Buzzer：一款针对eBPF的安全检测与模糊测试工具

关于Buzzer

Buzzer是一款功能强大的模糊测试工具链，该工具基于Go语言开发，可以帮助广大研究人员简单高效地开发针对eBPF的模糊测试策略。

功能介绍

下面给出的是当前版本的Buzzer整体架构：

元素解析：

1、ControlUnit：通过命令行标志--fuzzing_strategy启动指定的FuzzingStrategy；

2、eBPFGenerationLibrary：包含生成 eBPF 程序的逻辑；

3、ExecutionUnit：FFI 层与 eBPF Syscall 交互并加载/执行 eBPF 程序；

4、FuzzingStrategy：所有策略必须实现的接口；

模糊测试策略是eBPF 程序的生成方式和错误检测方式的结合。

目前，Buzzer 有三种可能的策略：

1、PointerArithmetic：生成随机 ALU 和 JMP 操作，然后尝试对映射指针进行指针算术运算，并写入它。如果写入的值在用户空间不可见，则假设我们写入了 OOB；

2、VerifierLogParser：生成随机 ALU 操作并解析 eBPF 验证程序日志的输出。在程序运行时，寄存器的值会被存储，然后与验证程序通过日志公开的假设进行比较；

3、Playground：这里没有进行真正的模糊测试，此策略只是为了帮助试验 eBPF；

Buzzer 还具有一个集成的指标服务器，能够呈现覆盖率信息，该组件的架构如下所示：

每当ExecutorUnit验证一个程序时，都会将下列信息传递给MetricsUnit：

1、程序是否通过验证；

2、kcov 收集的任何覆盖信息（如果启用）；

MetricsUnit税后便会处理这些信息，然后将 kcov 地址解析为代码位置，并在 Web 界面中显示这些信息。

工具要求

Go运行时环境

bazel

clang

工具安装

由于该工具基于Go语言开发，因此我们首先需要在本地设备上安装并配置好最新版本的Go运行时环境。然后按照步骤安装好bazel和clang，并配置好正确的CC和CXX环境变量：

export CC=clangexport CXX=clang++

接下来，广大研究人员可以直接使用下列命令将该项目源码克隆至本地：

git clone https://github.com/google/buzzer.git

然后切换到项目目录中，运行Buzzer：

cd buzzerbazel build :buzzer

以root权限运行Buzzer：

sudo ./bazel-bin/buzzer_/buzzer

或使用CAP_BPF运行Buzzer：

sudo setcap CAP_BPF=eip bazel-bin/buzzer_/buzzer./bazel-bin/buzzer_/buzzer

工具使用

按照syzkaller 的说明设置运行 Debian 映像的虚拟机，请确保在编译 Linux 内核时启用 BPF。

生成bullseye镜像：

./create-image.sh -d bullseye

运行syzkaller生成的虚拟机：

qemu-system-x86_64 \-m 20G \-smp 2 \-cpu host \-kernel PATH_TO_KERNEL_REPO/arch/x86/boot/bzImage \-append "console=ttyS0 root=/dev/sda nokaslr earlyprintk=serial net.ifnames=0" \-drive file=PATH_TO_DEBIAN_IMAGE/bullseye.img,format=raw \-net user,host=10.0.2.10,hostfwd=tcp:127.0.0.1:10022-:22,hostfwd=tcp:0.0.0.0:8080-:8080 \-net nic,model=e1000 \-enable-kvm \-nographic \-pidfile vm.pid \2>&1 | tee vm.log

将vmlinux镜像传输到VM中：

scp -i PATH_TO_DEBIAN_IMAGE/bullseye.id_rsa -P 10022 PATH_TO_KERNEL_REPO/vmlinux root@localhost:~/

传输到您想要覆盖的源文件：

mkdir /root/sourceFiles

然后将您想要 fuzzer 可视化覆盖信息的任何源文件（例如验证器源代码）传输到该目录中，在运行：

scp -i PATH_TO_DEBIAN_IMAGE/bullseye.id_rsa -P 10022 PATH_TO_KERNEL_REPO/kernel/bpf/verifier.c  root@localhost:~/sourceFiles

运行Buzzer并访问指标服务器：

scp -i PATH_TO_DEBIAN_IMAGE/bullseye.id_rsa -P 10022 PATH_TO_BUZZER  root@localhost:~/./buzzer

此时如果你在主机上访问 localhost:8080，你应该能够看到指标服务器：

许可证协议

本项目的开发与发布遵循Apache-2.0开源许可协议。

项目地址

Buzzer：【GitHub传送门】

参考资料

The Go Programming Language

https://bazel.build/

Clang C Language Family Frontend for LLVM

bpf: Fix incorrect verifier pruning due to missing register precision taints - kernel/git/torvalds/linux.git - Linux kernel source tree

Linux Kernel: Vulnerability in the eBPF verifier register limit tracking · Advisory · google/security-research · GitHub