模糊测试中常见的10种变异mutation策略

1. 引入

基于变异策略的模糊测试，有两个重点：
（1）seed：种子，初始的合法输入序列。
（2）mutation：对已经存在的输入序列，进行微调。

所以，mutation的策略就比较重要，常用的mutation策略如下所示。

2. mutation策略（变异策略）

1. Flip one random bit（翻转一个随机位）

   • 把某一bit从0变为1，或者从1变为0

2. Alternate one or multiple consecutive bytes（交换一个或多个连续字节）

   • 比如将每个字节的值与其相邻字节的值进行交换或按某种规则改变

3. Erase one or multiple bytes from random offsets（从随机偏移量处删除一个或多个字节）

   • 从某个随机的位置开始，随机删除一部分字节数据

4. Insert one or multiple bytes to random offsets（在随机偏移量处插入一个或多个字节）

   • 从某个随机的位置开始，随机插入一部分字节数据

5. Repeat existing bytes multiple times（重复现有字节多次）

   • 选择数据中的一段字节序列，并将这段序列重复多次插入到原位置或其他位置，可能导致数据膨胀或程序逻辑错误。

6. Add a word from a predefined dictionary（添加一个来自预定义字典的单词）

   • 从字典中随机选择一个单词，并将其插入到数据的某个位置

7. Shuffle consecutive bytes (reorder multiple bytes randomly)（随机重排连续字节）

   • 将一段连续字节的顺序随机打乱，而不改变这些字节的值。

8. Copy a substring and paste it randomly offsets（复制一个子字符串并随机粘贴到偏移量处）

   • 从数据中复制一段子字符串，并将其粘贴到数据的另一个随机位置。

9. Crossover（交叉）

   • 也称为杂交或基因重组，这个操作通常涉及两个或多个数据样本，通过交换它们的一部分来生成新的数据样本。这是遗传算法的手法。

10. Apply mutation one or more times on a single seed input（对单个种子输入应用一次或多次变异）

• 选择一个初始的“种子”输入，然后对其应用上述一个或多个变异策略一次或多次，以生成多个不同的测试样本。

3. 参考

http://sigsoft.or.kr/wp-content/uploads/2021/01/20210324_005245.pdf