• 정보보호학회논문지
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• 제31권4호
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• pp.587-604
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• 2021

라이브러리는 독립적으로 실행되지 않고 많은 응용 프로그램에서 사용되므로, 라이브러리의 취약점을 사전에 탐지하는 것은 중요하다. 라이브러리 취약점을 탐지하기 위해 동적 분석 방법인 퍼징이 사용되고 있다. 퍼징 기술은 코드 커버리지 및 크래시 발생 횟수 측면에서 개선된 결과를 보여주지만, 그 효과를 라이브러리 퍼징에 적용하기는 쉽지 않다. 특히, 라이브러리의 다양한 상태를 재현하려면 특정 함수 시퀀스를 호출하고 퍼저의 입력을 전달하여 라이브러리 코드를 실행하는 퍼징 대상 파일과 시드 코퍼스가 필요하다. 그러나 퍼징 환경(시드 코퍼스, 퍼징 대상 파일)을 준비하는 것은 라이브러리에 대한 이해와 퍼징에 대한 이해가 동시에 필요한 어려운 일이다. 이에, 본 논문에서는 테스트 프레임워크를 활용하여 라이브러리 퍼징의 용이성을 확보하고, 코드 커버리지와 크래시 탐지 성능을 향상하기 위한 개선 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안한 시스템은 9개의 오픈 소스 라이브러리에 적용하여 기존 연구들과 비교를 통한 개선 효과를 검증하였다. 실험 결과 코드 커버리지 31.2%, 크래시 탐지 기준 58.7%의 개선효과를 확인하였고, 3개의 알려지지 않는 취약점을 탐지하였다.

• 정보보호학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.231-242
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• 2013

최근 소프트웨어의 취약점을 찾기 위해 퍼징과 같은 자동화된 테스팅 방법을 이용한 많은 연구가 진행되고 있다. 퍼징은 소프트웨어의 입력을 특정 규칙에 따라 자동으로 변형시켜 소프트웨어의 오작동 여부를 탐지하고 그 결과로부터 취약점을 발견하는 것이다. 이 때 소프트웨어에 입력되는 입력 값, 즉 테스트 케이스에 따라 취약점을 발견할 수 있는 확률이 달라지기 때문에 취약점 발견 확률을 높이기 위해서는 테스트 케이스의 집합인 테스트 슈트 축약 문제를 해결하여야 한다. 이에 본 논문에서는 파일과 같은 대용량 테스트 케이스를 대상으로 효과적으로 테스트 슈트 축약 문제를 해결할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 기존 연구에서 주로 사용되었던 커버리지와 중복도 이외에 새로운 척도인 테스트 케이스의 길이를 제시하고, 본 척도에 적합한 축약 알고리즘을 설계하였다. 실험을 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘이 기존 연구의 알고리즘보다 높은 크기와 길이 축약율을 나타냄을 보임으로써 제안하는 알고리즘의 효율성을 증명할 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권8호
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• pp.1989-2009
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• 2013

How to discover router vulnerabilities effectively and automatically is a critical problem to ensure network and information security. Previous research on router security is mostly about the technology of exploiting known flaws of routers. Fuzzing is a famous automated vulnerability finding technology; however, traditional Fuzzing tools are designed for testing network applications or other software. These tools are not or partly not suitable for testing routers. This paper designs a framework of discovering router protocol vulnerabilities, and proposes a mathematical model Two-stage Fuzzing Test Cases Generator(TFTCG) that improves previous methods to generate test cases. We have developed a tool called RPFuzzer based on TFTCG. RPFuzzer monitors routers by sending normal packets, keeping watch on CPU utilization and checking system logs, which can detect DoS, router reboot and so on. RPFuzzer' debugger based on modified Dynamips, which can record register values when an exception occurs. Finally, we experiment on the SNMP protocol, find 8 vulnerabilities, of which there are five unreleased vulnerabilities. The experiment has proved the effectiveness of RPFuzzer.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권4호
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• pp.573-582
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• 2020

