一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统

1.一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：包括数据检测模块(1)、数据采集模块(2)、协议分析模块(3)、漏洞评估模块(4)和漏洞处理模块(5)；在电力配电系统上，安装若干个检测工具和脚本，由数据检测模块(1)对电力配电系统中的模糊测试引擎数据、电网工控协议数据和系统数据进行检测，并由数据采集模块(2)对模糊测试引擎数据、电网工控协议数据和系统数据进行采集；所述协议分析模块(3)包括第一分析单元(31)、第二分析单元(32)、第三分析单元(33)和第四相关分析单元(34)，所述第一分析单元(31)用于依据模糊测试引擎数据，提取协议消息数据集，分析计算获取到协议消息系数Xyxs，并从模糊测试引擎数据中提取缓冲区数据集，分析计算获取到缓冲区系数Hcxs；并由第二分析单元(32)从所述电网工控协议数据中，提取当前电网工控协议数据集，计算获得电网工控协议系数Dwxs；再由第三分析单元(33)依据系统数据，提取系统数据集，进行计算分析获取到系统系数Xtxs；并由第四相关分析单元(34)将协议消息系数Xyxs和缓冲区系数Hcxs拟合，获取模糊测试引擎系数Mhxs，并将电网工控协议系数Dwxs与模糊测试引擎系数Mhxs进行相关联，获得综合检测系数Zhxs；所述模糊测试引擎系数Mhxs、电网工控协议系数Dwxs和系统系数Xtxs分别通过以下公式获取：Dwxs＝[(Xcd*b1)+(Tfz*b2)+(Tyc*b3)+(Csl+b4)]+B；Xtxs＝[(Yxr*c1)+(Ncr*c2)+(Bkp*c3)+(Dbl+c4)+(Sgl+c5)]+C；式中，a1表示协议消息系数Xyxs的比例系数，a2表示缓冲区系数Hcxs的比例系数，其中，a1+a2≠1，0.01＜a1＜0.78，0＜a2＜0.89，其具体值由用户调整设置，A为第一修正常数；Xcd表示协议长度，Tfz表示通信负载，Tyc表示通信延迟，Csl表示传输速率，b1、b2、b3和b4分别为协议长度Xcd、通信负载Tfz、通信延迟Szc和传输速率Csl的比例系数，且，0＜b1＜1，0＜b2＜1，0＜b3＜1，0＜b4＜1，其具体值由用户调整设置，B为第二修正常数；Yxr表示运行内存利用率，Ncr表示内存存量，Bkp表示系统崩溃频率，Dbl表示丢包率，Sgl表示电源电压输出功率，c1、c2、c3、c4和c5分别为运行内存利用率Yxr、内存存量Ncr、系统崩溃频率Bkp、丢包率Dbl和电源电压输出功率Sgl，的比例系数，且，0.02＜c1＜0.83，0.03＜c2＜0.97，0.1＜c3＜0.79，0.02＜c4＜0.86，0.01＜c5＜0.98，其具体值由用户调整设置，C为第三修正常数；由漏洞评估模块(4)设置协议评估阈值G和系统评估阈值X，将综合检测系数Zhxs和系统系数Xtxs与漏洞评估阈值G和系统评估阈值X进行对比分析，获得评估结果，并由漏洞处理模块(5)根据评估结果生成漏洞预警，对管理员进行提示预警。 2.根据权利要求1所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：所述数据检测模块(1)包括第一检测单元(11)、第二检测单元(12)和第三检测单元(13)；所述第一检测单元(11)用于采用第一集成脚本工具组和第二集成脚本工具组，对模糊测试引擎中的消息数据和缓冲区数据进行检测，获取模糊测试引擎数据；所述第一集成脚本工具组包括Atheris、AmericanFuzzyLop和Boofuzz；所述第二集成脚本工具组包括Coverity、Fortify和Checkmarx；所述第二检测单元(12)用于采用第三集成脚本工具组，对电网工控协议数据进行检测，获取电网工控协议数据集；所述第三集成脚本工具组包括Wireshark、协议解析器和tcpdump；所述第三检测单元(13)用于采用第四集成脚本工具组，对电网配电系统中的系统数据进行检测，获取系统数据集；所述第四集成脚本工具组包括性能监测工具、内存分析工具、网络监测工具、电源监测工具和系统日志。 3.根据权利要求1所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：所述数据采集模块(2)包括第一采集单元(21)、第二采集单元(22)和第三采集单元(23)；所述第一采集单元(21)用于对第一检测单元(11)所检测到的模糊测试引擎数据进行采集，所述模糊测试引擎数据包括消息数据集和缓冲区数据集，所述消息数据集包括字段值Zdz、有效值Yxz、最小边界值Bjz、最大边界值Zbj和极端值Jdz，所述缓冲区数据集包括输入数据长度Cd、缓冲区最大值Zd、缓冲区最小值Zx和缓冲区容量Rl；所述第二采集单元(22)用于对第二检测单元(12)所检测到的电网工控协议数据集进行采集，所述电网工控协议数据集包括协议长度Xcd、通信负载Tfz、通信延迟Szc和传输速率Csl；所述第三采集单元(23)用于对第三检测单元(13)所检测到的系统数据集进行采集，所述系统数据集包括协运行内存利用率Yxr、内存存量Ncr、系统崩溃频率Bkp、丢包率Dbl和电源电压输出功率Sgl。 4.