基于改进小生境遗传算法的PLC协议模糊测试方法

摘要

针对现有可编程逻辑控制器（PLC）协议模糊测试自动化程度与程序覆盖率不足的问题，提出一种基于改进小生境遗传算法的黑盒测试方法。首先，通过分析PLC协议以功能码为核心的“请求—响应”特征，论证其与小生境遗传算法的适配性；其次，提出以功能码划分小生境和“子种群选优、全种群进化”的进化策略，改进小生境遗传算法；最后，结合个体相似度与被测设备响应状态的适应度计算方法，最终实现自动引导测试用例更全面探索程序空间的目的。实验结果表明，相比Peach及基本遗传算法的方法，该方法生成的测试用例触发异常响应占比更多，漏洞发现能力更强，在施耐德、三菱、通用电气（GE）的3款PLC中均触发故障，发现1个未公开漏洞。

关键词

PLC协议 / 模糊测试 / 小生境 / 遗传算法