CN110995770A - 一种模糊测试应用效果对比方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模糊测试应用效果对比方法，采用多维度协同参与，应用hash表结构与统计算法，针对不同模糊测试方法对应目标设备测试的维度进行计算，最终实现各模糊测试方法分别在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，实现不同模糊测试方法的测试效果对比，拥有客观、且准确而效率的模糊测试方法对比效果展现，设计方法用于对标测试，便于对比不同测试产品的测试效果，实现产品的优化。

Description

一种模糊测试应用效果对比方法
技术领域
本发明涉及一种模糊测试应用效果对比方法，属于工业自动化模糊测试技术领域。
背景技术
工业自动化控制***与物联网***在享受开放与互联技术所带来的进步、效率、利益的同时，也面临着日益严重的安全威胁。针对这些安全威胁，大量的模糊测试工具应运而生，验证已知漏洞，并尽可能的挖掘出设备的未知漏洞，而如何判断和比较模糊测试的效果成为了各工控企业选择测试工具的标准，同时工具本身如何判断升级后的测试效果，也是工具提升测试效果与否的一个依据。目前市场上的模糊测试产品很多，但是用于对比测试效果的产品尚未出现，相关的专利和文章也没有发现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种模糊测试应用效果对比方法，采用多维度协同参与，能够高效客观反映不同模糊测试方法的效果，提高模糊测试应用效率。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种模糊测试应用效果对比方法，基于不同模糊测试方法针对相同目标设备的模糊测试，实现测试效果对比，首先分别针对各模糊测试方法，执行步骤A1至步骤A3，完成初始化方法；
步骤A1. 针对模糊测试方法中所涉及的各通讯协议，分别进行解析获得各通讯协议分别所对应的协议逻辑模型，并获得各通讯协议分别所对应协议逻辑模型中的要素，然后进入步骤A2；
步骤A2. 构建该模糊测试方法所对应的hash表，将各协议逻辑模型存入hash表，并以各协议逻辑模型中的要素作为主键，要素在模糊测试过程中出现的次数为主键的值，初始定义各主键的值为0，然后进入步骤A3；
步骤A3. 针对该模糊测试方法所对应的hash表，***一条不符合通讯协议、主键值为0的预设填充协议逻辑模型格式记录，完成该模糊测试方法的初始化方法；
然后分别针对各模糊测试方法，执行步骤B1至步骤B2，完成维度数据采集方法；
步骤B1. 伴随应用模糊测试方法对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，实时针对模糊测试进行抓包操作获得测试数据包，针对测试数据包dpi解析提取其中的要素，并在该模糊测试方法所对应hash表中、实现针对所获要素的要素比对操作，若比对成功，则针对该hash表中相应协议逻辑模型中相应要素的值进行累加1更新，并结合该hash表中符合通讯协议的各协议逻辑模型中主键值之和，累计相同测试数据包的重复比例，作为有效测试数据包重复比例维度；若比对不成功，则针对该hash表中不符合通讯协议的预设填充协议逻辑模型格式记录，将其中要素的值进行累加1更新；
同时基于对测试数据包的抓取，累加模糊测试过程中所发现的漏洞数维度；
待完成对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，获得该模糊测试方法所对应更新后的hash表、该模糊测试方法对应目标设备测试的漏洞数维度、以及该模糊测试方法对应目标设备测试的有效测试数据包重复比例维度，然后进入步骤B2；
步骤B2. 针对该模糊测试方法所对应的hash表，统计其中符合通讯协议的各协议逻辑模型中主键值之和，该值占该hash表中所有主键值之和的比例，即为该模糊测试方法对应目标设备测试的协议规范匹配度维度；
最后执行如下步骤C1至步骤C2，完成各模糊测试方法对目标设备测试效果的对比；
步骤C1. 根据各模糊测试方法分别对应目标设备测试的各个维度，以及各维度的预设权重，分别针对各模糊测试方法，按如下公式：
Figure 50392DEST_PATH_IMAGE001
获得模糊测试方法在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分
Figure 35665DEST_PATH_IMAGE002
；然后进入步骤C2；式中，
Figure 548686DEST_PATH_IMAGE003
