Re Fuzzing

覆盖率引导模糊测试（AFL++ / libFuzzer / honggfuzz）

何时使用 / 何时不用

• 用：目标有明确输入面（文件解析 / 库函数 / 网络协议解析），要自动化找崩溃；有源码可插桩（或无源码愿意用 QEMU 模式）；需要持续回归找新 bug
• 不用：目标无输入解析（纯算法/纯逻辑 → 符号执行 [[re-angr]] / [[re-z3]]）；已有崩溃只需分析（→ [[re-crash-triage]]）；目标是内核/驱动（走 [[re-kernel]] 域思路，不在用户态 fuzz 范围）
• 不用：只有单个崩溃样本要复现（直接走 [[re-crash-triage]]，无需重跑 fuzz）

工具准备

所有工具先验证再使用。fuzz 是动态执行，一律在沙箱内跑（[[re-analyze/platform-tips]] 最高原则，见 [[re-sandbox]]）。

AFL++ —— 覆盖率引导 fuzz 主力

• Debian/Ubuntu: sudo apt install afl++
• Fedora: sudo dnf install american-fuzzy-lop american-fuzzy-lop-clang（包即 AFL++ fork）；或源码编译拿最新版（见下）
• Arch: sudo pacman -S afl++
• macOS: brew install afl++
• Windows: WSL2 内 sudo apt install afl++（AFL++ 官方支持 WSL；Windows 本机不可直接跑）
• 源码编译（推荐，版本最新、含全部模式）:

  git clone https://github.com/AFLplusplus/AFLplusplus && cd AFLplusplus
  make distrib        # 需要 clang/LLVM 工具链
  sudo make install

• 验证: afl-fuzz -h（打印 usage 即 OK）；afl-clang-fast --version

clang / LLVM —— libFuzzer 宿主 + ASAN 编译器

• Debian/Ubuntu: sudo apt install clang
• Fedora/RHEL: sudo dnf install clang
• Arch: sudo pacman -S clang
• macOS: Xcode 自带（xcode-select --install 补命令行工具），或 brew install llvm
• Windows: WSL2 内 Linux 版；本机 Visual Studio 的 clang-cl 亦可（MSVC 支持 /fsanitize=fuzzer）
• 验证: clang --version

libFuzzer —— 库函数 / 单函数 fuzz（随 clang 附带）

• 无需单独安装：clang 自带，-fsanitize=fuzzer 即启用
• 验证:

  clang -fsanitize=fuzzer -x c /dev/null -o /tmp/fztest && /tmp/fztest -runs=1

  输出含 INFO: libFuzzer 即 OK（/tmp/fztest 用完可删）

honggfuzz —— 硬件计数器 / 多线程 fuzz 备选

• Debian/Ubuntu: 无官方包 → 源码编译：

  sudo apt install build-essential binutils-dev libunwind-dev libblocksruntime-dev clang
  git clone https://github.com/google/honggfuzz && cd honggfuzz && make

• Fedora/RHEL: sudo dnf install honggfuzz
• Arch: sudo pacman -S honggfuzz（或 AUR 包 honggfuzz）
• macOS: 无 brew 公式 → 源码编译（需 Xcode + libblocksruntime）
• Windows: WSL2 内 Linux 版
• 验证: honggfuzz --help

afl-cov —— 覆盖率统计（gcov/lcov 前端）

• 依赖 lcov/gcov: sudo apt install lcov / sudo dnf install lcov / sudo pacman -S lcov（gcov 随 gcc 自带）
• 本体无 pip 包，git clone 直接运行:

  git clone https://github.com/mrash/afl-cov && cd afl-cov

• 验证: ./afl-cov -V
• 注意：afl-cov 需要目标用 gcov 插桩编译（gcc -fprofile-arcs -ftest-coverage），与 AFL 插桩不兼容——同一份代码编两次：一次 afl+ASAN 版跑 fuzz，一次 gcov 版测覆盖率

