Fuzzing et analyse de vulnérabilités de libpng

Projet de recherche en sécurité du groupe

À propos du fuzzing : Le fuzzing est une technique de test logiciel automatisé qui fournit des données invalides, inattendues ou aléatoires en entrée d'un programme afin de découvrir des bogues et des vulnérabilités. Le fuzzing guidé par couverture utilise le retour de couverture de code pour explorer intelligemment différents chemins d'exécution.

À propos d'OSS-Fuzz : OSS-Fuzz est le service de fuzzing continu de Google pour les logiciels open-source. Il utilise LibFuzzer et d'autres moteurs de fuzzing pour tester automatiquement des projets open-source critiques et signaler les vulnérabilités.

Ce projet démontre le fuzzing guidé par couverture, l'analyse de couverture de code et l'exploitation de vulnérabilités en utilisant le framework OSS-Fuzz de Google sur la bibliothèque libpng.

Cible : libpng v1.6.48 (fuzzing), v1.5.20 (exploitation)

Pour la méthodologie détaillée et le rapport complet : voir report.pdf
Pour les instructions complètes : voir Instructions.md

Résumé des résultats

Partie 1 : Analyse de l'impact du corpus initial

Partie 3 : Améliorations du fuzzer personnalisé

Amélioration 1 - Fuzzer de lecture amélioré (submit_improve1)

• Couverture de lignes : 33.02% → 34.08% (+1.06%)
• Ajout d'appels à l'API de transformation PNG et de tests de cas limites
• +74 lignes dans pngread.c, +73 lignes dans pngtrans.c

Amélioration 2 - Fuzzer d'écriture (submit_improve2)

• Création d'un nouveau fuzzer pour l'encodage PNG (opérations d'écriture)
• Fonctions d'écriture : 0% → 30-50% de couverture
• +1 270 lignes de code non testé précédemment couvertes

Partie 4 : Exploitation de CVE-2014-9495

Exploitation réussie d'un dépassement de tampon de tas (heap buffer overflow) dans libpng v1.5.20 :

• Dépassement d'entier dans le traitement PNG entrelacé Adam7
• La preuve de concept (PoC) déclenche la détection d'AddressSanitizer
• Script : part4/run.poc.sh

Réalisations

• Impact du corpus initial : +17% d'amélioration de la couverture
• Fuzzers personnalisés : 2 nouvelles variantes (fuzzer de lecture amélioré + fuzzer d'écriture)
• Nouvelle couverture : +1 270 lignes de code non testé précédemment
• Exploitation CVE : PoC réussi pour CVE-2014-9495

Structure du projet

├── part1/               # Seed corpus impact analysis
│   ├── run.w_corpus.sh         # Run with seed corpus
│   ├── run.w_o_corpus.sh       # Run without seed corpus
│   └── report/                 # Coverage reports
├── part3/               # Custom fuzzer improvements
│   ├── improve1/               # Enhanced read fuzzer
│   └── improve2/               # New write fuzzer
└── part4/               # CVE-2014-9495 exploitation
    ├── run.poc.sh              # Run exploit
    └── write_exploit.c         # PoC code

Démarrage rapide

# Part 1: Fuzzing experiments (4 hours each)
cd part1
./run.w_corpus.sh    # or ./run.w_o_corpus.sh

# Part 3: Test improvements (4 hours each)
cd part3/improve1 && ./run.improve1.sh
cd part3/improve2 && ./run.improve2.sh

# Part 4: Exploit CVE
cd part4 && ./run.poc.sh

Consulter les rapports de couverture :

firefox part1/report/w_corpus/linux/index.html

Membres du groupe

Ce projet de recherche en sécurité a été réalisé en collaboration par :

• Mahdi Atallah
• Rassene M'Sadaa
• Yannik Krone
• Yonathan Lanzmann