模糊测试技术在工控网络协议漏洞挖掘中的应用

"基于模糊测试的工控网络协议漏洞挖掘方法" 本文主要介绍了一种针对工业控制系统（工控系统）的网络协议漏洞挖掘方法，该方法利用模糊测试（fuzzing）技术来检测工控系统中的漏洞，特别是针对Modbus TCP协议和私有协议的漏洞。工控系统的安全性至关重要，因为它们通常控制着关键基础设施，如能源、交通和制造业。传统漏洞挖掘方法在工控系统环境中可能不适用，因为这些系统对稳定性和实时性的要求极高，不能承受常规的渗透测试。 首先，文章提出使用工控网络协议的测试用例变异因子，这些因子能够生成协议特征值，代表不同类型的工控系统漏洞。以Modbus TCP协议为例，通过变异因子与协议特征的结合，创建多样化的测试用例，从而覆盖协议的各种可能状态。在测试过程中，利用Modbus TCP请求与响应的协议特征对应关系，以及旁路监听技术，解决了在复杂工控环境下判断测试用例有效性的难题。 对于工控私有协议的模糊测试，作者建立了一个工控私有协议树，将私有协议数据集进行分类。接着，运用可变字节值概率统计方法分析数据，通过长度域学习方法理解协议结构，以及采用Apriori算法和Needleman/Wunsch算法来学习私有协议的特征。这些方法的结合显著提升了私有协议测试用例的接收率，使得更多潜在的漏洞得以暴露。 实验部分，研究者在真实的工控设备上应用了这种方法，结果显示，该方法能够有效地检测出工控公有和私有协议的漏洞，验证了其在工控安全领域的有效性。 文章发表于《计算机集成制造系统》，由赖英旭、杨凯翔、刘静和刘增辉共同撰写，强调了在遵循严格的出版规定和学术诚信原则下，录用定稿在网络首发的严谨性。此外，该研究得到青海省自然科学基金的资助，展示了其科研价值和实践意义。 这篇研究为保障工控系统的网络安全提供了新的工具和技术，有助于预防和减少由于协议漏洞引发的安全事件，保护关键基础设施免受恶意攻击。