DevEco Testing注入攻击测试的背后原理

OpenAtom OpenHarmony（以下简称“OpenHarmony”）作为面向全场景的开源分布式操作系统，可广泛应用于智能家居物联网终端、智能穿戴、智慧大屏、汽车智能座舱、音箱等智能终端，为用户提供全场景跨设备的极致体验。这些搭载OpenHarmony的智能终端设备（后文简称：OpenHarmony终端）涉及人们生活的方方面面，成了记录人们日常行为数据和隐私信息的重要载体。不可避免地，这让OpenHarmony终端成了网络黑客的攻击目标，一旦发现设备存在安全漏洞，攻击者就会针对漏洞进行恶意攻击和利用。不仅影响到用户设备、隐私和财产安全，对社会安全更是埋下了潜在隐患。

为守护OpenHarmony终端安全，HUAWEI DevEco Testing安全测试团队带来了成熟的安全解决方案——注入攻击测试。

一、HUAWEI DevEco Testing介绍

HUAWEI DevEco Testing（后文简称：DevEco Testing）是华为为OpenHarmony生态合作伙伴打造的测试服务平台，为伙伴接入提供专业的测试服务，共筑高品质的智能硬件和应用产品。

为帮助生态合作伙伴守护OpenHarmony终端安全，DevEco Testing团队将华为公司多年的攻防经验实例化，总结出一套丰富、全面的安全测试用例库，形成了标准化的黑盒Fuzz自动化测试服务——注入攻击测试。

由于DevEco Testing注入攻击测试是一种黑盒Fuzz自动化测试，下面我们就先从Fuzz测试谈起，通过对Fuzz测试的原理和测试执行过程的介绍，让你深入了解DevEco Testing注入攻击测试的背后原理。

二、Fuzz测试

面对网络黑客对漏洞的恶意攻击，相较于被动应对外部的暴力破解，安全专家们更乐于主动出击。通过模拟攻击者思维，针对业务系统进行漏洞挖掘，以暴露出业务流程中潜在的安全缺陷。业内进行漏洞挖掘常用的手段包括静态代码扫描、Fuzz测试、渗透测试等，其中Fuzz测试因其效果显著且原理简单，被广泛运用在黑客界、学术界及企业界。例如，Google将Fuzz测试用例作为产品代码交付的标准项，以确保交付组件是稳定、安全和可靠的；微软也在产品全周期中持续进行Fuzz测试，从单元测试到系统测试，Fuzz从不停止。

1．Fuzz测试原理及应用场景

Fuzz测试是一种通过提供大量非预期的输入（恶意/随机数据），并监测被测系统是否出现异常结果，来发现应用程序中是否存在安全问题的安全测试技术。

通常来说，只要是接受外部数据输入的业务组件/接口，都需要进行Fuzz测试的覆盖。比如，存在外部入口的协议报文、外部文件的解析代码、系统服务接口等，都涉及外部数据输入，被攻击后安全风险非常高。以常见的移动操作系统为例，如图1所示，Fuzz测试会涉及到以下接口：

图1 Fuzz测试涉及的接口

（1）应用层：上层应用对外暴露的组件，可能接受外部Intent输入。

（2）系统服务：大量系统服务开放接口被上层应用调用，承担着系统的核心功能。

（3）网络服务：Socket通信是设备对外传送数据的主要方式，是常见的远程攻击面。

（4）内核驱动：通过ioctl（input/output control）系统调用向上层提供读写/控制设备的能力。

针对以上接口，Fuzz测试能发现大多数常见的安全问题：空指针、数组越界、缓冲区溢出、整数溢出、格式串漏洞、资源分配、有效性检查缺少和内存泄漏等。相较于上线后发现漏洞紧急修复，通过Fuzz测试将常见的安全问题暴露在上线前是企业更优的选择。

2．Fuzz测试执行过程及分类

Fuzz测试效果备受业内认可，其执行过程并不复杂，通常分为以下步骤：

（1）选择高风险模块作为测试目标。

（2）基于种子数据，通过自动或是半自动的方式生成大量测试数据。

（3）将生成的数据作为输入，发送给被测试的系统执行。

（4）检测被测系统的状态（断言、异常、进程crash、错误、逻辑错误、重启、能否响应、响应是否正确、系统是否稳定等）。

（5）根据每次数据执行的结果，反向指导数据的变异，以生成更有效的数据、覆盖更多分支。

（6）根据被测系统的异常状态，判断是否存在潜在的安全漏洞。

图2 Fuzz测试执行过程

根据测试过程中使用的不同关键技术，Fuzz测试可以分为白盒Fuzz、黑盒Fuzz、灰盒Fuzz三类：

其中，黑盒Fuzz测试效率最高，无需考虑内部逻辑结构，仅着眼于程序外部结构，即可快速验证大量潜在的安全威胁。

对于测试人员来说，黑盒Fuzz测试虽然简单易执行，但想要根据业务流程设计出系统、完备的测试解决方案，往往需要投入巨大成本，对于大多数企业来说这是难以负担的。为帮助生态合作伙伴解决这些难点，DevEco Testing推出了注入攻击测试服务。

三、DevEco Testing注入攻击测试

DevEco Testing注入攻击测试，是一种黑盒Fuzz自动化测试服务。在进行注入攻击测试时，将程序看作一个不能打开的黑盒子。在不考虑程序内部结构及特性的情况下，测试人员灵活选择接口进行测试，以检查程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的输出信息。

当前，注入攻击测试服务主要提供以下能力：

1．已集成系统服务接口和网络通信接口的Fuzz测试能力，支持一次任务多种接口类型同时测试。

2．支持系统全量SA接口和Socket端口的全自动化测试，零用例，零学习成本。

3．可定制攻击强度和攻击权限，平台基于配置自动进行Fuzz测试引擎的无缝切换。

4．支持测试过程中手机的随时插拔，能够在设备重连后继续执行Fuzz测试任务。

使用DevEco Testing注入攻击测试服务的测试过程也非常简单，演示如下：

测试过程演示

关键步骤如下：

1. 梳理接收外部数据输入的业务和接口（一般遵循新增/修改、对外开放暴露、权限低、距离攻击入口近的原则，制定风险优先级）。

2. 分析被测接口或者业务是如何被外部调用的（无需关注业务或者接口是如何实现的，只关注如何被调用即可）。

3. 连接设备，创建任务并执行。

4. 查看异常日志。

5. 根据异常分析是否存在漏洞。

6. 修复完漏洞后，重新测试验证。

测试小贴士：

根据Fuzz测试原理，测试执行时间越长，覆盖的分支越多，测试深度就越深。但产品测试，不可能无限期测试，需要平衡测试时长与效果。根据华为内部测试经验，满足以下两个条件可结束测试：

1. 达到基本稳定：不生成新的Bug。

2. 达到测试充分：满足时间或者次数要求。

具体的测试执行策略，开发者需根据自身业务情况确定。

四、结束语

目前许多开发者在产品设计和实现阶段忽视了安全问题，以至于上线后风险难以评估和把控。DevEco Testing提倡将安全测试左移，及时暴露出系统及设备漏洞，通过提供专业、易用、开放的测试服务，帮助OpenHarmony生态伙伴提前规避潜在风险。

审核编辑：彭静