本文针对信息物理系统(Cyber-Physical Systems, CPS)中模糊测试面临的输入搜索空间过大的问题,提出了一种基于控制理论的解决方案。随着CPS在日常生活中日益普及,其安全性成为紧迫议题。虽然模糊测试在自动检测漏洞方面受到广泛关注,但物理输入和网络输入的组合搜索空间极为庞大,如何高效探索仍是一个开放挑战。作者从控制理论中汲取灵感,利用物理感知的控制模型来引导输入空间探索。具体而言,设计并实现了ConTest这一模糊测试工具,该工具使用控制模型的Lyapunov函数同时用于缺陷检测和变异策略,从而在动态模型误差有界的条件下,为漏洞发现的有效性提供了可证明的保证。作者在ArduPilot和PX4两个代表性机器人车辆(RV)平台上部署了ConTest原型,用于检测空间和时间输入验证缺陷,共发现253个输入验证漏洞,其中58个为零日漏洞,54个已获供应商确认。该研究不仅提出了新的理论方法,还通过实际平台验证了工具的有效性,为CPS模糊测试领域提供了重要参考。
💡 推荐理由: CPS安全日益重要,传统模糊测试难以高效探索物理与网络输入组合空间。ConTest引入控制理论的Lyapunov函数,以可证明保证提升漏洞发现效率,为CPS模糊测试提供新工具,能显著提升机器人平台输入验证缺陷的发现能力。
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