Sử dụng Sephar Fuz để tìm lỗi nhanh hơn trên firmware

Sử dụng Sephar Fuz để tìm lỗi nhanh hơn trên firmware

Mục lục

1. Tóm tắt
2. Giới thiệu về Firmware Fuzzing
3. Vấn đề với việc emulating firmware
4. Phương pháp rehosting cho ARM Firmware
5. Lợi ích của việc sử dụng NE Native Rehosting
6. Sử dụng Sephar Fuz cho fuzzing và phân tích coverage
7. Hiệu suất của Sephar Fuz so với phương pháp rehosting khác
8. Ứng dụng của Sephar Fuz trên các mục tiêu khác nhau
9. Kết luận
10. Tài liệu tham khảo

Giới thiệu về Firmware Fuzzing

Trong thời đại công nghệ ngày nay, việc kiểm thử an ninh cho các thiết bị nhúng (embedded devices) đang trở nên ngày càng quan trọng. Một trong những phương pháp kiểm thử hiệu quả đó là Firmware Fuzzing. Đây là một quy trình kiểm tra an ninh tự động bằng cách tạo ra dữ liệu đầu vào ngẫu nhiên (fuzz) và kiểm tra ảnh hưởng của nó đến hệ thống.

Vấn đề với việc emulating firmware

Hiện nay, phương pháp thông thường để thực hiện Firmware Fuzzing là sử dụng việc emulating firmware trên các máy ảo. Tuy nhiên, phương pháp này gặp phải nhiều hạn chế. Công việc emulating firmware tốn rất nhiều thời gian và không hiệu quả, đặc biệt khi phải mô phỏng các thiết bị nhúng phức tạp với nhiều thành phần liên quan. Đồng thời, việc tiếp cận các thông tin của firmware từ bên ngoài cũng gặp nhiều khó khăn.

Phương pháp rehosting cho ARM Firmware

Để giải quyết các vấn đề trên, nghiên cứu đề xuất phương pháp rehosting cho ARM Firmware. Ý tưởng là thực hiện "viết lại" (rehost) firmware bằng cách chạy các binary trực tiếp trên các thiết bị ARM thực tế. Thay vì mô phỏng toàn bộ firmware trên các máy ảo, phương pháp này giảm thiểu việc mô phỏng và tối ưu hiệu suất.

Lợi ích của việc sử dụng NE Native Rehosting

Việc sử dụng NE Native Rehosting mang lại nhiều lợi ích quan trọng. Đầu tiên, nó giảm thiểu thời gian và công sức cần thiết để emulating firmware, cho phép thực hiện fuzzing nhanh hơn và tăng cường khả năng khám phá lỗi an ninh. Thứ Hai, NE Native Rehosting tận dụng các công cụ và thư viện có sẵn của các nền tảng ARM để tạo ra môi trường chạy firmware hiệu suất cao và đáng tin cậy. Cuối cùng, phương pháp này dễ dàng tích hợp với các công cụ fuzzing sẵn có và cung cấp hiệu suất tốt hơn trong việc tìm kiếm lỗi và phân tích phủ sóng của firmware.

Sử dụng Sephar Fuz cho fuzzing và phân tích coverage

Sephar Fuz là một framework được phát triển dựa trên phương pháp NE Native Rehosting. Nó cung cấp các công cụ và thư viện để thực hiện quá trình rehosting cho ARM Firmware và thực hiện fuzzing tự động. Sephar Fuz sử dụng phương pháp high-level emulation (HLE) để giả lập các thiết bị ngoại vi và tương tác với công cụ fuzzing.

Hiệu suất của Sephar Fuz so với phương pháp rehosting khác

Đã tiến hành so sánh hiệu suất của Sephar Fuz với các phương pháp rehosting khác. Kết quả cho thấy, Sephar Fuz vượt trội hơn về hiệu suất và khả năng tìm kiếm phủ sóng so với các phương pháp hiện có. Trên nhiều mục tiêu khác nhau, Sephar Fuz đạt được được tăng cường phủ sóng lên đến 30% so với phương pháp hallucinator và cung cấp tốc độ fuzzing nhanh hơn đáng kể.

Ứng dụng của Sephar Fuz trên các mục tiêu khác nhau

Sephar Fuz đã được triển khai và thử nghiệm trên nhiều mục tiêu khác nhau, bao gồm các firmware trong các thiết bị nhúng và phiên bản mã nguồn mở. Sephar Fuz đã tìm thấy nhiều lỗ hổng an ninh và đã thông báo cho các nhà cung cấp để sửa chữa. Phương pháp này đã được chứng minh là hiệu quả và có thể áp dụng cho việc tìm lỗi an ninh trên nhiều loại thiết bị nhúng.

Kết luận

Sephar Fuz là một framework hiệu quả cho việc rehosting và fuzzing firmware ARM. Phương pháp NE Native Rehosting được sử dụng để tối ưu hiệu suất và tăng cường khả năng phát hiện lỗi. Sephar Fuz đã được chứng thực qua thử nghiệm và so sánh với các phương pháp khác, cho thấy hiệu suất tốt hơn và khả năng khám phá lỗi an ninh vượt trội. Việc áp dụng Sephar Fuz trong thực tế có thể giúp cải thiện đáng kể độ tin cậy và an ninh của các thiết bị nhúng.

Tài liệu tham khảo

1. Lucas, D., Meer, D., & Mun, M. (2021). Sephar Fuz: NE Native Execution with Minimal Rewriting for Firmware Rehosting and Fuzzing. Proceedings of the 2021 ACM SIGSAC Conference on Computer and Communications Security.
2. Sephar Fuz GitHub Repository: link
3. Hallucinator: State-of-the-Art Framework for Firmware Rehosting - link
4. FWAR: State-of-the-Art Framework for Symbolic Execution-Based Firmware Fuzzing - link