Linux下Fuzz测试工具AFL和Syzkaller使用指南

一、AFL (American Fuzzy Lop) 使用教程

1. AFL简介

AFL是一种通过提供随机生成的输入来测试软件，搜索能导致程序崩溃的输入的fuzz测试工具。特点包括：

• 通过对源码进行重新编译时进行插桩的方式自动产生测试用例
• 较低的性能消耗
• 高效的fuzzing策略和最小化技巧
• 支持对有源码和无源码程序的测试（无源码需要QEMU支持）

2. AFL安装步骤

1. 从官网下载源码压缩包并解压
2. 编译安装：

   make
   sudo make install
   

3. 配置coredumps输出：

   echo core > /proc/sys/kernel/core_pattern
   

3. AFL测试示例

3.1 编译测试程序

对于有源码的程序，使用afl代替gcc/clang编译：

C程序：

CC=/path/to/afl/afl-gcc ./configure
make clean all

C++程序：

CXX=/path/to/afl/afl-g++ ./configure
make clean all

3.2 示例测试程序

#include <stdio.h>
#include <signal.h>

int func(char *data) {
    if(data[0] == 'A')
        raise(SIGSEGV);
    else
        printf("ok\n");
    return 0;
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    char buf[233] = {0};
    FILE *input = NULL;
    input = fopen(argv[1], "r");
    if(input != 0) {
        fscanf(input, "%s", &buf);
        printf("buf is %s\n", buf);
        func(buf);
        fclose(input);
    } else
        printf("error!");
    return 0;
}

3.3 编译和运行

1. 使用afl-gcc编译：

   ./afl-gcc test.c -o test
   

2. 运行fuzz测试：

   ./afl-fuzz -i testcase -o Testout ./test @@
   

   • testcase：输入目录
   • Testout：输出目录
   • @@：表示从文件中读取输入

二、Syzkaller内核模糊测试教程

1. Syzkaller简介

Syzkaller是一款无监督的覆盖引导内核模糊器，支持多种操作系统内核测试。

2. 准备工作

2.1 编译内核

需要开启以下内核选项：

CONFIG_KCOV=y
CONFIG_DEBUG_INFO=y
CONFIG_KASAN=y
CONFIG_KASAN_INLINE=y

2.2 安装Go语言环境

1. 下载并安装Go：

   wget https://storage.googleapis.com/golang/go1.8.1.linux-amd64.tar.gz
   tar -xf go1.8.1.linux-amd64.tar.gz
   mv go goroot
   

2. 设置环境变量：

   export GOROOT=`pwd`/goroot
   export PATH=$GOROOT/bin:$PATH
   mkdir gopath
   export GOPATH=`pwd`/gopath
   

2.3 安装Syzkaller

go get -u -d github.com/google/syzkaller/...
cd gopath/src/github.com/google/syzkaller/
mkdir workdir
make

3. 创建Debian-wheezy镜像

1. 安装debootstrap：

   sudo apt-get install debootstrap
   

2. 使用脚本创建镜像：

   cd gopath/src/github.com/google/syzkaller/tools/
   ./create-image.sh
   

   完成后会生成：
   • wheezy.id_rsa（私钥）
   • wheezy.id_rsa.pub（公钥）
   • wheezy.img（镜像文件）

4. 启动QEMU虚拟机

设置环境变量：

export KERNEL=/home/edvison/linux-kernel
export IMG=/home/edvison/gopath/src/github.com/google/syzkaller/tools

启动脚本：

qemu-system-x86_64 \
    -kernel $KERNEL/arch/x86_64/boot/bzImage \
    -append "console=ttyS0 root=/dev/sda debug earlyprintk=serial slub_debug=QUZ"\
    -hda $IMG/wheezy.img \
    -net user,hostfwd=tcp::10021-:22 -net nic \
    --nographic \
    -enable-kvm \
    -m 2G \
    -smp 2 \
    -pidfile vm.pid \
    2>&1 | tee vm.log

停止QEMU实例：

sudo kill $(cat vm.pid)

5. 配置SSH无密码登录

1. 生成SSH密钥：

   ssh-keygen -t rsa
   

2. 将公钥复制到虚拟机
3. 修改虚拟机SSH配置（/etc/ssh/sshd_config）：

   PermitRootLogin without-password
   RSAAuthentication yes
   PubkeyAuthentication yes
   AuthorizedKeysFile /root/.ssh/id_rsa.pub
   RhostsRSAAuthentication yes
   PermitEmptyPasswords no
   PasswordAuthentication no
   UsePAM no
   

4. 重启SSH服务：

   /etc/init.d/ssh restart
   

6. 传输Syzkaller二进制文件

如果遇到密钥格式问题，使用dropbearconvert转换：

sudo apt install dropbear
dropbearconvert openssh dropbear id_rsa id_rsa_dropbear
scp -P 10021 -i id_rsa_dropbear -r $(GOPATH)/bin root@127.0.0.1

7. 启动Syzkaller

1. 创建配置文件my.cfg
2. 运行：

   ./bin/syz-manager -config=my.cfg
   

3. 在浏览器访问127.0.0.1:10233查看调试信息

三、关键点总结

1. AFL适用于用户态程序测试，Syzkaller适用于内核测试
2. AFL需要配置coredump输出方式
3. Syzkaller需要特定的内核编译选项
4. 虚拟机SSH配置和无密码登录是关键步骤
5. 两种工具都需要准备测试环境和样本

通过以上步骤，可以成功搭建并使用AFL和Syzkaller进行模糊测试。