一種支持非均衡任務(wù)分配的動(dòng)態(tài)漏洞挖掘系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種支持非均衡任務(wù)分配的動(dòng)態(tài)漏洞挖掘系統(tǒng)和方法，屬于軟件工程和信息安全領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)得到迅速的普及。由此產(chǎn)生的安全問題也越來越受到人們的重視。漏洞則是威脅軟件安全的最重要的因素。檢測(cè)漏洞的方法主要有靜態(tài)分析和動(dòng)態(tài)分析，由于商業(yè)軟件的并不提供源碼，動(dòng)態(tài)分析就顯得尤其重要了，由此發(fā)展起來了很多的動(dòng)態(tài)分析框架。
[0003]保障網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全的一個(gè)重要前提就是，快速全面地挖掘系統(tǒng)中的安全漏洞，消除系統(tǒng)的安全隱患。國內(nèi)外出現(xiàn)大量的專業(yè)漏洞研究組織，如國內(nèi)外病毒防范公司、白帽子組織、軍方研究組織和政治組織等，還有大量的民間研究組織和愛好者。正是借著所有這些同興趣者的共同努力，出現(xiàn)了大量有效的漏洞挖掘技術(shù)和成熟工具。
[0004]現(xiàn)有的漏洞挖掘工具很多，如基于符號(hào)執(zhí)行的可疑代碼區(qū)域查找工具、基于約束求解的動(dòng)態(tài)污點(diǎn)分析工具以及模糊測(cè)試工具，這些工具都是漏洞發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)的重要工具。通過分析多種工具間的關(guān)聯(lián)性，對(duì)其中間成果進(jìn)行集成利用，可以形成動(dòng)態(tài)漏洞挖掘系統(tǒng)，提高漏洞挖掘的效率。
[0005]在現(xiàn)實(shí)測(cè)試過程中，為了能更快的完成測(cè)試任務(wù)，提升時(shí)間效率，我們可以采用分布式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)污點(diǎn)分析框架。通過建立C/S模式，服務(wù)器端負(fù)責(zé)任務(wù)的分配和管理，客戶端則執(zhí)行相應(yīng)的測(cè)試任務(wù)，最終將測(cè)試結(jié)果反饋給服務(wù)器端。對(duì)于每一個(gè)客戶端，在收到服務(wù)器端分配的測(cè)試用例時(shí)，都是單獨(dú)啟動(dòng)線程執(zhí)行整個(gè)測(cè)試過程，是一種負(fù)載均衡分配的分布式系統(tǒng)。但是在現(xiàn)實(shí)中，不同的機(jī)器擁有不同的性能，我們也需要將這點(diǎn)考慮就去，針對(duì)不同性能的機(jī)器分配不同的任務(wù)，更高效的完成整個(gè)測(cè)試任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明解決的技術(shù)問題:在分布式動(dòng)態(tài)漏洞挖掘系統(tǒng)中，一般采用的都是均衡式分布式系統(tǒng)，即每臺(tái)機(jī)器分別啟動(dòng)線程執(zhí)行測(cè)試任務(wù)，執(zhí)行過程的負(fù)載是相同的。但是現(xiàn)實(shí)中不同機(jī)器性能不同，包括硬件條件，是否包含被測(cè)試程序等條件。因此，本發(fā)明提供了一種非均衡任務(wù)分配分布式動(dòng)態(tài)漏洞挖掘系統(tǒng)和方法，通過將系統(tǒng)劃分成子任務(wù)，并設(shè)計(jì)非均衡任務(wù)分配策略，更高效的完成整個(gè)測(cè)試任務(wù)。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案:本發(fā)明中的支持非均衡任務(wù)分配的漏洞挖掘系統(tǒng)中，首先需要將漏洞挖掘系統(tǒng)劃分成多個(gè)子任務(wù)模塊，在測(cè)試過程中能動(dòng)態(tài)生成子任務(wù)，并放到任務(wù)池中，然后啟動(dòng)服務(wù)器端和客戶端，實(shí)施非均衡任務(wù)分配策略，開始整個(gè)測(cè)試任務(wù)。月艮務(wù)器端負(fù)責(zé)整個(gè)任務(wù)的分配和調(diào)度，客戶端則執(zhí)行具體的模塊完成子任務(wù)，并反饋結(jié)果，實(shí)現(xiàn)非均衡任務(wù)分配的效果。
[0008]具體來說，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0009]—種支持非均衡任務(wù)分配的動(dòng)態(tài)漏洞挖掘系統(tǒng)，包括任務(wù)池、服務(wù)器端和客戶端；所述任務(wù)池存放動(dòng)態(tài)漏洞挖掘的若干個(gè)子任務(wù)，所述服務(wù)器端從任務(wù)池讀取子任務(wù)，根據(jù)非均衡任務(wù)分配調(diào)度策略將子任務(wù)分配給合適的客戶端，實(shí)現(xiàn)子任務(wù)的分配和調(diào)度;所述客戶端執(zhí)行分配到的子任務(wù)，并將執(zhí)行結(jié)果反饋給服務(wù)器端。
[0010]進(jìn)一步地，所述非均衡任務(wù)分配調(diào)度策略，是指服務(wù)器端根據(jù)子任務(wù)的特點(diǎn)和客戶端機(jī)器的性能決定客戶端需要執(zhí)行的子任務(wù)，實(shí)現(xiàn)子任務(wù)的非均衡分布式分配。
