白盒模糊测试技术有效解决了传统黑盒模糊测试面临的盲目性、随机性及效率低下等问题,但仍然存在一定的局限性,例如:漏洞触发能力较弱、环境交互、复杂约束求解、路径爆炸等问题。这些问题阻碍了白盒模糊测试技术的发展,使得白盒模糊测试技术无法实现理论上百分之百的路径覆盖率,以及不得不面临检测效率和准确性的质疑。本文以改进白盒模糊测试技术检测效率和准确性为目标,深入分析了白盒模糊测试技术的优劣及面临的主要挑战,重点研究了白盒模糊测试技术中存在的漏洞触发能力较弱、环境交互和复杂约束求解这三个典型问题,并最终提出切实有效的解决方案,主要贡献如下:首先,针对白盒模糊测试漏洞触发能力较弱的问题,提出一种基于污点分析的白盒模糊测试方案。该方案依据不同的漏洞特征,识别危险操作,获得和漏洞特征相关的约束条件,并与路径约束条件优化结合后通过约束求解器求解,以指导白盒模糊测试自动化地产生既具有较高的路径覆盖率又具有良好的漏洞触发能力的测试用例。实验结果表明,与原有的白盒模糊测试相比,该方案能够有效地提升漏洞检测能力、降低漏报率与误报率,时间开销没有明显增加。其次,针对白盒模糊测试的环境交互问题,提出一种基于外部函数探测和校正的隐藏路径搜索方案。该方案利用约束求解获取外部函数在执行新路径时的输出值,并将结果记录在链表中。在执行该路径时,检测其中的外部函数,根据链表中的信息进行动态修正,以达到驱动该路径,进而提高路径覆盖率的目的。实验结果表明,该方案与现有的解决方案相比,路径覆盖率和漏洞检测能力均有所提升,时间开销有所降低。最后,针对已有的面向路径的线性拟合函数方法在求解约束过程中对程序输入空间搜索不充分、串行变量交替的执行过程效率低的问题,提出一种改进的线性拟合函数方法。该方法利用程序依赖分析技术缩减搜索空间,减少不必要的时间开销,加快搜索进程,同时,提出多变量方向上交叉捜索机制,扩展在有效变量上的搜索空间,并利用并行的搜索方式达到在同样的搜索时间内探索更多的程序输入空间的目的。通过与其他几种方法进行对比,改进的线性拟合函数方法具有较高的路径覆盖率,同时时间开销也有所降低。