# 软件可靠性与安全性的测试

## 软件可靠性与安全性的测试

在本小节，我们关注如何通过测试构造**安全可靠**的软件。

## Reliability Testing

> ​ 评估软件的**可靠程度**。

软件可靠性：软件在**规定的时间**和**规定的环境**下，**完成规定功能**的能力。

### 软件可靠性度量指标

![](https://1964533161-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-MKVXqbwDe9FvGtStGBP%2Fsync%2F82ae89c4e5145d7dfffe777fd9c68460929830f6.png?generation=1605519459094357\&alt=media)

### 基于操作剖面的测试

Operational profile based testing的定义:

> 描述用户如何使用软件的一种技术，是一系列操作及其出现概率的集合。

* 如果软件系统运行过程中某几个操作序列运行频率高，而且

  这几个操作的可靠性也高，那么软件的可靠性相对就较高。因此我们希望尽可能地增加关键操作的执行概率。
* 通过构建软件系统的操作剖面，可以有效地指导软件可靠性

  测试，合理分布资源，提高测试效率（使经常使用的操作得

  到更多测试）

![](https://1964533161-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-MKVXqbwDe9FvGtStGBP%2Fsync%2F195ef1f95c3c17b669705a8621d3887cebc23af7.png?generation=1605519455011558\&alt=media)

具体执行时的细节问题：

![](https://1964533161-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-MKVXqbwDe9FvGtStGBP%2Fsync%2F67690e9a427efd97e23c29131566c38ba55155ff.png?generation=1605519458109516\&alt=media)

又右下角的图看出用第二个序列更能维持操作概率的稳定，故第二个测试序列效果更好。

## Security Testing

> 检测软件**安全控制机制**的正确性和有效性。

* 采用功能验证、漏洞扫描、模拟攻击等多种方法对用户管理、权限管理、加密系统、认证系统等与安全相关的功能进行测试，验证软件系统危险防止和危险处理的能力
* **安全是相对的**：攻破系统必须付出比获得的利益更多的代价时，非法入侵便失去意义

从分类上来说，大体可以分为两类：

1. 安全功能测试
   * 测试软件实现是否与安全需求说明一致
   * 数据机密性、完整性、不可否认性、身份认证、授权、访问控制、审计、隐私保护、安全管理等
2. 安全漏洞测试
   * 从攻击者的角度，以发现软件的安全漏洞为目的
   * 系统在设计、实现、操作、管理上存在的可被利用的缺陷或弱点，这些漏洞可能造成软件受到攻击，使软件进入不安全的状态

以Web应用的安全问题举例（有兴趣的读者可以去查看[The Open Web Application Security Project(OWASP)的网站](https://owasp.org)）相关的问题包括但不仅限于：

* SQL 注入

![](https://1964533161-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-MKVXqbwDe9FvGtStGBP%2Fsync%2Ff2258f599335863fc0b1ad25d41125edd5c60629.png?generation=1605519456071271\&alt=media)

* 跨站脚本攻击（XSS）

![](https://1964533161-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-MKVXqbwDe9FvGtStGBP%2Fsync%2F5bccdde3bb42bb06701b637754520042a46bd8e0.png?generation=1605519457056332\&alt=media)

* 跨站请求伪造攻击（CSRF）

![](https://1964533161-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-legacy-files/o/assets%2F-MKVXqbwDe9FvGtStGBP%2Fsync%2Fc0249037c0852c1b91d78153cbbba305a663c01b.png?generation=1605519454128081\&alt=media)

一些常见的安全性测试方法有：

* Static Analysis
* Fuzzing
* Syntax Testing
* Fault Based Testing
* ...

## Authentication Testing

> 检测软件是否能正确**识别用户**信息。解决"who are you?"的问题。

Authentication is the process of attempting to verify the digital identity of the sender of a communication. i.e.

* Credentials Transported over an Encrypted Channel
* Weak lock out mechanism (brute force passwords)
* Bypassing authentication schema
* Remember password functionality
* Browser cache weakness (do not store sensitive data)
* Weak password policy
* Weak password change or reset functionalities
* Weaker authentication in alternative channel
* ...

## Authorization Testing

> 检测软件的各类资源是否经**允许**才能被使用。解决"what can you do?"的问题。

Authorization is the concept of allowing access to resources only to those permitted to use them. i.e.

* Directory traversal/file include
* Bypassing authorization schema
* Privilege Escalation (cannot modify users’ privileges)
* Insecure Direct Object References (do not provide direct access to objects based on user’ input)
* ...

## Bypass Testing

> ​ 检测用户是否能**绕过**软件的**输入验证**机制。

* Value level bypassing: whether a software system adequately evaluates invalid inputs
* Parameter level bypassing: address issues related to built-in input parameter selection, built-in data access