表示所有参与模糊测试方法的总数，
Figure 353831DEST_PATH_IMAGE002
表示第
Figure 407238DEST_PATH_IMAGE004
个模糊测试方法在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，
Figure 965127DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 914628DEST_PATH_IMAGE006
表示所有维度的总数，
Figure 207069DEST_PATH_IMAGE007
表示第
Figure 533009DEST_PATH_IMAGE004
个模糊测试方法对应目标设备测试的第
Figure 227295DEST_PATH_IMAGE008
个维度的数值，
Figure 347698DEST_PATH_IMAGE009
表示第
Figure 393014DEST_PATH_IMAGE008
个维度的预设权重；
步骤C2. 根据各模糊测试方法分别在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，实现各模糊测试方法对目标设备测试效果的对比。
作为本发明的一种优选技术方案，所述分别针对各模糊测试方法的维度数据采集方法中，所述步骤B1中还包括如下：
伴随应用模糊测试方法对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，分别实现如下各个维度的获得：
统计目标设备对所有测试数据包的网络响应延迟，并通过平均值的计算，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的网络延迟维度；
统计监测目标设备的数字信号抖动值和模拟信号抖动值之和，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的信号抖动值维度；
统计测试过程所需要的时长，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的消耗时长维度；
统计测试过程中所消耗的***资源，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的消耗资源维度。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤B1中，通过抓取获得测试数据包后，首先剔除测试数据包中预设类型的无效数据，然后针对测试数据包进行dpi解析提取其中的要素。
作为本发明的一种优选技术方案：所述预设类型的无效数据包括二层自动发现数据包、非测试广播包、第三方设备发送数据包、以及测试上层协议时的arp数据包。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤B1中，采用旁路抓包方法，实时针对模糊测试进行抓包操作获得测试数据包。
作为本发明的一种优选技术方案：所述步骤A1中所获各通讯协议分别所对应的协议逻辑模型采用XML数据格式。
本发明所述一种模糊测试应用效果对比方法，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本发明所设计模糊测试应用效果对比方法，采用多维度协同参与，应用hash表结构与统计算法，针对不同模糊测试方法对应目标设备测试的维度进行计算，最终实现各模糊测试方法分别在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，实现不同模糊测试方法的测试效果对比，拥有客观、且准确而效率的模糊测试方法对比效果展现，设计方法用于对标测试，便于对比不同测试产品的测试效果，实现产品的优化。
附图说明
图1是本发明设计模糊测试应用效果对比方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种模糊测试应用效果对比方法，基于不同模糊测试方法针对相同目标设备的模糊测试，实现测试效果对比，实际应用当中，如图1所示，首先分别针对各模糊测试方法，执行步骤A1至步骤A3，完成初始化方法。
步骤A1. 针对模糊测试方法中所涉及的各通讯协议，分别进行解析获得各通讯协议分别所对应的协议逻辑模型，并获得各通讯协议分别所对应协议逻辑模型中的要素，然后进入步骤A2。
实际应用中，协议逻辑模型采用XML数据格式，具有结构性强、识别度高的优点，并且便于后续阶段在实际应用中的自动比较。
