Fuzzing, שפשוט מספקת נתונים שעלולים להיות לא חוקיים, בלתי צפויים או אקראיים כקלט לתוכנית, היא דרך יעילה ביותר למצוא באגים במערכות תוכנה גדולות, ומהווה חלק חשוב ממחזור החיים של פיתוח התוכנה.
מערכת הבנייה של אנדרואיד תומכת ב-fuzzing באמצעות הכללת libFuzzer מפרויקט תשתית המהדר LLVM. LibFuzzer מקושר עם הספרייה הנבדקת ומטפל בכל בחירת קלט, מוטציות ודיווח על קריסה המתרחשים במהלך סשן מטושטש. חומרי החיטוי של LLVM משמשים כדי לסייע בזיהוי שחיתות בזיכרון ובמדדי כיסוי קוד.
מאמר זה מספק היכרות עם libFuzzer באנדרואיד וכיצד לבצע בניית מכשירים. זה כולל גם הוראות לכתיבה, הפעלה והתאמה אישית של fuzzers.
התקנה ובנייה
כדי להבטיח שיש לך תמונה פועלת במכשיר, אתה יכול להוריד תמונת יצרן ולהבזק את המכשיר. לחלופין, אתה יכול להוריד את קוד המקור של AOSP ולעקוב אחר דוגמה להגדרה ובנייה למטה.
דוגמה להגדרה
דוגמה זו מניחה שמכשיר היעד הוא פיקסל ( taimen
) והוא כבר מוכן עבור ניפוי USB ( aosp_taimen-userdebug
). אתה יכול להוריד קבצים בינאריים אחרים של Pixel מ- Driver Binaries .
mkdir ~/bin
export PATH=~/bin:$PATH
curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo
chmod a+x ~/bin/repo
repo init -u https://android.googlesource.com/platform/manifest -b main
repo sync -c -j8
wget https://dl.google.com/dl/android/aosp/google_devices-taimen-qq1a.191205.008-f4537f93.tgz
tar xvf google_devices-taimen-qq1a.191205.008-f4537f93.tgz
./extract-google_devices-taimen.sh
wget https://dl.google.com/dl/android/aosp/qcom-taimen-qq1a.191205.008-760afa6e.tgz
tar xvf qcom-taimen-qq1a.191205.008-760afa6e.tgz
./extract-qcom-taimen.sh
. build/envsetup.sh
lunch aosp_taimen-userdebug
בנה דוגמה
הצעד הראשון של הפעלת יעדי fuzz הוא לקבל תמונת מערכת חדשה. אנו ממליצים להיות לפחות בגרסת הפיתוח העדכנית ביותר של אנדרואיד.
- בצע את הבנייה הראשונית על ידי הנפקת:
m
- כדי לאפשר לך להבהב את המכשיר שלך, אתחל את המכשיר למצב אתחול מהיר באמצעות צירוף המקשים המתאים .
- בטל את נעילת מטעין האתחול והבהב את התמונה החדשה שהורכבה עם הפקודות הבאות.
fastboot oem unlock
fastboot flashall
מכשיר היעד אמור להיות מוכן כעת ל-libFuzzer fuzzing.
כתוב fuzzer
כדי להמחיש כתיבת fuzzer מקצה לקצה באמצעות libFuzzer באנדרואיד, השתמש בקוד הפגיע הבא כמקרה מבחן. זה עוזר לבחון את ה-fuzzer, לוודא שהכל עובד כשורה, ולהמחיש כיצד נראים נתוני קריסה.
הנה פונקציית הבדיקה.
#include <stdint.h> #include <stddef.h> bool FuzzMe(const char *data, size_t dataSize) { return dataSize >= 3 && data[0] == 'F' && data[1] == 'U' && data[2] == 'Z' && data[3] == 'Z'; // ← Out of bounds access }
כדי לבנות ולהפעיל את מכשיר הבדיקה הזה:
- יעד fuzz מורכב משני קבצים: קובץ build וקוד המקור של יעד fuzz. צור את הקבצים שלך במיקום ליד הספרייה שאתה מטשטש. תן ל-fuzzer שם שמתאר את מה שה-fuzzer עושה.
