【摘 要】
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随着物联网的发展,物联网设备在生活中得到了广泛的应用。在高速发展的同时,安全问题已经成为了物联网领域首要关注的问题,其中固件安全尤其引人关注。在固件开发过程中存在的大量代码复用可能导致相同已知漏洞对多个不同设备造成影响,因此对固件进行已知漏洞检测十分重要。由于在开发过程中相同源码通常会被编译成不同指令集架构下的固件程序,因此支持跨平台的检测方案具有重要意义。现有的Gmini等函数级跨平台方案虽然具
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随着物联网的发展,物联网设备在生活中得到了广泛的应用。在高速发展的同时,安全问题已经成为了物联网领域首要关注的问题,其中固件安全尤其引人关注。在固件开发过程中存在的大量代码复用可能导致相同已知漏洞对多个不同设备造成影响,因此对固件进行已知漏洞检测十分重要。由于在开发过程中相同源码通常会被编译成不同指令集架构下的固件程序,因此支持跨平台的检测方案具有重要意义。现有的Gmini等函数级跨平台方案虽然具有不错的效果,但仍存在因人工选取的统计特征造成语义信息丢失及拓展性较差等问题。针对上述问题,本文提出了基于语义的跨平台固件二进制函数同源相似性检测方案,设计并实现了基于静态同源的固件安全分析系统,主要研究成果如下:1.提出了一个基于代码语义信息的跨X86和ARM平台的二进制函数同源相似性检测模型。针对现有的Gmini等基于特征学习的跨平台二进制函数级别检测方法由于人工选取统计特征导致语义信息丢失和引入人为误差的问题,该模型通过学习基本块内指令的语义信息避免了人工选取特征存在的问题。本文首先基于孪生网络实现了基本块级跨平台模型,然后提出了基于块内语义的函数相似性分析算法,构建了跨平台二进制函数级别同源相似性检测模型,最后通过实验对模型的跨平台效果及已知漏洞检测能力进行了验证与评估。2.设计并实现了一个具有可视化界面的跨平台固件安全检测系统。该系统以本文所提出的二进制函数同源相似性检测模型为核心,为用户提供固件跨平台已知漏洞检测功能;同时提供了多项针对固件的静态安全检测功能,为用户提供未知安全问题检测功能。用户通过可视化界面与系统交互,提交固件镜像或二进制信息并发起检测任务,系统根据任务信息对固件进行跨平台已知漏洞检测及其他多项安全检测。在实际应用中,除可以有效检测固件二进制程序中是否存在已知漏洞外,本文还根据其他相关检测项结果,结合人工分析,在某固件中发现了两个新漏洞,编号分别为CVE-2020-25010与CVE-2020-25011。
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