آسیب‌پذیری‌های نرم‌افزاری و نقض‌های امنیتی به یک نگرانی فراگیر در چشم‌انداز دیجیتال امروزی تبدیل‌شده است. با افزایش پیچیدگی سیستم‌های نرم‌افزاری، سطح آسیب‌پذیری‌های احتمالی نیز افزایش می‌یابد. برای شناسایی و کاهش مؤثر این آسیب‌پذیری‌ها، زمینه آزمودن نرم‌افزار به‌طور قابل‌توجهی تکامل‌یافته است. یکی از تکنیک‌هایی که در سال‌های اخیر مطرح‌شده است، فاز کردن است. فازینگ یک روش آزمودن خودکار است که به‌طور سامانمند و بی‌وقفه یک سیستم نرم‌افزاری را با ورودی‌های تصادفی یا نیمه تصادفی بمباران می‌کند تا آسیب‌پذیری‌ها، ضعف‌های امنیتی و مسائل پایداری را کشف کند. در این مقاله، ما به کارکردهای فازینگ، اهمیت آن و تکنیک‌های مختلف به‌کاررفته در این جنبه حیاتی امنیت نرم‌افزار خواهیم پرداخت.
درک فازینگ
فازینگ، همچنین به‌عنوان آزمودن فازی یا فازی شناخته می‌شود، یک تکنیک تحلیل نرم‌افزار پویا است که شامل ارائه یک سیستم نرم‌افزاری با مجموعه‌ای بزرگ و متنوع از ورودی‌ها برای شناسایی رفتار یا آسیب‌پذیری‌های غیرمنتظره است. هدف اصلی فازینگ، کشف نقص‌های امنیتی، خرابی‌ها و سایر خطاها با غلبه بر برنامه هدف با ورودی‌هایی است که ممکن است به‌درستی از آن استفاده نکند. این روش آزمایش به دنبال تقلید از ماهیت غیرقابل‌پیش‌بینی ورودی کاربر در دنیای واقعی است که می‌تواند نامنظم و اغلب مخرب باشد.
فازینگ چگونه کار می‌کند
فازینگ با خودکار کردن فرآیند تولید و اجرای ورودی کار می‌کند. در اینجا یک نمای کلی ساده از نحوه عملکرد فازینگ آورده شده است:
تولید ورودی: فازرها طیف وسیعی از ورودی‌ها را تولید می‌کنند که اغلب با جهش یا تولید داده‌های تصادفی انجام می‌شود. این ورودی‌ها می‌توانند در قالب‌های مختلفی مانند فایل‌ها، بسته‌های شبکه یا آرگومان‌های خط فرمان باشند. هدف ابزار فازینگ ارائه ورودی‌های متنوع و بالقوه مشکل‌ساز است.
تزریق ورودی: ورودی‌های تولیدشده به نرم‌افزار موردنظر تزریق می‌شوند. این کار را می‌توان با ارسال آن‌ها به‌عنوان آرگومان‌های خط فرمان، تغذیه آن‌ها در سوکت شبکه یا ارائه آن‌ها به‌عنوان فایل‌های ورودی به برنامه انجام داد.
نظارت و تجزیه‌وتحلیل: فازرها به‌طور فعال بر اجرای برنامه هدف نظارت می‌کند. آن‌ها هرگونه تصادف، هنگ کردن یا رفتارهای غیرمنتظره را ثبت می‌کنند. اگر مشکلی شناسایی شود، فازر اطلاعات مربوطه را ثبت می‌کند، مانند ورودی که باعث ایجاد مشکل شده و وضعیت برنامه در زمان بروز مشکل.
تکرار: فاز کردن یک فرآیند تکراری است. پس از شناسایی مشکلات، فازر می‌تواند ورودی‌های خود را برای کشف مسیرهای کد مختلف در نرم‌افزار تنظیم کند. این روند را تا زمانی ادامه می‌دهد که یک معیار توقف تعریف‌شده مانند محدودیت زمانی، تعداد مشخصی از تکرارها یا یک هدف پوشش برآورده شود.
گزارش‌گیری: فازرها گزارش‌های جامعی را تولید می‌کند که آسیب‌پذیری‌های کشف‌شده، ازجمله ردیابی خرابی، داده‌های ورودی که باعث بروز مشکلات شده‌اند و سایر اطلاعات مرتبط را به‌تفصیل شرح می‌دهد. این اطلاعات برای توسعه‌دهندگان برای درک و رفع مشکلات شناسایی‌شده بسیار مهم است.