퍼징은 입력값을 무작위로 생성해 소프트웨어를 테스팅하는 방법으로, 처음 고안된 이래로 다양한 방식의 퍼징이 연구되고 있다. 그중 변이기법을 적용한 퍼징은 확률에 따른 비트 반전이나 특별 값 치환과 같이 비교적 간단한 접근법을 사용함에도, 많은 버그를 발견해온 만큼 효율적인 방법이라고 할 수 있다. 하지만 인터프리터는 문법, 시맨틱이 올바른 입력값을 요구하기 때문에 일반적인 변이기법을 적용하기에는 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 동적 데이터 흐름 분석을 통해 변이기법을 인터프리터 퍼징에 적용할 수 있는 방법에 대해 제시하고자 한다. 본 연구에서 제시하는 JMFuzzer는 문법, 시맨틱의 올바름을 고려해 자바스크립트 인터프리터에서 오류 없이 정상적으로 동작하는 다양한 유형의 테스트케이스를 생성할 수 있다. 최종적으로 본 연구에서는 최신 버전의 자바스크립트 인터프리터에서 알려지지 않은 취약점들을 찾았으며, 이를 각 회사에 제보했다.

• 정보보호학회논문지
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• 제29권4호
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• pp.807-819
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• 2019

그레이박스 퍼징은 소프트웨어에 존재하는 알려지지 않은 보안 취약점을 찾는 효과적인 방법으로 최근까지 활발하게 연구되고 있다. 단, 대부분의 그레이박스 퍼징 도구들은 실행파일을 필요로 하기 때문에 직접 실행할 수 없는 라이브러리는 별도의 실행파일을 준비해야 한다. 이러한 실행파일을 만드는 것은 라이브러리에 대한 이해 및 퍼징에 대한 이해가 동시에 필요한 어려운 일이다. 본 연구에서는 라이브러리를 위한 실행파일을 자동으로 생성하는 방법을 제안하고 이를 LLVM 기반의 도구로 구현한다. 제안하는 방법은 대상 라이브러리 프로젝트에 존재하는 유닛테스트에 대한 정적/동적 분석을 통해 라이브러리를 테스트할 수 있는 실행파일 및 시드파일을 자동으로 생성한다. 생성한 실행파일은 기존 그레이박스 퍼징 도구들이 주로 사용하는 인터페이스를 보유하여 AFL과 같은 다양한 그레이박스 퍼징 도구와 호환된다. 우리는 이 도구를 사용해 오픈소스 프로젝트로부터 생성한 실행파일과 시드파일을 바탕으로 코드 커버리지 및 알려지지 않은 취약점을 찾음으로써 제안하는 방법의 성능을 보인다.

• 정보보호학회논문지
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• 제30권3호
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• pp.443-454
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• 2020

자바스크립트 엔진은 주로 웹 브라우저에 적재되어 웹 페이지를 표시하는 여러 기능 중 자바스크립트 코드를 입력으로 받아 처리하는 모듈이다. 자바스크립트 엔진 내 취약점은 종단 사용자의 시스템 보안을 위협할 수 있어 많은 퍼징 테스트 연구가 수행되었다. 그중 일부 연구는 자바스크립트 엔진 내 테스트 커버리지를 유도하는 방식으로 퍼징 효율을 높였으나, 최적화되어 동적으로 생성된 기계어 코드에 대한 커버리지 유도 퍼징은 시도되지 않았다. 최적화된 자바스크립트 코드는 예외적인 흐름 발생 시 코드를 해제하는 런타임 가드의 기능으로 인해 퍼징을 통한 충분한 반복 테스트가 어렵다. 본 논문은 이러한 문제점을 해결하기 위해 최적화 해제를 회피하여 최적화된 기계어 코드에 대해 퍼징 테스트를 수행하는 방법을 제안한다. 또한, 동적 바이너리 계측 방식으로 수행된 런타임 가드의 커버리지를 계측하고 커버리지 증가를 유도하는 방식을 제안한다. 실험을 통해, 본 연구가 제안하는 방식이 런타임 가드 커버리지, 시간당 테스트 횟수의 두가지 척도에서 기존의 방식보다 뛰어남을 보인다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권9호
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• pp.3885-3906
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• 2020

