Sparkplug B MQTT Security Fuzzer

Инструмент для всесторонней оценки безопасности протокольных реализаций Sparkplug B MQTT. Фаззер систематически тестирует все поля протокола для всех 9 типов сообщений, обнаруживает активные устройства в сети и создает подробные журналы для анализа.

Ответственное использование

Этот инструмент отправляет искаженные, внедряющие и нарушающие протокол сообщения MQTT целевому брокеру. Запускайте его только против систем, которыми вы владеете или на тестирование которых у вас есть явное письменное разрешение. Брокеры Sparkplug B часто находятся в средах OT/ICS, где неожиданные полезные нагрузки могут нарушить физические процессы — считайте, что любая цель находится рядом с производственной средой, пока не доказано обратное.

Если вы обнаружите уязвимость в реализации Sparkplug B с помощью этого инструмента, пожалуйста, следуйте скоординированному раскрытию информации с затронутым поставщиком. Чтобы сообщить о проблеме безопасности в самом инструменте, см. SECURITY.md.

Содержание

Обзор
Предварительные требования
Установка
Быстрый старт
Использование
Как это работает
Запуск тестов
Вывод и анализ журналов
- Формат журнала
- Анализ результатов
Покрытие протокола
Архитектура

Обзор

Спецификация Sparkplug B определяет пространство имен тем и формат полезной нагрузки, построенные на MQTT и Google Protocol Buffers для сред промышленного Интернета вещей (IIoT). Этот фаззер оценивает безопасность и устойчивость реализаций Sparkplug B путем:

Тестирования всех 19 типов метрических данных с граничными значениями и условиями переполнения
Внедрения вредоносных строк (XSS, SQLi, строки формата, обход пути, внедрение команд)
Создания несоответствия типов между объявленными типами данных и фактическими полями значений protobuf
Нарушения порядка автомата состояний протокола (данные до рождения, двойные рождения, данные после смерти)
Повреждения сериализованных полезных нагрузок protobuf на бинарном уровне
Подделки сертификатов рождения/смерти для обнаруженных сетевых устройств
Фаззинга пространства имен тем MQTT с помощью специальных символов, вариантов регистра и структурных нарушений

Предварительные требования

Python 3.8+
MQTT Broker — целевая тестируемая система (например, Mosquitto, HiveMQ, EMQX или любой брокер, поддерживающий Sparkplug B)
Разрешение — этот инструмент предназначен только для авторизованного тестирования безопасности

Установка

На современных системах Debian/Ubuntu/Kali (системы PEP-668) --setup не может выполнить pip install в системный Python — сначала используйте виртуальное окружение или pipx. Рекомендуемый путь:```bash python3 -m venv .venv source .venv/bin/activate python3 sparkplug-fuzzer.py --setup

Или запустите через `pipx run`, если вы предпочитаете не управлять виртуальным окружением вручную. На старых системах без принудительного применения PEP-668, простая команда `python3 sparkplug-fuzzer.py --setup` работает напрямую.

`--setup` сделает следующее:
1. Установит зависимости pip (`paho-mqtt`, `protobuf`)
2. Клонирует заданный тег репозитория [Eclipse Tahu](https://github.com/eclipse/tahu) (см. `TAHU_REF` в скрипте)
3. Скопирует вспомогательные модули `sparkplug_b.py` и `array_packer.py`
4. Скомпилирует `sparkplug_b.proto` в привязки Python (использует `protoc`, если доступен, иначе откатывается к `grpcio-tools`)
5. Очистит клон Tahu

После настройки ваша директория должна содержать:```
sparkplug-fuzzer.py     # The fuzzer
sparkplug_b.py          # Sparkplug B helper module (from Tahu)
array_packer.py         # Array packing helper (from Tahu)
sparkplug_b_pb2.py      # Generated protobuf bindings
requirements.txt        # Python dependencies

Ручная настройка (если --setup не работает)

```bash pip install -r requirements.txt git clone https://github.com/eclipse/tahu.git cp tahu/python/core/sparkplug_b.py . cp tahu/python/core/array_packer.py . protoc --python_out=. sparkplug_b.proto rm -rf tahu ```

Быстрый старт```bash

python3 sparkplug-fuzzer.py --setup # first-time setup python3 sparkplug-fuzzer.py -H localhost -p 1883 -v # run fuzzer

Это позволит:
1. Подключиться к брокеру на `localhost:1883`
2. Прослушивать 10 секунд для обнаружения существующих устройств Sparkplug
3. Установить фаззер как узел/устройство Sparkplug
4. Запустить все 12 категорий фаззинга (~635+ тестов)
5. Нацелиться на любые обнаруженные устройства с поддельными сообщениями
6. Записать результаты в `sparkplug_fuzz.jsonl`

## Использование

### Параметры командной строки```
python3 sparkplug-fuzzer.py [OPTIONS]

Опция	По умолчанию	Описание
`-H`, `--host`	`localhost`	Имя хоста или IP-адрес MQTT-брокера
`-p`, `--port`	`1883` (или `8883` с `--tls`)	Порт MQTT-брокера
`-u`, `--username`	Нет	Имя пользователя MQTT (также читает переменную окружения `MQTT_USERNAME`)
`-P`, `--password`	Нет	Пароль MQTT (также читает `MQTT_PASSWORD`; передайте `-` для чтения из stdin без эха)
`--tls`	выкл	Подключение через TLS; порт по умолчанию становится `8883`, если `-p` не указан
`--cafile`	Нет	Пакет CA для проверки сертификата TLS-сервера
`--insecure`	выкл	Пропустить проверку имени хоста/сертификата TLS (только для тестирования)
`-g`, `--group`	`Sparkplug B Devices`	Идентификатор группы Sparkplug, под которым регистрируется фаззер
`-n`, `--node`	`FuzzNode`	Идентификатор граничного узла Sparkplug для фаззера
`-d`, `--device`	`FuzzDevice`	Идентификатор устройства Sparkplug для фаззера
`-c`, `--categories`	`all`	Список категорий фаззинга, разделенных пробелами
`--discovery-time`	`10`	Секунды пассивного прослушивания для обнаружения сети
`--delay`	`0.1`	Задержка в секундах между сообщениями фаззинга
`--probe-anon-write`	выкл	Во время обнаружения отправьте одну публикацию QoS=1, чтобы подтвердить, принимает ли брокер неаутентифицированный PUBLISH
`-l`, `--log`	`sparkplug_fuzz.jsonl`	Имя выходного файла журнала (относительные пути помещаются внутрь `--output-dir`; абсолютные пути используются как есть)
`--output-dir`	`./sparkplug-runs/<UTC-ts>_<host>/`	Каталог вывода для каждого запуска. Создается при отсутствии.
`-v`, `--verbose`	0	Увеличивает подробность консоли (`-v` = info, `-vv` = debug). `-vv` также показывает пропуски генератора фаззинга, а ограниченный логгер `paho.mqtt` переключается на INFO/DEBUG с подробностью.
`--setup`	—	Установить все зависимости и выйти
`--tahu-path`	—	Путь к локальному клону eclipse/tahu (или его каталогу `python/core`). Используется `--setup` в изолированных средах вместо `git clone`.
`--extra-string-payloads`	—	Путь к файлу с дополнительными полезными нагрузками для внедрения строк (по одной на строку, UTF-8). Добавляется к встроенному `STRING_FUZZ_VALUES`; не заменяет их. Максимум 10 МБ / 10 000 полезных нагрузок. См. Пользовательские строковые корпуса.

sparkplugFuzzer

Популярное