چرا فازینگ مهم است
فازینگ به چند دلیل قانع‌کننده درزمینهٔ امنیت نرم‌افزار اهمیت زیادی پیداکرده است:
تشخیص زودهنگام آسیب‌پذیری‌ها: فازینگ امکان شناسایی آسیب‌پذیری‌ها را در مراحل اولیه توسعه نرم‌افزار فراهم می‌کند و هزینه و تلاش لازم برای رفع آن‌ها را کاهش می‌دهد. این امر به‌ویژه در چرخه‌های توسعه نرم‌افزاری با سرعت امروزی اهمیت دارد.
مقیاس‌پذیری: فازینگ بسیار مقیاس‌پذیر است و به آزمایش‌کنندگان اجازه می‌دهد تا امنیت سیستم‌های نرم‌افزاری پیچیده و مقیاس بزرگ را ارزیابی کنند. ابزارهای فازینگ خودکار می‌توانند تعداد زیادی ورودی را تولید و آزمایش کنند و پوشش کاملی را ارائه دهند.
آزمودن واقعی: فازینگ سناریوهای دنیای واقعی را با ارائه ورودی‌های غیرمنتظره و بالقوه مخرب تکرار می‌کند. این به شناسایی آسیب‌پذیری‌هایی کمک می‌کند که ممکن است با روش‌های آزمایش سنتی موردتوجه قرار نگیرند.
کشف آسیب‌پذیری روز صفر: فازینگ می‌تواند آسیب‌پذیری‌های روز صفر را کشف کند – آسیب‌پذیری‌های ناشناخته قبلی که می‌توانند توسط مهاجمان مورد سوءاستفاده قرار گیرند. با شناسایی پیشگیرانه این مشکلات، توسعه‌دهندگان نرم‌افزار می‌توانند وصله‌ها را منتشر کرده و از کاربران محافظت کنند.
انطباق و اطمینان: فازینگ اغلب یک الزام برای رعایت استانداردها و مقررات امنیتی در صنایع مختلف است. این‌یک رویکرد سامانمند برای تضمین امنیت برنامه‌های کاربردی نرم‌افزار ارائه می‌دهد.
تکنیک‌های مورداستفاده در فاز کردن
فازینگ یک تکنیک آزمودن همه‌کاره است که از رویکردها و استراتژی‌های مختلفی برای به حداکثر رساندن اثربخشی آن استفاده می‌کند. در زیر برخی از تکنیک‌های کلیدی مورداستفاده در فاز سازی آورده شده است:
فازینگ مبتنی برجهش: فازینگ مبتنی برجهش، همچنین به‌عنوان فازینگ جعبه سیاه شناخته می‌شود، شامل اصلاح ورودی‌های موجود برای ایجاد موارد آزمایشی جدید است. تکنیک‌های متداول جهش شامل چرخش بیت، چرخش بایت، و درج یا حذف تصادفی داده‌ها در فایل‌های ورودی است. این روش نسبتاً ساده است اما می‌تواند دریافتن انواع خاصی از آسیب‌پذیری‌ها مؤثر باشد.
فازینگ مبتنی بر نسل: فازی سازی مبتنی بر نسل یا فازبندی با جعبه سفید، شامل ایجاد ورودی‌ها از ابتدا بر اساس دانش فرمت یا ساختار ورودی برنامه است. این رویکرد می‌تواند دقیق‌تر و هدفمندتر از فازبندی مبتنی برجهش باشد، زیرا ورودی‌هایی را تولید می‌کند که به قالب مورد انتظار پایبند هستند.
فازینگ مبتنی بر گرامر: فازبندی مبتنی بر گرامر، فازی مبتنی بر تولید را با استفاده از گرامرهای بدون زمینه برای تعریف قالب ورودی معتبر گسترش می‌دهد. این به فازر ها اجازه می‌دهد تا ورودی‌هایی تولید کنند که به‌احتمال‌زیاد معتبر هستند و آن‌ها را برای آزمایش پروتکل‌های پیچیده و فرمت‌های فایل مؤثر می‌کند.
فازینگ Protocol: پروتکل فازی بر ارزیابی پروتکل‌ها و سرویس‌های شبکه با ارسال بسته‌های شبکه ناقص یا غیرمنتظره تمرکز دارد. این تکنیک به‌ویژه برای شناسایی آسیب‌پذیری‌ها در برنامه‌های شبکه مانند سرورهای وب، سرویس‌گیرندگان ایمیل و دستگاه‌های شبکه‌ای ارزشمند است.
