fā)現(xiàn)Bug、分析Bug、修復(fù)Bug、驗證關(guān)閉Bug、生成測試報告形成閉環(huán)。
基于zSpider平臺的智能模糊變異
針對5G產(chǎn)品的安全性特點(diǎn)，中興通訊zSpider平臺在傳統(tǒng)模糊測試的基礎(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)外圍的是待測試的目標(biāo)程序與對應(yīng)的初始輸入, 中間的模糊測試工具接受兩種輸入并進(jìn)行長時間的循環(huán)測試, 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試工具基本框架
zSpider平臺可在以下方面提升模糊安全測試能力：
● 覆蓋路徑全，減少無效測試，提升安全測試效率：傳統(tǒng)模糊測試存在冗余測試的問題，部分程序路徑被大量重復(fù)測試，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)測試，引導(dǎo)往罕見路徑進(jìn)行測試。
● 智能集成多個策略，可發(fā)現(xiàn)深層安全問題： zSpider有多種Fuzzing策略，模糊測試時將會在每個策略間智能切換，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)實際測試的執(zhí)行情況，深入結(jié)合產(chǎn)品實現(xiàn)，可通過dashboard以代碼行、函數(shù)、程序分支等多個維度體現(xiàn)實際覆蓋率。
兩大zSpider運(yùn)行模式，有效覆蓋5G協(xié)議安全場景
zSipder平臺可提供完全智能模糊測試和基于模型的智能模糊測試兩大運(yùn)行模式：
完全智能模糊測試：初始輸入經(jīng)過模糊測試工具長時間的運(yùn)行，模擬生成各種連接方式下的異常、雜亂、非預(yù)期的消息碼流或報文，對待測程序發(fā)起攻擊。
該模式主要針對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試：外圍的是協(xié)議模型文件與對應(yīng)的初始輸入，輸入模糊測試工具進(jìn)行長時間的循環(huán)測試, 模擬生成各種5G協(xié)議的異常、雜亂、非預(yù)期的消息碼流，對待測程序發(fā)起攻擊。
該模式主要用于5G通信協(xié)議的模糊測試，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智能模糊測試平臺的兩大測試模式，將產(chǎn)品協(xié)議完全融入研發(fā)過程，實現(xiàn)了產(chǎn)品協(xié)議的充分安全測試，為5G產(chǎn)品安全交付提供全面高效支撐。
