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AFL++测试工具

news 2025/10/18 13:45:59

参考：
https://github.com/AFLplusplus/AFLplusplus/blob/stable/docs/tutorials.md

项目及其准备概要

AFLplusplus/AFLplusplus: The fuzzer afl++ is afl with community patches, qemu 5.1 upgrade, collision-free coverage, enhanced laf-intel & redqueen, AFLfast++ power schedules, MOpt mutators, unicorn_mode, and a lot more!

https://github.com/antonio-morales/Fuzzing101

AFL++安装

本地安装

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y build-essential python3-dev automake git flex bison libglib2.0-dev libpixman-1-dev python3-setuptools
sudo apt-get install -y lld-11 llvm-11 llvm-11-dev clang-11 || sudo apt-get install -y lld llvm llvm-dev clang 
sudo apt-get install -y gcc-$(gcc --version|head -n1|sed 's/.* //'|sed 's/\..*//')-plugin-dev libstdc++-$(gcc --version|head -n1|sed 's/.* //'|sed 's/\..*//')-devcd $HOME
git clone https://github.com/AFLplusplus/AFLplusplus && cd AFLplusplus
export LLVM_CONFIG="llvm-config-11"
make distrib
sudo make install

docker安装

sudo apt install docker
docker pull aflplusplus/aflplusplus
docker run -ti -v $HOME:/home aflplusplus/aflplusplus
export $HOME="/home"

编译环境准备

有CMakeListis.txt文件

CC=/AFLplusplus/afl-clang-fast CXX=/AFLplusplus/afl-clang-fast++ cmake .
#设置环境变量 CC（C 编译器）为 AFLplusplus 提供的 afl-clang-fast 编译器
#设置环境变量 CXX（C++ 编译器）为 AFLplusplus 提供的 afl-clang-fast++ 编译器
#cmake .从当前目录加载CMakeLists.txt文件，生成Makefile等构建文件

make

仅有源代码

afl-clang-fast++ simple_crash.cpp -o target_fast	#编译源代码

种子准备

返回根目录

mkdir seeds
for i in {0..4}; do dd if=/dev/urandom of=seed_$i bs=64 count=10; done

测试命令

afl-fuzz -i [ seeds directory] -o out -m none -d -- [full path to the executable]

测试结果

image-20251012010231716

分析崩溃

  • 一旦 AFL++ 的 UI 中显示至少 1 个崩溃，请点击Ctrl + C退出 AFL++。可以通过遍历目录来找到导致程序崩溃的输入out/default/crashes。

代码阅读工具sourcetrail

首先进入项目的文件夹

mkdir build
cd build
cmake -DCMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS=ON ..
  • 使用 CMake 创建一个 JSON 文件，该文件将告诉 Sourcetrail 文件如何相互交互。
  1. 打开 Sourcetrail。在随应用打开的弹出窗口中，点击“新建项目”
  2. 为项目创建一个名称。
  3. 选择此 Sourcetrail 项目将要“驻留”的位置。这将是您正在运行的代码的顶级目录
  4. 单击窗口底部的“添加源组”按钮。
  5. 我们选择“"C/C++ from Compilation Database”然后单击“下一步”
  6. 在“Compilation Database”输入框中，点击带有三个点的圆圈。找到生成的json文件。点击打开
  7. 点击弹出窗口底部的“创建”。这将关闭当前弹出窗口，并出现另一个蓝色的弹出窗口。最后一步是索引所有文件——点击“开始”

image-20251012022310750

对源代码进行模糊测试

准备命令

export AFL_USE_ASAN=1

该命令的作用是告诉 AFL++ 在编译目标程序时，自动启用 AddressSanitizer（地址 sanitizer，简称 ASAN） 工具。ASAN 是 LLVM/Clang 和 GCC 编译器提供的一种内存错误检测机制，能够帮助发现多种内存相关漏洞，如：