- כתוב יעד fuzz באמצעות libFuzzer. יעד ה-fuzz הוא פונקציה שלוקחת גוש נתונים בגודל מוגדר ומעבירה אותו לפונקציה שיש לטשטש. להלן פירוט בסיסי עבור פונקציית הבדיקה הפגיעה:
#include <stddef.h> #include <stdint.h> extern "C" int LLVMFuzzerTestOneInput(const char *data, size_t size) { // ... // Use the data to call the library you are fuzzing. // ... return FuzzMe(data, size); }
- אמור למערכת הבנייה של אנדרואיד ליצור את ה-fuzzer בינארי. כדי לבנות את ה-fuzzer, הוסף את הקוד הזה לקובץ
Android.bp
:cc_fuzz { name: "fuzz_me_fuzzer", srcs: [ "fuzz_me_fuzzer.cpp", ], // If the fuzzer has a dependent library, uncomment the following section and // include it. // static_libs: [ // "libfoo", // Dependent library // ], // // The advanced features below allow you to package your corpus and // dictionary files during building. You can find more information about // these features at: // - Corpus: https://llvm.org/docs/LibFuzzer.html#corpus // - Dictionaries: https://llvm.org/docs/LibFuzzer.html#dictionaries // These features are not required for fuzzing, but are highly recommended // to gain extra coverage. // To include a corpus folder, uncomment the following line. // corpus: ["corpus/*"], // To include a dictionary, uncomment the following line. // dictionary: "fuzz_me_fuzzer.dict", }
- כדי להפוך את ה-fuzzer לריצה על היעד (התקן):
SANITIZE_TARGET=hwaddress m fuzz_me_fuzzer
- כדי להפוך את ה-fuzzer להפעלה על מארח:
SANITIZE_HOST=address m fuzz_me_fuzzer
מטעמי נוחות, הגדר כמה משתני מעטפת המכילים את הנתיב ל-fuzz target שלך ואת שם הבינארי (מתוך קובץ ה-build שכתבת קודם לכן).
export FUZZER_NAME=your_fuzz_target
לאחר ביצוע השלבים האלה, אתה צריך להיות fuzzer בנוי. מיקום ברירת המחדל של ה-fuzzer (לדוגמה זו של Pixel build) הוא:
הפעל את ה-fuzzer שלך על המארח
host_supported: true,שים לב שניתן להחיל זאת רק אם הספרייה שברצונך לטשטש נתמכת במארח.
$ANDROID_HOST_OUT/fuzz/x86_64/$FUZZER_NAME/$FUZZER_NAME
הפעל את ה-fuzzer שלך במכשיר
אנחנו רוצים להעתיק את זה למכשיר שלך באמצעות adb
.
- כדי להעלות קבצים אלה לספרייה במכשיר, הפעל את הפקודות הבאות:
adb root
adb sync data
- הפעל את הבדיקה Fuzzer במכשיר עם הפקודה הזו:
adb shell /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/$FUZZER_NAME/$FUZZER_NAME \ /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/$FUZZER_NAME/corpus
התוצאה היא פלט דומה לפלט לדוגמה למטה.
