fuzz_testing
Testautomatisierung Bewährte Methoden Testmanagement
Lesezeit: 18 min
August 13, 2025

Fuzz-Tests 101: Stärken Sie Ihre Softwaresicherheit

Ihre Anwendung besteht alle Tests, doch dann findet ein Penetrationstester eine kritische Schwachstelle durch eine fehlerhafte JSON-Nutzlast. Ihre API stürzt ab, wenn jemand unerwartete Zeichen eingibt, die Ihre Testfälle nie berücksichtigt haben. Traditionelle Tests prüfen, ob Ihre Software mit erwarteten Eingaben funktioniert, aber Angreifer halten sich nicht an Regeln. Sie testen mit bösartigen Daten, die speziell entwickelt wurden, um Ihr System zu brechen. Fuzz-Tests begegnen diesem Problem, indem sie automatisch tausende unerwarteter Eingaben senden, um Schwachstellen zu finden, die manuelle Tests übersehen. Dieser Leitfaden zeigt Ihnen, wie Sie Fuzz-Tests in Ihren QA-Prozess implementieren können, um Sicherheitsprobleme zu erkennen, bevor sie zu kostspieligen Sicherheitsverletzungen werden.

photo
photo
Robert Weingartz
Nurlan Suleymanov

Was sind Fuzz-Tests?

Fuzz-Tests (oder Fuzzing) sind eine Softwaretesttechnik, bei der unerwartete, fehlerhafte oder zufällige Daten in ein Programm eingespeist werden, um Fehler, Abstürze, Speicherlecks und Sicherheitslücken aufzudecken. Traditionelle Testmethoden überprüfen hauptsächlich erwartetes Verhalten mit gültigen Eingaben. Fuzzing verwendet jedoch absichtlich ungültige, unerwartete oder zufällige Daten als Eingaben, um Probleme zu finden, die sonst unentdeckt bleiben könnten.

Fuzzing ist besonders effektiv bei der Entdeckung von Grenzfällen, die Entwickler während regulärer Testzyklen möglicherweise nicht berücksichtigt haben.

Im Kern funktionieren Fuzz-Tests durch:

  • Generierung verschiedener Testfälle (oft Millionen)
  • Übermittlung dieser Eingaben an die Zielsoftware
  • Überwachung auf unerwartetes Verhalten wie Abstürze, Hängenbleiben, Speicherlecks oder Assertion-Fehler

Die Schönheit des Fuzzings liegt in seiner automatisierten Natur. Einmal eingerichtet, kann ein Fuzzer kontinuierlich laufen und tausende von Eingabevariationen ohne manuelle Intervention generieren und testen. Das macht es unglaublich effizient für die Entdeckung schwer zu findender Fehler.

Die Geschichte der Fuzz-Tests

Woher kam diese Idee? Fuzz-Tests haben eine der besten Entstehungsgeschichten in der Cybersicherheit, die mit schlechtem Wetter und einem neugierigen Professor beginnt.

1988 hatte Professor Barton Miller an der Universität von Wisconsin mit einem Gewitter zu kämpfen. Die elektrischen Störungen beeinträchtigten seine Modemverbindung und sendeten zufällige Datenmüll an Programme auf seinem Unix-System. Anstatt nur das Wetter zu verfluchen, hatte Miller eine Erleuchtung. Was, wenn wir absichtlich zufällige Daten an Programme senden würden, um zu sehen, was kaputt geht?

Miller und seine Studenten machten sich an die Arbeit. Sie testeten Unix-Befehlszeilentools mit zufälligen Eingaben. Die Ergebnisse waren aufschlussreich. Zwischen 25-33% der Standard-Unix-Dienstprogramme stürzten ab oder hingen, wenn sie mit unerwarteten Daten gefüttert wurden. Programme, von denen Entwickler annahmen, sie seien felsenfest, erwiesen sich als überraschend fragil.