步骤A2. 构建该模糊测试方法所对应的hash表，将各协议逻辑模型存入hash表，并以各协议逻辑模型中的要素作为主键，要素在模糊测试过程中出现的次数为主键的值，初始定义各主键的值为0，然后进入步骤A3。
步骤A3. 针对该模糊测试方法所对应的hash表，***一条不符合通讯协议、主键值为0的预设填充协议逻辑模型格式记录，完成该模糊测试方法的初始化方法。
由于hash表是一种key-value模式的数据结构，具有高效的查询性能，因此能够有效提高后续对表中数据的查询统计效率。
如图1所示，然后分别针对各模糊测试方法，执行步骤B1至步骤B2，完成维度数据采集方法。
步骤B1. 伴随应用模糊测试方法对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，采用旁路抓包方法，实时针对模糊测试进行抓包操作获得测试数据包，首先剔除测试数据包中预设类型的无效数据，然后针对测试数据包进行dpi解析提取其中的要素，实际应用中，所述预设类型的无效数据包括二层自动发现数据包、非测试广播包、第三方设备发送数据包、以及测试上层协议时的arp数据包，测试数据包中无效数据的剔除，有效增加了最终测试效果对比的客观性。
基于上述操作，并针对该测试数据包、以及其中的要素，在该模糊测试方法所对应hash表中、实现针对所获要素的要素比对操作，若比对成功，则针对该hash表中相应协议逻辑模型中相应要素的值进行累加1更新，并结合该hash表中符合通讯协议的各协议逻辑模型中主键值之和，累计相同测试数据包的重复比例，作为有效测试数据包重复比例维度；若比对不成功，则针对该hash表中不符合通讯协议的预设填充协议逻辑模型格式记录，将其中要素的值进行累加1更新。
同时基于对测试数据包的抓取，累加模糊测试过程中所发现的漏洞数维度。
伴随应用模糊测试方法对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，全方位的监测目标设备的状态，包括网络状况、信号状况，网络状况监测采用主动探测和旁路监听相结合的方式，信号状况监测采用硬连接，使用采集卡获取目标设备的信号输出，实时计算抖动值；同时，本地启动资源监视器，实时显示本地资源使用情况，记录资源使用曲线，资源使用峰值；即分别实现如下各个维度的获得。
统计目标设备对所有测试数据包的网络响应延迟，并通过平均值的计算，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的网络延迟维度；实际应用中，若不同模糊测试方法之间仅基于测试数据包的网络响应延迟进行相互比较时，通过统计目标设备对所有各个测试数据包的网络响应延迟，应用方差的计算，比较整个模糊测试过程中网络响应延迟的分布，由此实现不同模糊测试方法之间仅基于测试数据包的网络响应延迟的相互比较，准确的评估模糊测试对目标设备网络状况的影响。
统计监测目标设备的数字信号抖动值和模拟信号抖动值之和，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的信号抖动值维度；实际应用中，若不同模糊测试方法之间仅基于目标设备信号抖动值进行相互比较时，通过统计目标设备的数字信号抖动值和模拟信号抖动值，应用方差的计算，比较整个模糊测试过程中目标设备信号抖动值的分布，由此实现不同模糊测试方法之间仅基于目标设备信号抖动值的相互比较，准确的评估模糊测试对目标设备信号输出的影响。
统计测试过程所需要的时长，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的消耗时长维度。
统计测试过程中所消耗的***资源，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的消耗资源维度。当***资源消耗过大时，模糊测试速度也会收到影响，因此***资源的消耗情况也会作为自动对比的一个指标项。
待完成对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，获得该模糊测试方法所对应更新后的hash表、该模糊测试方法对应目标设备测试的漏洞数维度、该模糊测试方法对应目标设备测试的有效测试数据包重复比例维度；然后进入步骤B2。
步骤B2. 针对该模糊测试方法所对应的hash表，统计其中符合通讯协议的各协议逻辑模型中主键值之和，该值占该hash表中所有主键值之和的比例，即为该模糊测试方法对应目标设备测试的协议规范匹配度维度。