  • 堆缓冲区溢出（heap buffer overflow）
  • 栈缓冲区溢出（stack buffer overflow）
  • 使用已释放的内存（use-after-free）
  • 双重释放（double free）
  • 内存泄漏（memory leak）等
sudo afl-system-config
  • 关闭地址空间随机化（ASLR）：减少因内存地址随机化导致的测试不稳定问题，使崩溃（crash）更容易复现。
  • 优化内核调度和资源限制：如调整进程调度优先级、文件描述符限制等，提升 AFL++ 多进程测试的效率。
  • 调整内存管理策略：减少不必要的内存页交换（swap），降低测试过程中的性能损耗。
  • 优化文件系统缓存：减少 AFL++ 频繁读写测试文件时的 I/O 开销。
  • 关闭可能影响测试稳定性的系统服务（如自动更新、日志轮转等），避免外部进程干扰模糊测试流程。
make CXX=afl-clang-fast++
  1. 告诉 make 工具使用 afl-clang-fast++ 而非默认的 C++ 编译器（如 g++ 或 clang++）
  2. afl-clang-fast++ 会在编译过程中自动插入代码覆盖率跟踪逻辑（插桩）.

测试命令

export AFL_USE_ASAN=1
afl-clang-fast++ simple_crash.cpp -o target_fast	#编译源代码运行模糊测试（假设输入目录为 in/，输出目录为 out/）
afl-fuzz -i in/ -o out/ ./test @@

使用切片对目标进行模糊测试

创建切片

为了尽可能缩小测试代码的范围，我们可以通过创建切片。

QEMU模式

~/AFLplusplus/afl-fuzz -i seeds/ -o out -Q -- ./xmllint @@

xpdf模糊测试示例

xpdf 是一个开源的 PDF 文档处理工具集，主要用于解析、查看和提取 PDF

下载和构建xpdf

cd $HOME
mkdir fuzzing_xpdf && cd fuzzing_xpdf/sudo apt install build-essentialwget https://dl.xpdfreader.com/old/xpdf-3.02.tar.gz
tar -xvzf xpdf-3.02.tar.gzcd xpdf-3.02
sudo apt update && sudo apt install -y build-essential gcc
./configure --prefix="$HOME/fuzzing_xpdf/install/"
make
make installcd $HOME/fuzzing_xpdf		#下载一些pdf示例
mkdir pdf_examples && cd pdf_examples
wget https://github.com/mozilla/pdf.js-sample-files/raw/master/helloworld.pdf
wget http://www.africau.edu/images/default/sample.pdf
wget https://www.melbpc.org.au/wp-content/uploads/2017/10/small-example-pdf-file.pdf$HOME/fuzzing_xpdf/install/bin/pdfinfo -box -meta $HOME/fuzzing_xpdf/pdf_examples/helloworld.pdf #查看工具是否正常运行

重新编译插桩

rm -r $HOME/fuzzing_xpdf/install
cd $HOME/fuzzing_xpdf/xpdf-3.02/
make cleanexport LLVM_CONFIG="llvm-config-11"
CC=/AFLplusplus/afl-clang-fast CXX=/AFLplusplus/afl-clang-fast++ ./configure --prefix="$HOME/fuzzing_xpdf/install"
make
make install

开始测试

afl-fuzz -i $HOME/fuzzing_xpdf/pdf_examples/ -o $HOME/fuzzing_xpdf/out/ -s 123 -- $HOME/fuzzing_xpdf/install/bin/pdftotext @@ $HOME/fuzzing_xpdf/output

-i表示我们必须放置输入案例（又名文件示例）的目录

-o表示 AFL++ 存储变异文件的目录

-s表示要使用的静态随机种子

@@是占位符目标的命令行，AFL 将用每个输入文件名替换它

崩溃重现

在目录中找到与崩溃对应的文件/root/fuzzing_xpdf/out/default/crashes。文件名类似于id:000000,sig:11,src:001504+000002,time:924544,op:splice,rep:16

image-20251016191103005

将此文件作为输入输给pdftotext，也就是我们刚刚测试的。

$HOME/fuzzing_xpdf/install/bin/pdftotext '$HOME/fuzzing_xpdf/out/default/crashes/<your_filename>' $HOME/fuzzing_xpdf/output#下面的是我电脑里的对应示例
$HOME/fuzzing_xpdf/install/bin/pdftotext $HOME/fuzzing_xpdf/out/default/crashes/id:000000,sig:11,src:001863,time:436505,execs:463102,op:havoc,rep:2 $HOME/fuzzing_xpdf/output

