如何针对 Linux KVM 编写模糊测试？答案

【问题标题】：How to write fuzzing tests against the Linux KVM?如何针对 Linux KVM 编写模糊测试？
【发布时间】：2011-04-20 14:24:38
【问题描述】：

Linux 内核（当它是主机内核时）应该不会受到来宾内核在虚拟机中执行的内容的不利影响。

我想通过模糊从客户内核到主机内核的接口来测试该属性。我似乎很清楚，测试需要在来宾内核中运行（例如，在内核模块中），生成任意代码，然后执行该代码。如果主机内核崩溃（或发生“有趣”的事情），则测试失败。

所以，我的问题是：

您知道已经完成此任务的任何测试吗？
是否有预期会导致我需要避免的主机内核崩溃的指令？
在 Linux 内核中生成垃圾的最佳方法是什么？
生成垃圾后，如何执行？

目前，我想只关注一般的模糊测试方法。稍后，在我完成此测试后，我将对其进行更改，以对内核中的不同虚拟化指令和驱动程序进行模糊测试。

更新：在进一步考虑之后，用完全垃圾进行模糊测试是行不通的，因为我的客户机器崩溃的频率比我预期的主机崩溃的频率要高。所以，我认为我需要从一开始就通过外科手术来解决这个问题。有什么建议吗？

【问题讨论】：

有点野心勃勃，也许你应该通过破解一个更简单的项目来切齿。

标签： security linux-kernel virtualization fuzzing

【解决方案1】：

在很大程度上发现严重的 0 天是关于编写富有想象力的测试。当您构建测试系统时，您需要识别其攻击面。在 Web 应用程序中，这很简单，GET/POST 请求。对于像 VM 这样的东西，它更复杂。实际提供给您的硬件，是由 KVM 创建的假象。在某些时候，与该设备的数据交互将由主机处理。

其他重要资源是寻找已在您的目标中发现的漏洞。程序员经常会犯非常相似的错误，而类似的错误也很常见。 These CVE's: CVE-2010-0297 CVE-2010-0298 CVE-2010-0306 CVE-2010-0309，是 LInux 的 KVM 漏洞的一个很好的例子。突出的两个硬件设备是 CPU 和 USB，它们都受到了损害。

一个非常强大的模糊测试平台是Peach。许多测试可以单独使用 XML 创建，但如果你知道 python，你可以扩展 peach 来做任何事情。

【讨论】：

“富有想象力”与“雄心勃勃”相似吗？ :)
感谢您提供指向这些 CVE 的指针；我还不熟悉虚拟化设备的工作，所以我会以这些为起点。
我想知道如何将 Peach (python) 与内核模块连接起来？还是你有别的想法？
@Jeremy Powell，在 linux 中一切都是文件。设备可以在 /dev/ 中找到。一种廉价的模糊测试方法可能是让 peach 打开其中一个文件并开始写入设备。虽然如果您了解如何编写设备驱动程序，您会更加成功。

【解决方案2】：

虽然模糊设备驱动程序通常很有成效，但其中大多数不是由 KVM 模拟的，而是由用户空间组件模拟的。 USB 驱动程序，如前面的答案作为示例，完全由 QEMU 模拟。虽然为模拟 EHCI 驱动程序中的漏洞提供资金非常棒，但它不会是 KVM 漏洞，也不允许您开发内核漏洞利用。在 KVM 中模拟了一些驱动程序，例如某些 PIC 计时器（例如 i8254 和 i8259），但大多数都保存在用户空间中。

KVM 模拟的另一件事是某些指令。您可以通过模糊这些特定指令来模糊 KVM。阅读 KVM 源代码，了解哪些是最复杂的，以及如何触发最复杂或最敏感的行为。在 CPU 无法为来宾提供实模式执行 (unrestricted_guest=1) 的旧 CPU 架构上，会模拟更多指令。

尤其是在利用指令仿真时，通常会涉及竞争条件。

【讨论】：