完成上述步骤B1至步骤B2后，即获得该模糊测试方法对应目标设备测试的漏洞数维度、该模糊测试方法对应目标设备测试的有效测试数据包重复比例维度、该模糊测试方法对应目标设备测试的协议规范匹配度维度、该模糊测试方法对应目标设备测试的网络延迟维度、该模糊测试方法对应目标设备测试的信号抖动值维度、该模糊测试方法对应目标设备测试的消耗时长维度、该模糊测试方法对应目标设备测试的消耗资源维度
如图1所示，最后执行如下步骤C1至步骤C2，完成各模糊测试方法对目标设备测试效果的对比。
步骤C1. 根据各模糊测试方法分别对应目标设备测试的各个维度，以及各维度的预设权重，分别针对各模糊测试方法，按如下公式：
Figure 518051DEST_PATH_IMAGE001
获得模糊测试方法在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分
Figure 535686DEST_PATH_IMAGE002
；然后进入步骤C2；式中，表示所有参与模糊测试方法的总数，
Figure 359603DEST_PATH_IMAGE002
表示第
Figure 27344DEST_PATH_IMAGE004
个模糊测试方法在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，
Figure 430644DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 407696DEST_PATH_IMAGE006
表示所有维度的总数，
Figure 162025DEST_PATH_IMAGE007
表示第
Figure 367879DEST_PATH_IMAGE004
个模糊测试方法对应目标设备测试的第
Figure 360105DEST_PATH_IMAGE008
个维度的数值，
Figure 789950DEST_PATH_IMAGE009
表示第
Figure 234838DEST_PATH_IMAGE008
个维度的预设权重；
实际应用当中，针对上述漏洞数维度、有效测试数据包重复比例维度、协议规范匹配度维度、网络延迟维度、信号抖动值维度、消耗时长维度、消耗资源维度，设计漏洞数维度的权重为0.5，协议规范匹配度维度的权重和有效测试数据包重复比例维度的权重均为0.15，网络延迟维度的权重、信号抖动值维度的权重、消耗时长维度的权重、消耗资源维度的权重均为0.05。
步骤C2. 根据各模糊测试方法分别在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，实现各模糊测试方法对目标设备测试效果的对比。
上述技术方案所设计模糊测试应用效果对比方法，采用多维度协同参与，应用hash表结构与统计算法，针对不同模糊测试方法对应目标设备测试的维度进行计算，最终实现各模糊测试方法分别在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，实现不同模糊测试方法的测试效果对比，拥有客观、且准确而效率的模糊测试方法对比效果展现，设计方法用于对标测试，便于对比不同测试产品的测试效果，实现产品的优化，实际应用中，本发明设计方法除了可以比较不同测试工具的效果，也可比较同一测试工具不同版本的测试效果，也就是说也可用于测试工具迭代开发的测试。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种模糊测试应用效果对比方法，基于不同模糊测试方法针对相同目标设备的模糊测试，实现测试效果对比，其特征在于：首先分别针对各模糊测试方法，执行步骤A1至步骤A3，完成初始化方法；
步骤A1. 针对模糊测试方法中所涉及的各通讯协议，分别进行解析获得各通讯协议分别所对应的协议逻辑模型，并获得各通讯协议分别所对应协议逻辑模型中的要素，然后进入步骤A2；
步骤A2. 构建该模糊测试方法所对应的hash表，将各协议逻辑模型存入hash表，并以各协议逻辑模型中的要素作为主键，要素在模糊测试过程中出现的次数为主键的值，初始定义各主键的值为0，然后进入步骤A3；
步骤A3. 针对该模糊测试方法所对应的hash表，***一条不符合通讯协议、主键值为0的预设填充协议逻辑模型格式记录，完成该模糊测试方法的初始化方法；
然后分别针对各模糊测试方法，执行步骤B1至步骤B2，完成维度数据采集方法；
步骤B1. 伴随应用模糊测试方法对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，实时针对模糊测试进行抓包操作获得测试数据包，针对测试数据包dpi解析提取其中的要素，并在该模糊测试方法所对应hash表中、实现针对所获要素的要素比对操作，若比对成功，则针对该hash表中相应协议逻辑模型中相应要素的值进行累加1更新，并结合该hash表中符合通讯协议的各协议逻辑模型中主键值之和，累计相同测试数据包的重复比例，作为有效测试数据包重复比例维度；若比对不成功，则针对该hash表中不符合通讯协议的预设填充协议逻辑模型格式记录，将其中要素的值进行累加1更新；