[0011]進(jìn)一步地，所述服務(wù)器端部署管理模塊，負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)子任務(wù)的生成和分配調(diào)度過程;所述客戶端部署動(dòng)態(tài)污點(diǎn)分析模塊、約束求解模塊、用例選擇模塊;所述子任務(wù)是在系統(tǒng)執(zhí)行過程中動(dòng)態(tài)生成，分別由所述客戶端的各個(gè)功能模塊完成子任務(wù)。
[0012]—種采用上述系統(tǒng)的支持非均衡任務(wù)分配的動(dòng)態(tài)漏洞挖掘方法，其實(shí)現(xiàn)步驟如下:
[0013]I)開啟服務(wù)器端，并將客戶端連接到服務(wù)器端；
[0014]2)開始進(jìn)行動(dòng)態(tài)漏洞挖掘任務(wù)，在運(yùn)行的過程中動(dòng)態(tài)生成子任務(wù)，存放到任務(wù)池中；
[0015]3)服務(wù)器端從任務(wù)池讀取子任務(wù)，根據(jù)非均衡任務(wù)分配調(diào)度策略將子任務(wù)分配給合適的客戶端；
[0016]4)客戶端在收到相應(yīng)的子任務(wù)時(shí)，開啟新的線程執(zhí)行子任務(wù)，執(zhí)行結(jié)束之后將結(jié)果反饋給服務(wù)器端。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0018](I)將漏洞挖掘系統(tǒng)劃分成子任務(wù)模塊。本發(fā)明在實(shí)現(xiàn)非均衡任務(wù)分配分布式系統(tǒng)時(shí)，首先需要?jiǎng)澐肿尤蝿?wù)模塊，根據(jù)子任務(wù)的特點(diǎn)和客戶端機(jī)器的性能決定客戶端需要執(zhí)行的子任務(wù)。通過子任務(wù)的劃分，使得測(cè)試任務(wù)可以進(jìn)行非均衡分布式分配。
[0019](2)制定非均衡任務(wù)分配策略。本發(fā)明根據(jù)實(shí)際情況的需要，針對(duì)分布式系統(tǒng)運(yùn)行中的特點(diǎn)，制定并實(shí)施非均衡任務(wù)分配策略，實(shí)現(xiàn)依據(jù)機(jī)器具體性能不同分配相應(yīng)的測(cè)試子任務(wù)，更高效的完成整個(gè)測(cè)試任務(wù)。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的整體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)圖；
[0021 ]圖2為本發(fā)明的非均衡任務(wù)分配策略算法圖；
[0022]圖3為本發(fā)明的客戶端執(zhí)行分均衡任務(wù)分配流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)描述。
[0024]圖1為本發(fā)明的整體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)圖。本發(fā)明基于動(dòng)態(tài)漏洞挖掘系統(tǒng)集成機(jī)理和方法，設(shè)計(jì)非均衡任務(wù)分配分布式系統(tǒng)。首先將系統(tǒng)劃分成四個(gè)功能模塊，包括動(dòng)態(tài)污點(diǎn)分析模塊、約束求解模塊、用例選擇模塊和管理模塊，然后在分布式系統(tǒng)中部署實(shí)施非均衡任務(wù)分配策略。其中，服務(wù)器端部署管理模塊，負(fù)責(zé)控制協(xié)調(diào)整個(gè)測(cè)試過程，主要包括子任務(wù)的生成和分配調(diào)度。在管理模塊中實(shí)現(xiàn)非均衡任務(wù)分配策略算法，測(cè)試開始后，根據(jù)測(cè)試任務(wù)需要，動(dòng)態(tài)生成子任務(wù)并實(shí)現(xiàn)子任務(wù)的調(diào)度，客戶端則需要部署另外三個(gè)功能模塊，負(fù)責(zé)接收服務(wù)器端分配的子任務(wù)，并通過調(diào)用相應(yīng)功能模塊完成任務(wù)。
[0025]上述四個(gè)功能模塊的實(shí)現(xiàn)機(jī)理及特點(diǎn)如下:
[0026](I)動(dòng)態(tài)污點(diǎn)分析模塊:動(dòng)態(tài)污點(diǎn)分析模塊的實(shí)現(xiàn)是基于動(dòng)態(tài)二進(jìn)制插粧技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，在運(yùn)行程序的過程中進(jìn)行插粧操作，輸出輸入數(shù)據(jù)在二進(jìn)制程序中的傳播軌跡。本發(fā)明中使用valgrind框架實(shí)現(xiàn)這一模塊，因此需要運(yùn)行此模塊的主機(jī)中安裝了 valgrind框架和被測(cè)試的二進(jìn)制程序，同時(shí)存儲(chǔ)了使用的測(cè)試用例。
[0027](2)約束求解模塊:約束求解模塊根據(jù)動(dòng)態(tài)污點(diǎn)分析模塊得到的輸入數(shù)據(jù)的傳播軌跡，提取相應(yīng)分支點(diǎn)的約束條件集合，進(jìn)行約束求解操作，從而生成遍歷其他分支路徑的測(cè)試用例。因此運(yùn)行該模塊的主機(jī)需要有較好的計(jì)算性能。
[0028](3)用例選擇模塊:經(jīng)過約束求解模塊的計(jì)算之后，生成很多新的測(cè)試用例，通過用例選擇模塊為每一個(gè)測(cè)試用例打分，得分高的測(cè)試用例優(yōu)先執(zhí)行。該模塊的實(shí)現(xiàn)也是基于valgrind框架，因此需要相應(yīng)主機(jī)安裝valgrind框架和被測(cè)試的二進(jìn)制程序，同時(shí)存儲(chǔ)了使用的測(cè)試用例。
[0029](4)管理模塊:主要是協(xié)調(diào)各個(gè)模塊之間的交互和進(jìn)行各模塊間輸