操作步骤

按顺序执行；每步产物（harness 源码、语料目录、fuzz 输出目录）记录路径，供 [[re-crash-triage]] / 报告引用。

1. 目标与插桩选择：
   • 源码可编译 → AFL++ 编译器包装器 + ASAN：

     CC=afl-clang-fast CXX=afl-clang-fast++ AFL_USE_ASAN=1 ./configure && make
     # 简单单文件目标：
     afl-clang-fast -fsanitize=address -g -O1 -o target target.c

   • 无源码 → -Q QEMU 模式（afl-fuzz -Q ...），无需插桩但慢 2-5 倍
   • 目标是库函数 → 写 fuzz target（harness）读文件喂解析 API：

     /* fuzz_target.c —— 以 libpng 的 png_read 入口为例 */
     #include <stdint.h>
     extern int my_parse(const char *data, size_t len); /* 目标解析入口 */
     int LLVMFuzzerTestOneInput(const uint8_t *data, size_t size) {
       my_parse((const char *)data, size);
       return 0;
     }

     libFuzzer 编译：clang -fsanitize=fuzzer,address -g -O1 -o fuzz_target fuzz_target.c target_lib.c AFL++ 编译同一 harness：afl-clang-fast -fsanitize=fuzzer,address -o fuzz_target_afl fuzz_target.c（afl-clang-fast 拦截 -fsanitize=fuzzer 并链接自带 driver），运行 afl-fuzz -i in -o out -- ./fuzz_target_afl @@
   • 网络目标 → 见坑 5：harness 直调解析函数（数据来自文件），不要 fuzz 整个服务进程
2. 语料初始化：

   mkdir in out
   # 每个种子是目标可正常解析的最小有效输入（别拿空文件起步）
   cp seed_sample.bin in/
   afl-cmin -i in -o in_min -- ./target @@   # 去重：只留覆盖不同路径的种子

   • 语料质量比数量重要：10 个覆盖不同解析分支的小样本 > 1000 个同类大文件（见坑 2）
   • 空语料/纯空文件起步：前几千 execs 全在 EOF 分支，解析逻辑迟迟不被覆盖
3. afl-fuzz 运行参数：

   afl-fuzz -i in_min -o out -m none -t 1000+ -x dict.txt -- ./target @@

   • -m none：ASAN 程序默认内存限制会误杀，必加（见坑 4）
   • -t 1000+：初始超时给足（+ 号表示随路径增长自适应）
   • @@ 占位符 = fuzz 生成的文件路径；输入走 stdin 则去掉 @@
   • 多核多实例：-M main 主实例 + -S secondary1 等从实例（共享同一 out 目录）；afl-whatsup out 看汇总
   • 续跑：afl-fuzz -i - -o out ...（-i - 复用已有输出目录）
   • 运行时长：24h+ 才有统计意义，别早期就停；出现崩溃后不打断，另开分析（[[re-crash-triage]] 可用 afl-tmin 在 out/crashes 上工作）
4. 覆盖率（afl-cov）：
   • 运行中实时看：afl-whatsup out——paths_total 增长 + execs_done 高 = 正常
   • gcov 版目标（与 fuzz 版本分开编）：

     gcc -fprofile-arcs -ftest-coverage -g -O0 -o target_gcov target.c

   • 汇总:

     ./afl-cov -d out --live --coverage-cmd "cat AFL_FILE | ./target_gcov" --code-dir .

     产出在 out/cov/，HTML 报告 out/cov/web/（lcov/genhtml 生成）
   • 无 gcov 的替代：afl-showmap -o /tmp/map -- ./target @@ 看单输入覆盖哪些块；对比两个输入的 map 判断是否覆盖新路径
5. 字典 / 结构化输入：
   • 字典 -x dict.txt：关键词（魔数、分隔符、关键字）降低跨格式变异成本；AFL++ 自带大量格式字典（AFLplusplus/dictionaries/ 含 png/pdf/jpeg/tiff 等，直接 -x 引用）
   • 结构化输入（头+长度+数据类格式）：初始种子必须覆盖不同结构变体；长度字段在字典里给常见取值；进阶用自定义 mutator（AFL++ AFL_CUSTOM_MUTATOR_LIBRARY，Python 示例在 utils/python_mutators/），维护校验和/长度的一致性