[AFL++ 01727c61c1a4] ~/fuzzing_xpdf/out/default/crashes # $HOME/fuzzing_xpdf/install/bin/pdftotext $HOME/fuzzing_xpdf/out/default/crashes/id:000000,sig:11,src:001863,time:436505,execs:463102,op:havoc,rep:2 $HOME/fuzzing_xpdf/output
Error: PDF file is damaged - attempting to reconstruct xref table...
Error (441): Inline image dictionary key must be a name object
Error (445): Inline image dictionary key must be a name object
Error (448): Inline image dictionary key must be a name object
Error (481): Inline image dictionary key must be a name object
Error (482): Illegal character ')'
Error (482): Inline image dictionary key must be a name object
Error (483): Illegal character '>'
Error: Unterminated hex string
Error: Bad image parameters
Segmentation fault (core dumped)

如上发现成功复现，segmentation即段错误，接下来需要的解释gdb调试分析了。

gdb回溯崩溃

删除插桩版本 -> 重新编译安装

rm -r $HOME/fuzzing_xpdf/install
cd $HOME/fuzzing_xpdf/xpdf-3.02/
make clean
CFLAGS="-g -O0" CXXFLAGS="-g -O0" ./configure --prefix="$HOME/fuzzing_xpdf/install/"
make
make install

gdb运行->定位到错误地方->回溯查看

gdb --args $HOME/fuzzing_xpdf/install/bin/pdftotext $HOME/fuzzing_xpdf/out/default/crashes/<your_filename> $HOME/fuzzing_xpdf/output>> run

Program received signal SIGSEGV, Segmentation fault.
EmbedStream::getChar (this=0x560877428230) at Stream.cc:787
787       return str->getChar();
(gdb) ls
Undefined command: "ls".  Try "help".

如上可以发现，段错误在787行

(gdb) bt
#0  EmbedStream::getChar (this=0x560877428230) at Stream.cc:787
#1  0x00005608455cf612 in Gfx::opBeginImage (this=0x5608774262c0, args=0x7ffcec2d6b20, numArgs=0) at Gfx.cc:3880
#2  0x00005608455bd6a7 in Gfx::execOp (this=0x5608774262c0, cmd=0x7ffcec2d6b10, args=0x7ffcec2d6b20, numArgs=0) at Gfx.cc:690
#3  0x00005608455bd076 in Gfx::go (this=0x5608774262c0, topLevel=1) at Gfx.cc:581
#4  0x00005608455bce4f in Gfx::display (this=0x5608774262c0, obj=0x7ffcec2d6e70, topLevel=1) at Gfx.cc:553
#5  0x0000560845616fa8 in Page::displaySlice (this=0x560877423c00, out=0x560877425fa0, hDPI=72, vDPI=72, rotate=0, useMediaBox=0, crop=0,sliceX=-1, sliceY=-1, sliceW=-1, sliceH=-1, printing=0, catalog=0x5608774254b0, abortCheckCbk=0x0, abortCheckCbkData=0x0) at Page.cc:317
#6  0x0000560845616b7e in Page::display (this=0x560877423c00, out=0x560877425fa0, hDPI=72, vDPI=72, rotate=0, useMediaBox=0, crop=1,printing=0, catalog=0x5608774254b0, abortCheckCbk=0x0, abortCheckCbkData=0x0) at Page.cc:264
#7  0x000056084561984b in PDFDoc::displayPage (this=0x560877422ba0, out=0x560877425fa0, page=1, hDPI=72, vDPI=72, rotate=0, useMediaBox=0,crop=1, printing=0, abortCheckCbk=0x0, abortCheckCbkData=0x0) at PDFDoc.cc:317
#8  0x00005608456198c9 in PDFDoc::displayPages (this=0x560877422ba0, out=0x560877425fa0, firstPage=1, lastPage=1, hDPI=72, vDPI=72,rotate=0, useMediaBox=0, crop=1, printing=0, abortCheckCbk=0x0, abortCheckCbkData=0x0) at PDFDoc.cc:330
#9  0x000056084563d4f9 in main (argc=3, argv=0x7ffcec2d71f8) at pdftotext.cc:237