INFO: Seed: 913963180 INFO: Loaded 2 modules (16039 inline 8-bit counters): 16033 [0x7041769b88, 0x704176da29), 6 [0x60e00f4df0, 0x60e00f4df6), INFO: Loaded 2 PC tables (16039 PCs): 16033 [0x704176da30,0x70417ac440), 6 [0x60e00f4df8,0x60e00f4e58), INFO: -max_len is not provided; libFuzzer will not generate inputs larger than 4096 bytes INFO: A corpus is not provided, starting from an empty corpus #2 INITED cov: 5 ft: 5 corp: 1/1b exec/s: 0 rss: 24Mb #10 NEW cov: 6 ft: 6 corp: 2/4b lim: 4 exec/s: 0 rss: 24Mb L: 3/3 MS: 3 CopyPart-ChangeByte-InsertByte- #712 NEW cov: 7 ft: 7 corp: 3/9b lim: 8 exec/s: 0 rss: 24Mb L: 5/5 MS: 2 InsertByte-InsertByte- #744 REDUCE cov: 7 ft: 7 corp: 3/7b lim: 8 exec/s: 0 rss: 25Mb L: 3/3 MS: 2 ShuffleBytes-EraseBytes- #990 REDUCE cov: 8 ft: 8 corp: 4/10b lim: 8 exec/s: 0 rss: 25Mb L: 3/3 MS: 1 ChangeByte- ==18631==ERROR: HWAddressSanitizer: tag-mismatch on address 0x0041e00b4183 at pc 0x0060e00c5144 READ of size 1 at 0x0041e00b4183 tags: f8/03 (ptr/mem) in thread T0 #0 0x60e00c5140 (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0xf140) #1 0x60e00ca130 (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x14130) #2 0x60e00c9b8c (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x13b8c) #3 0x60e00cb188 (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x15188) #4 0x60e00cbdec (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x15dec) #5 0x60e00d8fbc (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x22fbc) #6 0x60e00f0a98 (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x3aa98) #7 0x7041b75d34 (/data/fuzz/arm64/lib/libc.so+0xa9d34) [0x0041e00b4180,0x0041e00b41a0) is a small allocated heap chunk; size: 32 offset: 3 0x0041e00b4183 is located 0 bytes to the right of 3-byte region [0x0041e00b4180,0x0041e00b4183) allocated here: #0 0x70418392bc (/data/fuzz/arm64/lib/libclang_rt.hwasan-aarch64-android.so+0x212bc) #1 0x60e00ca040 (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x14040) #2 0x60e00c9b8c (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x13b8c) #3 0x60e00cb188 (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x15188) #4 0x60e00cbdec (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x15dec) #5 0x60e00d8fbc (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x22fbc) #6 0x60e00f0a98 (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x3aa98) #7 0x7041b75d34 (/data/fuzz/arm64/lib/libc.so+0xa9d34) #8 0x60e00c504c (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0xf04c) #9 0x70431aa9c4 (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0x519c4) Thread: T1 0x006700006000 stack: [0x007040c55000,0x007040d4ecc0) sz: 1023168 tls: [0x000000000000,0x000000000000) Thread: T0 0x006700002000 stack: [0x007fe51f3000,0x007fe59f3000) sz: 8388608 tls: [0x000000000000,0x000000000000) Memory tags around the buggy address (one tag corresponds to 16 bytes): 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 08 00 cf 08 dc 08 cd 08 b9 08 1a 1a 0b 00 04 3f => 27 00 08 00 bd bd 2d 07 [03] 73 66 66 27 27 20 f6 <= 5b 5b 87 87 03 00 01 00 4f 04 24 24 03 39 2c 2c 05 00 04 00 be be 85 85 04 00 4a 4a 05 05 5f 5f 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 Tags for short granules around the buggy address (one tag corresponds to 16 bytes): 04 .. .. cf .. dc .. cd .. b9 .. .. 