Gustave

Gustave是一款功能强大的嵌入式操作系统内核模糊测试工具，该工具是一个模糊测试平台，专为嵌入式操作系统内核而设计，该工具基于QEMU和AFL实现其功能，可以帮助广大研究人员对操作系统内核进行模糊测试，整个过程就向对一款简单的应用程序进行模糊测试一样轻松。

多亏了QEMU的多平台特性，我们可以将Gustave视为QEMU内部的AFL forkserver实现，并且提供了细粒度的目标检查功能。

支持哪些内核？

从功能设计来看，Gustave主要针对的是嵌入式操作系统内核，因此如果你想要对一个大型复杂的Windows或Linux内核进行模糊测试的话，Gustave可能就不是最佳选择了。

不过，如果你针对的是那些嵌入式操作系统内核，并且是由一些应用程序启动且不需要用户交互的硬件设备，那么Gustave绝对是你最佳的选择。

工作机制

来自AFL项目的afl-fuzz工具可以帮助我们以自动化的方式对目标进行模糊测试。但是，AFL无法直接对操作系统内核进行模糊测试，也无法让其目标直接解析生成的测试用例。

简而言之，afl-fuzz将会运行QEMU并将Gustave整合进目标项目之中。与此同时，Gustave将会处理：

• forkserver同步

• 生成的测试用例转换为目标系统调用

• 目标内核监控

跟现有解决方案进行对比

• Project Triforce

• afl-unicorn

• kAFL

Gustave的设计选择意味着跟现有项目有着以下区别：

• 你需要在目标内核中注入AFL指令；

• 目标内部不需要特定的开发；

• 只要QEMU提供支持，就可以真正瞄准目标进行模糊测试（OS、体系结构）；

• 甚至可以将硬件虚拟化与kvm结合使用；

• 涵盖目标内核中实现的所有系统调用；

当前状态

硬件

我们已经实现并在Intel x86和PowerPC上进行了测试，Gustave实现是架构独立的，如果你使用QEMU来对目标进行测试的话，只需要稍做配置即可结合Gustave来对目标进行模糊测试了。

目前，我们提供了已整合Gustave的Intel 440FX和PowerPC PREP样本，我们在主板上实现的样例比较简单，感兴趣的同学可以参考这篇【文档】。

软件

我们还提供了POK 微内核目标特定的开发：

• 针对x86/PRC的系统调用ABI生成器；

• X86内存；

工具使用

1、首先，你需要准备好需要进行模糊测试的目标，使用afl-gcc进行重构或代码修复。

2、接下来，针对目标实现翻译器。

3、整合Gustave构建QEMU。

4、针对目标编写一个JSON配置文件。

5、最后，在命令行终端窗口中运行工具即可。

工具要求

除了目标和QEMU的工作编译环境之外，还需要以下Git树：

$ git clone -b gustave https://github.com/airbus-seclab/afl $ git clone -b gustave https://github.com/airbus-seclab/qemu

项目地址

Gustave：【GitHub传送门】

参考资料

• https://github.com/airbus-seclab/qemu/blob/gustave/hw/i386/fuzz/afl.c

• https://github.com/airbus-seclab/gustave/blob/master/doc/README.md

• https://pok-kernel.github.io/

• https://airbus-seclab.github.io/

• https://airbus-seclab.github.io/GUSTAVE_thcon/GUSTAVE_thcon.pdf

• https://github.com/airbus-seclab/gustave/blob/master/GUSTAVE_SSTIC/GUSTAVE_SSTIC_slides.pdf

• https://github.com/airbus-seclab/gustave/blob/master/GUSTAVE_SSTIC/GUSTAVE_SSTIC_paper.pdf

• https://static.sstic.org/videos2019/1080p/SSTIC_2019-06-06_P05.mp4