协议模糊测试

本文针对协议模糊测试的边角知识进行总结，简单的介绍了协议，模糊测试，漏洞等基础概念，并总结了协议漏洞挖掘的步骤，以及介绍了一款挖掘工具-Peach。

 

1.        协议是什么？

作用：远程信息传输

过程：比如，你本机QQ程序要向internet上的另一台主机上的QQ程序发送“你好吗？”，协议保证它可以顺利发到。它是怎么做到的呢？

发送方:

l  首先它在“你好吗”前后加一些标志，假设，当“你好吗？”这个数据到达另一台主机上时，能发送到QQ程序上，还有其它一些作用，比如，当这边没收，那边可以重发等等。这些功能都是通过数据头携带的信息实现的，其中“你好吗？”是协议的数据部分。实现这种功能的协议叫做传输层协议。

l  前面有个前提，是当“你好吗？”到达另一台主机。这个“你好吗？”怎样到达主机，依然是在把前面的应用层协议+“你好吗？”当做数据，在它的头加一些标志，可以使它在万亿台机器中寻找到这台主机，这个标志主要是IP地址，这层协议叫做网络层协议。

l  当网络层包装好的这个数据包知道它要怎样到达那台主机，它应该怎样发送，IP地址是虚拟的，它需要知道MAC地址，和一些硬件相关的参数的协定，这层协议是链路层协议。

l  数据传输最终都是变成01的低高电平传输，这层叫做物理层。

l  应用层则是在传输层上面的协议，距离真实数据更加近的协议，它是实现各个程序的具体功能的协议。比如在数据的头加一个字段，定义这个数据的用途，是直接显示在界面上，还是存到数据库中。

接收方：

l  接收方最终要接受到的首先是带着物理层协议头+链路层协议头+网络层协议头+传输层协议头+“你好吗”的一个数据包。它会层层剥开协议的头，当这个协议达到它的目的地，就把协议的头都给去掉，最终送到另一台主机QQ上的是“你好吗？”，比如，送到这台电脑的时候还剩下应用层+“你好吗”，当这个传输层协议完成它的使命，将“你好吗？”送到QQ程序后就剥离了应用层协议头这部分数据，最后在你的界面只剩下“你好吗？”。

对于以上例举的5层协议的工作过程可以这么概括：你想从本机QQ上发送“你好吗？”到其它主机上，你首先要定位到那台电脑，定位到那台电脑上的QQ程序上。而定位到那台电脑是通过网络层协议实现的，定位程序是通过传输层协议实现，但是当你定位那台电脑后，你要通过网络电缆把数据传送到目的地，这就需要链路层和物理层的协议。而应用层协议，顾名思义，是决定所要传输数据的最终用途，比如发送“你好吗？”，用途就是让它显示在界面上，所以应用层的头中应包含指示应用程序将该数据打印的数据段。想完成传送“你好吗？”这句话，要分几个步骤去做，每个步骤都是用一个协议来实现，步骤的先后决定协议的分层。

其它协议：

以上5层协议可以保证远程数据传输。但是协议很多，协议的本质就是通过协商、议定完成一项工作，其它具体协议都是为完成特定工作而开发。协议具有分层特点，一种协议视它工作情况而定，只能在特定一层完成的工作，所以这些形形色色的协议都会有它特定的工作层。

某个协议的分步工作：

虽说一个协议是完成一小项工作，但是这一小项工作依然需要分步骤处理，每个步骤是该协议的一种数据包。比如某个协议，首先它们得互相say hellow，让对方知道我们在用这个协议交流，就算是建立了协议的会话，然后给对方发送一些自己这边的情况，其次才是约定一些具体事项。

2.        协议模糊测试要做的工作

(1)      利用协议头的各种特定标志来协商议定，是需要代码来处理实现的，这些代码组成协议的C/S端，所有协议都必须有它的处理代码。

(2)      协议的各个字段，都会按照协议的实现流程被处理。这些字段都是C/S两端认可的合法数据，当我们把这些字段变成不合法的，让程序去处理它，这个过程就叫做模糊测试，比如某个协议里有个字段是告诉对方传输数据用什么格式，0代表ASIIC码格式，1代表unicode，但是我们偏把这个字段写成“a”，看它怎样处理这个不认识的意外的字段。

3.        为什么要进行模糊测试？

(1)      查找代码实现的缺陷

针对自己公司实现的代码，发送这些变异数据去试试代码的健壮性，如果代码处理不了，那就是有缺陷，健壮性不好，开发人员就会去查找原因并修改它。

(2)      漏洞挖掘

当这个变异数据导致了程序发生异常，那其它人就可以研究一下发生了什么异常，是不是漏洞，如果是漏洞，是否可利用。如果是可利用漏洞，就可以通过精心构造一些数据去触发漏洞，并让它实现某些功能。

4.        什么是漏洞？

大的方面不讲，就从软件方面讲。

漏洞就是代码实现有缺陷，可以触发这个缺陷，改变代码执行流程，或泄露一些信息或实现其他目的缺陷。比如，你编写了一个需要输入用户名、密码的登陆系统，那正常情况下你是要输入正确的用户名和密码才可以登入系统，输入用户名和密码的代码是一个类似：把用户输入到的数据与数据库里的数据比对的过程，然后有一个if right，then in的过程，漏洞是可以直接跳过if right这行代码，而直接执行then in进入系统，所以就不需要输入正确的用户名和密码，这就是利用漏洞实现跳转流程。

5.        怎样进行模糊测试

(1)      首先你得定义出合法的数据包，目标代码可以识别并会处理的数据包，并且这个数据包某个字段是被变异的

(2)      然后你得将这个数据包送到目标程序那，让目标程序处理数据包

(3)      有一个能实时监督目标程序处理异常数据的功能，当目标程序处理异常会报告

6.        模糊测试工具Peach

Peach就是可以完成模糊测试所需三个主要工作的工具。

Peach的使用：

用户通过编写peach pit模板，来提供完成模糊测试所需信息。然后，peach工具内部代码，会读取这些pit模板里的信息，完成测试工作。

Peach pit模板：

l  DataModel

实现数据的格式定义，在协议里即是数据包的格式

l  StateModel

定义数据的交互过程，在协议中，即是数据包的交互过程，即是一项工作的分布完成

l  Publisher

建立通信信道，讲数据传送到要处理的程序中去

l  Monitor

监视程序处理情况，发生异常及时报告，记录异常信息

l  Test

组合以上几个模块，形成一个测试组合