CC BY
61
УДК 004.94
ПОИСК ПРОГРАММНЫХ ОШИБОК В АЛГОРИТМАХ ОБРАБОТКИ СЛОЖНО-СТРУКТУРИРОВАННЫХ ДАННЫХ
А. Н. Макаров
При разработке программных комплексов часто решается задача по интеграции в них программных модулей, для которых отсутствуют исходные коды и сопроводительная техническая документация. Для обеспечения надежности функционирования комплекса в целом может потребоваться выполнить анализ бинарного кода используемых модулей.
В данном случае под анализом бинарного кода подразумевается проверка корректности работы программного обеспечения (ПО) и отсутствия программных ошибок. Существуют различные классификации ошибок, встречающихся в ПО [1, 2]. Далее считаем, что программная ошибка — это ошибка реализации ПО, допущенная разработчиками на этапе кодирования. Проявлением программной ошибки является аварийное завершение процесса, связанного с соответствующим ПО.
Сократим анализ бинарного кода. Исследоваться будут только те программные модули (или их части), которые отвечают за обработку входных данных. Этому есть объяснение. Разрабатываемая и используемая методика тестирования бинарного кода [3] хорошо себя зарекомендовала для тестирования ПО, которое обрабатывает сложноструктурированные входные данные. Именно при создании программного кода, обрабатывающего сложно-структурированные данные, со многими внутренними связями (явными и неявными), на качестве кода сказывается человеческий фактор.
Применяют несколько основных подходов, которым отдается предпочтение при решении задачи тестирования бинарного кода [4, 5]:
— обратная инженерия (reverse engineering) — применяется с целью получения ПО на языке ассемблера или на языке высокого уровня;
— анализ двоичного кода — предполагает наличие анализирующего приложения, которое читает собранное ПО и просматривает его с применением некоторых эвристических правил;
— тестирование нагрузкой, или стрессовое тестирование — используется набор файлов сценариев, которые посылают ПО разнообразные входные данные различного размера и структуры.
В последнее время получил распространение один из видов стрессового тестирования — фазинг (fuzzing) [1]. Его преимущество — возможность быстрого получения результатов.
Тестирование алгоритмов обработки сложно-структурированных данных, основанное на стрессовом тестировании, можно представить в виде последовательности тестов. Каждый тест выполняется за четыре шага.
Шаг 1. С помощью процедур формирования входных данных подготавливаются входные данные, которые будут переданы исследуемому процессу.
Ш!аг 2. Запускается исследуемый процесс и ему передаются сформированные на первом шаге входные данные.
Ш!аг 3. Регистрируется состояние исследуемого процесса. Если исследуемый процесс на переданных ему входных данных завершает работу аварийно, то собранная информация о работе процесса поможет разобраться в причинах ошибки.
Шаг 4. На последнем шаге теста, в случае аварийного завершения исследуемого процесса, восстанавливается корректность его последующих запусков для независимого выполнения очередного теста.
Применение стрессового тестирования позволяет обнаружить программные отттиб-ки за короткое время.
Первоначально входные данные для тестирования формировались в статичном режиме, на основе различных эвристических правил и без восстановления алгоритмов работы исследуемого ПО.
Для повышения эффективности тестирования было решено сочетать стрессовое тестирование и динамический анализ на основе трассировки исследуемого процесса. Трассировка помогает сгенерировать входные данные.
При этом возникают две взаимосвязанные задачи. Первая — сопоставление входных данных и результатов трассировки, для чего строится граф потока данных.
Вторая задача — анализ собранной трассы, при этом можно выделить различные подзадачи: обнаружение функций, «схлопывание» циклов, минимизация объемов хранимых данных (поскольку объемы трассы измеряются гигабайтами) и другие. Для решения данной задачи предполагается использовать возможности среды Ida Pro. Интеграция со средой Ida Pro позволит минимизировать объем трассы и решить ряд подзадач с помощью штатных средств дизассемблера.
Таким образом, выявление программных ошибок в ПО без исходных текстов путем дополнительного тестирования механизмов обработки входных данных позволяет повысить надежность разрабатываемых программных комплексов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Козиол Д., Личфилд Д., Эйтэл Д., и др. Искусство взлома и защиты системы. СПб.: Питер, 2006. 416 с.
2. Ховард М., Лебланк Д. Защищенный код. 2-е изд. М.: Издательско-торговый дом «Русская редакция», 2005. 704 с.
3. Макаров А. Н. Метод автоматизированного поиска программных ошибок // Безопасность информационных технологий. Вып. 2. М.: МИФИ, 2008. С. 101-104.
4. Хогланд Г., Мак-Гроу Г. Взлом программного обеспечения: анализ и использование кода. М.: Издательский дом «Вильямс», 2005. 400 с.
5. Eilam E. Reversing: Secrets of Reverse Engineering. Wiley Publishing, 2005. 589 p.
УДК 004.738
МАРШРУТИЗИРУЕМЫЙ СЕРВИС ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
В. И. Никонов
Настоящая работа продолжает исследование [1], посвященное разработке алгоритмов разделения данных в распределенных сетях. Этот метод выступает в качестве альтернативы снижению вычислительных затрат при использовании шифрования.
Одним из видов активных сетевых атак является класс атак, основанных на сниф-финге [2]. Приведем пример, в котором злоумышленник, обладая знаниями, что некоторая организация регулярно передает данные из A в G, может довольно точно определить маршрут от A до G в момент времени А t и осуществить перехват на каком-нибудь из участков следования трафика (см. рис. 1,а).