Hybrid fuzzing which combines fuzzing and concolic execution, has proved its ability to achieve higher code coverage and therefore find more bugs. However, current hybrid fuzzers usually suffer from inefficiency and poor scalability when applied to complex, real-world program testing. We observed that the performance bottleneck is the inefficient cooperation between the fuzzer and concolic executor and the slow symbolic emulation. In this paper, we propose a novel solution named EPfuzzer to improve hybrid fuzzing. EPfuzzer implements two key ideas: 1) only the hardest-to-reach branch will be prioritized for concolic execution to avoid generating uninteresting inputs; and 2) only input bytes relevant to the target branch to be flipped will be symbolized to reduce the overhead of the symbolic emulation. With these optimizations, EPfuzzer can be efficiently targeted to the hardest-to-reach branch. We evaluated EPfuzzer with three sets of programs: five real-world applications and two popular benchmarks (LAVA-M and the Google Fuzzer Test Suite). The evaluation results showed that EPfuzzer was much more efficient and scalable than the state-of-the-art concolic execution engine (QSYM). EPfuzzer was able to find more bugs and achieve better code coverage. In addition, we discovered seven previously unknown security bugs in five real-world programs and reported them to the vendors.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권7호
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• pp.3511-3532
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• 2019

Coverage-guided fuzzing is an efficient solution that has been widely used in software testing. By guiding fuzzers through the coverage information, seeds that generate new paths will be retained to continually increase the coverage. However, we observed that most samples follow the same few high-frequency paths. The seeds that exercise a high-frequency path are saved for the subsequent mutation process until the user terminates the test process, which directly affects the efficiency with which the low-frequency paths are tested. In this paper, we propose a fuzzing solution, ER-Fuzz, that truncates the recording of a high-frequency path to influence coverage. It utilizes a deep learning-based classifier to locate the high and low-frequency path transfer points; then, it instruments at the transfer position to promote the probability low-frequency transfer paths while eliminating subsequent variations of the high-frequency path seeds. We implemented a prototype of ER-Fuzz based on the popular fuzzer AFL and evaluated it on several applications. The experimental results show that ER-Fuzz improves the coverage of the original AFL method to different degrees. In terms of the number of crash discoveries, in the best case, ER-Fuzz found 115% more unique crashes than did AFL. In total, seven new bugs were found and new CVEs were assigned.

• 정보보호학회논문지
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• 제25권1호
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• pp.31-37
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• 2015

최근 사이버공격의 형태가 다양해지면서 악성코드를 직접 유포하는 대신 문서나 멀티미디어 파일을 유포하고 그 파일을 처리하는 과정에서 발생되는 취약점을 활용하는 사례가 빈번하게 보고되고 있다. 이 공격은 문서를 편집하거나 멀티미디어 파일을 재생하는 소프트웨어가 특정한 입력을 처리하는 과정에서 내재된 취약점이 나타날 수 있다는 점에 근거한다. 비정상 데이터를 임의로 생성하여 입력하는 퍼징(Fuzzing) 기법은 이러한 취약점을 찾아내기 위한 것이다. 본 논문에서는 문서 어플리케이션에 대한 기존의 퍼징 도구가 PC 환경에서 동작하는 한계를 해결하기 위하여 모바일 환경에 적용할 수 있는 퍼징 도구를 제안한다. 제안된 퍼징 도구는 모바일 문서 어플리케이션에서의 취약점을 효과적으로 발견할 수 있으며, 이를 통하여 모바일 환경에서의 APT 공격에 대응하는 도구로도 유용하게 사용될 수 있다.

• 정보보호학회논문지
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• 제29권6호
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• pp.1225-1234
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• 2019

임베디드 디바이스의 대중화로 인해 펌웨어의 보안은 더욱 중요해지고 있다. 유무선 공유기와 같은 네트워크 장비는 내재된 펌웨어의 웹 인터페이스 취약점을 통해 외부의 공격자로부터 피해를 받을 수 있기 때문에 빠르게 찾아내어 제거해야 한다. 이전 연구인 Firmadyne 프레임워크는 펌웨어를 에뮬레이션 한 뒤 취약점을 찾아내기 위한 동적 분석 방법을 제안한다. 그러나 이는 도구에서 정의된 분석 방법대로만 취약점 점검을 수행하므로 찾을 수 있는 취약점의 범위가 한정되어 있다. 본 논문에서는 소프트웨어 보안 테스트 기술 중 하나인 퍼징을 통해 에뮬레이션 기반 환경에서의 퍼징 테스트를 수행한다. 또한 효율적인 에뮬레이션 기반 퍼징을 위해 Fabfuzz 도구를 제안한다. 실험을 통해 확인한 결과 기존 도구에서 식별했던 취약점뿐만 아니라 다른 유형의 취약점도 발견할 수 있다.