这些就是调用栈

对libexif库文件进行测试

下载并安装库文件

cd $HOME
mkdir fuzzing_libexif && cd fuzzing_libexif/wget https://github.com/libexif/libexif/archive/refs/tags/libexif-0_6_14-release.tar.gz
tar -xzvf libexif-0_6_14-release.tar.gzcd libexif-libexif-0_6_14-release/
sudo apt-get install autopoint libtool gettext libpopt-dev
autoreconf -fvi
./configure --enable-shared=no --prefix="$HOME/fuzzing_libexif/install/"
make
make install

安装使用该库的软件

cd $HOME/fuzzing_libexif
wget https://github.com/libexif/exif/archive/refs/tags/exif-0_6_15-release.tar.gz
tar -xzvf exif-0_6_15-release.tar.gzcd exif-exif-0_6_15-release/
autoreconf -fvi
./configure --enable-shared=no --prefix="$HOME/fuzzing_libexif/install/" PKG_CONFIG_PATH=$HOME/fuzzing_libexif/install/lib/pkgconfig
make
make install$HOME/fuzzing_libexif/install/bin/exif

种子语料库

cd $HOME/fuzzing_libexif
wget https://github.com/ianare/exif-samples/archive/refs/heads/master.zip
unzip master.zip$HOME/fuzzing_libexif/exif-exif-0_6_15-release/exif/exif $HOME/fuzzing_libexif/exif-samples-master/jpg/Canon_40D_photoshop_import.jpg

exif是一个产看图片元数据的工具，所以这里我们的输入使用图片作为种子。

Afl-clang-lto 仪器

我们将使用afl-clang-lto作为编译器来构建 libexif。

rm -r $HOME/fuzzing_libexif/install
cd $HOME/fuzzing_libexif/libexif-libexif-0_6_14-release/
make clean
export LLVM_CONFIG="llvm-config-11"
CC=afl-clang-lto ./configure --enable-shared=no --prefix="$HOME/fuzzing_libexif/install/"
make
make installcd $HOME/fuzzing_libexif/exif-exif-0_6_15-release
make clean
export LLVM_CONFIG="llvm-config-11"
CC=afl-clang-lto ./configure --enable-shared=no --prefix="$HOME/fuzzing_libexif/install/" PKG_CONFIG_PATH=$HOME/fuzzing_libexif/install/lib/pkgconfig
make
make install

开始测试

afl-fuzz -i $HOME/fuzzing_libexif/exif-samples-master/jpg/ -o $HOME/fuzzing_libexif/out/ -s 123 -- $HOME/fuzzing_libexif/install/bin/exif @@

崩溃分析（ Eclipse-CDT调试）

tcpdump测试示例

下载和安装

cd $HOME
mkdir fuzzing_tcpdump && cd fuzzing_tcpdump/

AFL++使用指南

afl-clang-lto和afl-clang-fast的选择

  • 优先选 afl-clang-lto 的情况（推荐优先尝试）

    • 系统安装的 Clang 版本 ≥ 11（用 clang --version 可查看，比如输出 clang version 14.0.0 就符合）；

    • 目标项目支持 LTO（链接时优化）（大部分现代项目默认支持，少数老旧项目可能因编译选项冲突不支持）。

    • 优势如下

      • 插桩效率最高：LTO 模式会在链接阶段整合全局代码信息，插桩更 “聪明”—— 能减少冗余插桩点，同时精准覆盖代码分支，测试时程序运行速度更快。
      • 覆盖率更优：对复杂代码（如库函数调用、多文件联动）的覆盖更全面，更容易发现深层逻辑的漏洞；
      • 资源占用更低：生成的插桩程序体积更小，内存消耗更少，适合长时间 fuzzing。
    • export CC=afl-clang-lto
./configure  # 你的项目配置命令
make -j4     # 编译

  • 选 afl-clang-fast 的情况

    • Clang 版本在 6.0~10 之间（低于 11，不支持 LTO 模式的核心优化）；

    • 目标项目用 afl-clang-lto 编译失败（比如报错 lto1: fatal error: invalid option '-flto'，说明项目不支持 LTO）；

    • 对插桩效率要求不极致，更看重兼容性（afl-clang-fast 兼容几乎所有支持 Clang 编译的项目）。

      export CC=afl-clang-fast
make distclean  # 清理之前的编译残留
./configure
make -j4
http://www.dtcms.com/a/496635.html

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