3f .. 57 .. => .. .. 21 .. .. .. .. 2d [f8] .. .. .. .. .. .. .. <= .. .. .. .. 9c .. e2 .. .. 4f .. .. 99 .. .. .. See https://clang.llvm.org/docs/HardwareAssistedAddressSanitizerDesign.html#short-granules for a description of short granule tags Registers where the failure occurred (pc 0x0060e00c5144): x0 f8000041e00b4183 x1 000000000000005a x2 0000000000000006 x3 000000704176d9c0 x4 00000060e00f4df6 x5 0000000000000004 x6 0000000000000046 x7 000000000000005a x8 00000060e00f4df0 x9 0000006800000000 x10 0000000000000001 x11 00000060e0126a00 x12 0000000000000001 x13 0000000000000231 x14 0000000000000000 x15 000e81434c909ede x16 0000007041838b14 x17 0000000000000003 x18 0000007042b80000 x19 f8000041e00b4180 x20 0000006800000000 x21 000000000000005a x22 24000056e00b4000 x23 00000060e00f5200 x24 00000060e0128c88 x25 00000060e0128c20 x26 00000060e0128000 x27 00000060e0128000 x28 0000007fe59f16e0 x29 0000007fe59f1400 x30 00000060e00c5144 SUMMARY: HWAddressSanitizer: tag-mismatch (/data/fuzz/arm64/example_fuzzer/example_fuzzer+0xf140) MS: 1 ChangeByte-; base unit: e09f9c158989c56012ccd88111b82f778a816eae 0x46,0x55,0x5a, FUZ artifact_prefix='./'; Test unit written to ./crash-0eb8e4ed029b774d80f2b66408203801cb982a60 Base64: RlVa
בפלט לדוגמה, הקריסה נגרמה על ידי fuzz_me_fuzzer.cpp
בשורה 10:
data[3] == 'Z'; // :(
זוהי קריאה פשוטה מחוץ לתחום אם data
הם באורך 3.
לאחר הפעלת ה-fuzzer שלך, הפלט גורם לרוב לקריסה והקלט הפוגע נשמר בקורפוס ומקבל מזהה. בפלט לדוגמה, זה crash-0eb8e4ed029b774d80f2b66408203801cb982a60
.
כדי לאחזר מידע על קריסה בעת רעש במכשיר, הפק פקודה זו, תוך ציון מזהה הקריסה שלך:
adb pull /data/fuzz/arm64/fuzz_me_fuzzer/corpus/CRASH_IDשימו לב שכדי לשמור מקרי בדיקה בספרייה הנכונה, תוכלו להשתמש בתיקיית הקורפוס (כמו בדוגמה למעלה) או להשתמש בארגומנט artifact_prefix (למשל `-artifact_prefix=/data/fuzz/where/my/crashes /גו`).
כאשר מטושטש במארח, מידע קריסה מופיע בתיקיית הקריסה בתיקייה המקומית שבה פועל ה-fuzzer.
צור כיסוי קו
כיסוי קווי הוא שימושי מאוד עבור מפתחים מכיוון שהם יכולים לאתר אזורים בקוד שאינם מכוסים ולעדכן את ה-fuzzers שלהם בהתאם כדי לפגוע באזורים אלה בהרצות מטושטש עתידיות.
- על מנת להפיק דוחות כיסוי Fuzzer, הפעל את השלבים הבאים:
CLANG_COVERAGE=true NATIVE_COVERAGE_PATHS='*' make ${FUZZER_NAME}
- לאחר דחיפת ה-fuzzer והתלות שלו למכשיר, הפעל את ה-fuzz target עם
LLVM_PROFILE_FILE
באופן הבא:DEVICE_TRACE_PATH=/data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/${FUZZER_NAME}/data.profraw
adb shell LLVM_PROFILE_FILE=${DEVICE_TRACE_PATH} /data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/${FUZZER_NAME}/${FUZZER_NAME} -runs=1000
- הפק את דוח הכיסוי על ידי שליפת קובץ הפרופרו מהמכשיר ולאחר מכן הפקת דוח ה-html לתיקיה בשם coverage-html כפי שמוצג להלן:
adb pull ${DEVICE_TRACE_PATH} data.profraw
llvm-profdata merge --sparse data.profraw --output data.profdata
llvm-cov show --format=html --instr-profile=data.profdata \ symbols/data/fuzz/$(get_build_var TARGET_ARCH)/${FUZZER_NAME}/${FUZZER_NAME} \ --output-dir=coverage-html --path-equivalence=/proc/self/cwd/,$ANDROID_BUILD_TOP