根据权利要求1所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：所述第一分析单元(31)包括消息分析单元(311)和缓冲区分析单元(312)；所述消息分析单元(311)用于依据所述模糊测试引擎数据中的消息数据集，进行无量纲处理后，汇总计算获得消息系数Xyxs；所述消息系数Xyxs通过以下公式获取：Xyxs＝[(Zdz*d1)+(Yxz*d2)+(Bjz*d3)+(Zbj*d4)+(Jdz*d5)]+D式中d1、d2、d3、d4和d5表示字段值Zdz、有效值Yxz、最小边界值Bjz、最大边界值Zbj和极端值Jdz，的比例系数，其中，0.02＜d1＜0.88，0.04＜d2＜0.97，0.06＜d3＜0.99，0.04＜d4＜0.86，0.01＜d5＜0.91，其具体值由用户调整设置，D为第四修正常数。 5.根据权利要求4所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：所述缓冲区分析单元(312)用于依据系统数据汇总的系统数据集，进行无量纲汇总处理后，汇总计算获得缓冲区系数Hcxs；所述缓冲区系数Hcxs通过以下公式获取：Hcxs＝[(Cd*e1)+(Zd*e2)+(Zx*e3)+(Rl*e4)]+E式中，e1、e2、e3和e4分别为输入数据长度Cd、缓冲区最大值Zd、缓冲区最小值Zx和缓冲区容量Rl，的比例系数，其中，0＜e1＜1，0＜e2＜1，0＜e3＜1，0＜e4＜1，其具体值由用户调整设置，E为第五修正常数。 6.根据权利要求1所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：第四相关分析单元(34)用于依据第一分析单元(31)和第二分析单元(32)，所获取的模糊测试引擎系数Mhxs和电网工控协议系数Dwxs，进行无量纲处理后，进行相关联计算综合检测系数Zhxs；所述综合检测系数Zhxs通过以下公式获取：式中，f1和f2表示模糊测试引擎系数Mhxs和电网工控协议系数Dwxs，的比例系数，其中，0＜f1＜1，0＜f2＜1，其具体值由用户调整设置，F为第六修正常数。 7.根据权利要求6所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：所述第四相关分析单元(34)所获取的综合检测系数Zhxs，由漏洞评估模块(4)进行对比评估，所述漏洞评估模块(4)包括初级评估模块(41)和次级评估模块(42)，所述初级评估模块(41)通过设置的漏洞评估阈值G，将所获取的综合检测系数Zhxs与漏洞评估阈值G进行对比评估，获得评估结果如下；当综合检测系数Zhxs＞漏洞评估阈值G时，表示当前电力配电系统中的电网工控协议大于模糊测试引擎随机生成的，消息数据和约束的缓冲区，电网工控协议存在漏洞，则生成第一评估结果；当综合检测系数Zhxs＜漏洞评估阈值G时，表示当前电力配电系统中的模糊测试引擎中的消息数据和约束的缓冲区，大于电网工控协议中的协议数据，存在漏洞，则生成第二评估结果。 8.根据权利要求7所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：所述次级评估模块(42)通过综合检测系数Zhxs＝漏洞评估阈值G时，表示当前电网工控协议在进行初步的模糊测试引擎进行检测时处于正常状态，则开启次级评估模块(42)；所述次级评估模块(42)通过设置的系统评估阈值X，将所获取的系统系数Xtxs与系统评估阈值X进行对比评估，获得评估结果如下；当系统系数Xtxs≥系统评估阈值X时，表示当前电力配电系统存在漏洞，则生成第三评估结果；当系统系数Xtxs＜系统评估阈值X时，表示当前电力配电系统环境无漏洞，则无需生成评估结果。 9.根据权利要求7所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：所述漏洞评估模块(4)将所生成的第一评估结果和第二评估结果，发送至漏洞处理模块(5)，由漏洞处理模块(5)对所获取的第一评估结果和第二评估结果，进行分析生成响应，并生成初级处理方案信息，具体初级处理方案如下；当漏洞处理模块(5)接收到第一评估结果时，则对电网工控协议进行优化，首先将电网工控协议的头部协议进行精简，减少协议数据包的头部信息，使用数据压缩算法来压缩传输的数据量，将数据分成小块进行传输，遵循标准化的电网工控协议，使电网工控协议进一步地优化和完善；当漏洞处理模块(5)接收到第二评估结果时，则需要使用智能算法和启发式方法来生成测试用例，使用智能算法和启发式方法来生成测试用例，确保生成的消息数据更具代表性和多样性，通过调整随机生成的字段值和变异字段值来实现，同时确保这些值遵循约束的最大和最小参数，对模糊测试引擎中的缓冲区进行优化，确保它们的大小和内容符合测试的需要，包括调整缓冲区的最大和最小约束值，适应不同的测试场景和数据要求优化输入协议的长度约束，确保测试覆盖了不同长度的输入，有助于检测潜在的缓冲区溢出和长度漏洞。 10.根据权利要求8所述的一种采用模糊测试的电网工控协议漏洞挖掘系统，其特征在于：所述漏洞评估模块(4)将所生成的第三评估结果，发送至漏洞处理模块(5)，由漏洞处理模块(5)对所获取的第三评估结果，进行分析生成响应，并生成次级处理方案信息，具体次级处理方案如下；当漏洞处理模块(5)接收到第三评估结果时，第一步是将漏洞报告给相关团队和负责漏洞处理的部门，漏洞报告包括漏洞的性质、位置和严重性，第二步漏洞报告应由安全团队和负责漏洞管理的人员验证，并进行编写安全补丁、修复协议中的漏洞和配置系统。