同时基于对测试数据包的抓取，累加模糊测试过程中所发现的漏洞数维度；
待完成对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，获得该模糊测试方法所对应更新后的hash表、该模糊测试方法对应目标设备测试的漏洞数维度、以及该模糊测试方法对应目标设备测试的有效测试数据包重复比例维度，然后进入步骤B2；
步骤B2. 针对该模糊测试方法所对应的hash表，统计其中符合通讯协议的各协议逻辑模型中主键值之和，该值占该hash表中所有主键值之和的比例，即为该模糊测试方法对应目标设备测试的协议规范匹配度维度；
最后执行如下步骤C1至步骤C2，完成各模糊测试方法对目标设备测试效果的对比；
步骤C1. 根据各模糊测试方法分别对应目标设备测试的各个维度，以及各维度的预设权重，分别针对各模糊测试方法，按如下公式：
Figure 13317DEST_PATH_IMAGE001
获得模糊测试方法在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分
Figure 399299DEST_PATH_IMAGE002
；然后进入步骤C2；式中，
Figure 179036DEST_PATH_IMAGE003
表示所有参与模糊测试方法的总数，
Figure 292355DEST_PATH_IMAGE002
表示第
Figure 575569DEST_PATH_IMAGE004
个模糊测试方法在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，
Figure 866873DEST_PATH_IMAGE005
，
Figure 602747DEST_PATH_IMAGE006
表示所有维度的总数，
Figure 801648DEST_PATH_IMAGE007
表示第
Figure 188636DEST_PATH_IMAGE004
个模糊测试方法对应目标设备测试的第
Figure 181999DEST_PATH_IMAGE008
个维度的数值，
Figure 405170DEST_PATH_IMAGE009
表示第
Figure 611024DEST_PATH_IMAGE008
个维度的预设权重；
步骤C2. 根据各模糊测试方法分别在所有参与模糊测试方法中、对应目标设备测试效果的得分，实现各模糊测试方法对目标设备测试效果的对比。
2.根据权利要求1所述一种模糊测试应用效果对比方法，其特征在于，所述分别针对各模糊测试方法的维度数据采集方法中，所述步骤B1中还包括如下：
伴随应用模糊测试方法对目标设备执行模糊测试方法的整个过程，分别实现如下各个维度的获得：
统计目标设备对所有测试数据包的网络响应延迟，并通过平均值的计算，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的网络延迟维度；
统计监测目标设备的数字信号抖动值和模拟信号抖动值之和，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的信号抖动值维度；
统计测试过程所需要的时长，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的消耗时长维度；
统计测试过程中所消耗的***资源，作为该模糊测试方法对应目标设备测试的消耗资源维度。
3.根据权利要求1或2所述一种模糊测试应用效果对比方法，其特征在于：所述步骤B1中，通过抓取获得测试数据包后，首先剔除测试数据包中预设类型的无效数据，然后针对测试数据包进行dpi解析提取其中的要素。
4.根据权利要求3所述一种模糊测试应用效果对比方法，其特征在于：所述预设类型的无效数据包括二层自动发现数据包、非测试广播包、第三方设备发送数据包、以及测试上层协议时的arp数据包。
5.根据权利要求3所述一种模糊测试应用效果对比方法，其特征在于：所述步骤B1中，采用旁路抓包方法，实时针对模糊测试进行抓包操作获得测试数据包。
6.根据权利要求3所述一种模糊测试应用效果对比方法，其特征在于：所述步骤A1中所获各通讯协议分别所对应的协议逻辑模型采用XML数据格式。
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