論文の概要: Extracting Protocol Format as State Machine via Controlled Static Loop
Analysis
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.13483v3
- Date: Mon, 21 Aug 2023 23:51:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-24 07:53:28.694369
- Title: Extracting Protocol Format as State Machine via Controlled Static Loop
Analysis
- Title（参考訳）: 制御静的ループ解析による状態マシンとしてのプロトコルフォーマットの抽出
- Authors: Qingkai Shi and Xiangzhe Xu and Xiangyu Zhang
- Abstract要約: この研究は、制約付き正規表現によって記述され、有限状態マシンを用いて解析されるプロトコルのクラスに焦点を当てる。
本手法では,各ループを状態として,ループ間の依存性を状態遷移として,状態マシンを抽出する。
評価結果は、状態マシンを推測し、90%以上の精度とリコールでメッセージフォーマットを5分以内で推測できることを示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.960696591576118
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Reverse engineering of protocol message formats is critical for many security
applications. Mainstream techniques use dynamic analysis and inherit its
low-coverage problem -- the inferred message formats only reflect the features
of their inputs. To achieve high coverage, we choose to use static analysis to
infer message formats from the implementation of protocol parsers. In this
work, we focus on a class of extremely challenging protocols whose formats are
described via constraint-enhanced regular expressions and parsed using
finite-state machines. Such state machines are often implemented as complicated
parsing loops, which are inherently difficult to analyze via conventional
static analysis. Our new technique extracts a state machine by regarding each
loop iteration as a state and the dependency between loop iterations as state
transitions. To achieve high, i.e., path-sensitive, precision but avoid path
explosion, the analysis is controlled to merge as many paths as possible based
on carefully-designed rules. The evaluation results show that we can infer a
state machine and, thus, the message formats, in five minutes with over 90%
precision and recall, far better than state of the art. We also applied the
state machines to enhance protocol fuzzers, which are improved by 20% to 230%
in terms of coverage and detect ten more zero-days compared to baselines.
- Abstract（参考訳）: プロトコルメッセージフォーマットのリバースエンジニアリングは多くのセキュリティアプリケーションにとって重要である。
主流技術は動的解析を使用し、その低被覆問題を継承する -- 推論されたメッセージフォーマットは入力の特徴のみを反映している。
高いカバレッジを達成するため、我々は静的解析を用いてプロトコルパーサの実装からメッセージフォーマットを推測する。
本研究では,制約強調正規表現を用いてフォーマットを記述し,有限状態機械を用いて解析する,極めて困難なプロトコルのクラスに注目した。
このような状態マシンは複雑な解析ループとして実装されることが多く、従来の静的解析による解析は本質的に困難である。
提案手法は,各ループイテレーションを状態として,ループイテレーション間の依存性を状態遷移として,ステートマシンを抽出する。
経路に敏感で正確だが経路爆発を避けるために、注意深く設計された規則に基づき、解析はできるだけ多くの経路をマージするように制御される。
評価結果は、状態マシンを推測し、その結果、90%以上の精度でメッセージフォーマットを5分以内で再現できることを示す。
また、プロトコルファザーの強化にステートマシンを適用し、カバレッジの観点から20%から230%改善し、ベースラインと比較して10以上のゼロデイを検出するようにしました。
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