فازینگ API : API فازینگ کتابخانه‌های نرم‌افزار، APIها یا تماس‌های سیستمی را با ارائه ورودی‌های غیرمنتظره و فراخوانی تابع هدف قرار می‌دهد. این رویکرد برای شناسایی آسیب‌پذیری‌های کدی که با مؤلفه‌ها یا سرویس‌های خارجی در تعامل است، حیاتی است.
فازینگ مبتنی بر پوشش: فاز سازی مبتنی بر پوشش، که به‌عنوان فازی مبتنی بر بازخورد نیز شناخته می‌شود، از اطلاعات پوشش کد برای هدایت تولید موارد آزمایشی استفاده می‌کند. فازرها مسیرهای اجرای برنامه هدف را نظارت می‌کند و ورودی‌هایی را که مسیرهای کد قبلاً آزمایش نشده را بررسی می‌کنند، اولویت‌بندی می‌کنند. این تکنیک در کشف آسیب‌پذیری‌های عمیق و صعب‌العبور بسیار مؤثر است.
فازینگ هوشمند: فاز هوشمند ترکیبی از تکنیک‌ها و استراتژی‌های مختلف برای بهبود کارایی و اثربخشی فازی است. اغلب شامل الگوریتم‌های یادگیری ماشینی می‌شود که از نتایج آزمایش‌های قبلی یاد می‌گیرند و فرآیند فازی را برای به حداکثر رساندن کشف آسیب‌پذیری تطبیق می‌دهند.
فازینگ جهت‌دار: فازینگ جهت‌دار بر جنبه‌های خاصی از برنامه هدف تمرکز می‌کند، مانند آسیب‌پذیری‌های شناخته‌شده یا مناطق با خطر بالا. این رویکرد می‌تواند بسیار هدفمند و کارآمد باشد، اما نیاز به دانش قبلی از برنامه دارد.
فازینگ با جعبه خاکستری: فازینگ در جعبه خاکستری عناصری از جعبه سیاه و جعبه سفید را باهم ترکیب می‌کند. این اهرم از دانش جزئی داخلی برنامه برای هدایت تولید موارد آزمایشی و درعین‌حال کاوش در مسیرهای ناشناخته است. فازینگ با جعبه خاکستری تعادلی بین دقت و پوشش ایجاد می‌کند.
تجزیه‌وتحلیل لکه: تجزیه‌وتحلیل لکه جریان داده‌ها را از طریق یک برنامه ردیابی می‌کند و نحوه انتشار ورودی‌های کاربر از طریق کد را شناسایی می‌کند. با تزریق داده‌های آلوده و نظارت بر مسیر آن، فازر ها می‌توانند آسیب‌پذیری‌های مربوط به مدیریت و اعتبار سنجی نامناسب داده‌ها را کشف کنند.
نتیجه
فازینگ به‌عنوان یک تکنیک قدرتمند و ضروری برای کشف آسیب‌پذیری‌ها، تضمین امنیت نرم‌افزار، و بهبود کیفیت کلی برنامه‌های نرم‌افزاری ظهور کرده است. رویکرد خودکار و سامانمند آن امکان آزمودن کارآمد و جامع را فراهم می‌کند و آن را برای روش‌های توسعه نرم‌افزار سنتی و مدرن مناسب می‌کند.
همان‌طور که نرم‌افزار همچنان نقش مهمی را در زندگی ما ایفا می‌کند، نیاز به اقدامات امنیتی قوی بسیار مهم می‌شود. فازینگ نه‌تنها آسیب‌پذیری‌ها را شناسایی می‌کند، بلکه به جلوگیری از نقض‌های امنیتی و نشت داده‌ها نیز کمک می‌کند، و درنهایت از زیرساخت دیجیتالی که زیربنای دنیای به‌هم‌پیوسته ما است محافظت می‌کند.
برای استفاده از پتانسیل کامل فازینگ، سازمان‌ها باید آن را در فرآیندهای توسعه و آزمایش نرم‌افزار خود ادغام کنند. این رویکرد فعالانه برای امنیت می‌تواند خطرات مرتبط با آسیب‌پذیری‌های نرم‌افزاری را کاهش دهد و به ایجاد سیستم‌های نرم‌افزاری ایمن‌تر و انعطاف‌پذیرتر در یک چشم‌انداز دیجیتالی همیشه در حال تکامل کمک کند.