Dieses einfache Experiment begründete ein ganzes Feld. So entwickelten sich Fuzz-Tests:

  • 1988: Millers Gewitterstudie wird zur ersten formalen Fuzz-Test-Studie
  • 1990er: Sicherheitsteams beginnen Fuzzing für Netzwerkprotokolle einzusetzen
  • 2001: Forscher entwickeln mutationsbasierte Techniken, die bestehende Eingaben modifizieren
  • 2007: Charlie Miller nutzt Fuzzing, um schwerwiegende Schwachstellen in MacOS-Anwendungen zu finden
  • 2010er: American Fuzzy Lop (AFL) führt coverage-geführtes Fuzzing ein, das intelligenter bei der Fehlersuche ist
  • 2016: Google startet OSS-Fuzz für kontinuierliches Fuzzing von Open-Source-Projekten
  • 2020er: Fuzz-Tests werden zur Standardpraxis in DevSecOps-Pipelines

Was als zufällige Entdeckung während eines Sturms begann, ist heute essentiell für das Auffinden von Sicherheitslücken. Heute führen große Technologieunternehmen kontinuierlich Millionen von Fuzz-Tests durch, und die Techniken werden immer ausgefeilter.

Arten von Fuzzing

Nachdem Sie wissen, woher Fuzz-Tests stammen, schauen wir uns die verschiedenen Durchführungsmethoden an. Jeder Ansatz hat seine Stärken, und die richtige Wahl hängt davon ab, was Sie testen und wie viel Zugriff Sie auf die internen Abläufe Ihres Systems haben.

Black Box Fuzzing

Sie behandeln Ihre Anwendung wie eine Geheimbox. Senden Sie Eingaben, sehen Sie, was passiert, aber Sie haben keine Ahnung, was im Inneren vor sich geht. Dieser Ansatz ist schnell einzurichten, da Sie keinen Quellcode oder internes Wissen benötigen. Der Nachteil ist, dass es wie Dartwerfen mit verbundenen Augen ist. Sie könnten Fehler übersehen, die in selten ausgeführten Codepfaden versteckt sind.

White Box Fuzzing

Hier haben Sie vollen Zugriff auf den Quellcode Ihrer Anwendung. Tools wie Microsofts SAGE analysieren Codepfade und erstellen Eingaben, die auf bestimmte Teile Ihres Programms abzielen. Es ist gründlich, erfordert aber mehr Einrichtungszeit und technisches Wissen.

Grey Box Fuzzing

Dies ist der Sweet Spot für viele Teams. Sie erhalten Feedback zur Codeabdeckung, ohne vollen Zugriff auf den Quellcode zu benötigen. American Fuzzy Lop (AFL) popularisierte diesen Ansatz, indem es Abdeckungsinformationen zur Steuerung seiner Eingabegenerierung nutzt. Intelligent genug, um tiefe Fehler zu finden, einfach genug, um schnell implementiert zu werden.

Mutationsbasiertes Fuzzing

Beginnen Sie mit gültigen Eingaben, die korrekt funktionieren, und verändern Sie diese dann systematisch. Ändern Sie Bytes, drehen Sie Bits, fügen Sie Datenmüll ein. Dies funktioniert hervorragend, wenn Sie bereits eine Sammlung gültiger Testfälle haben und untersuchen möchten, was passiert, wenn diese fehlerhaft werden.

Wichtige Mutationstechniken umfassen:

  • Bit-Flipping zum Testen von Grenzbedingungen
  • Byte-Substitution mit ungültigen Zeichen
  • Längenmanipulation zum Testen von Pufferüberläufen

Generationsbasiertes Fuzzing

Anstatt bestehende Daten zu modifizieren, erstellen Sie Testfälle von Grund auf unter Verwendung von Formatspezifikationen. Perfekt für das Testen von Systemen mit komplexen Eingabeanforderungen wie Compilern, Parsern oder Dateiformathandlern. Erfordert mehr anfängliche Arbeit, generiert aber hochgradig gezielte Testfälle.

Protokoll-Fuzzing

Netzwerkanwendungen benötigen besondere Aufmerksamkeit. Protokoll-Fuzzer generieren fehlerhafte Pakete, ungültige Nachrichtensequenzen und unerwartete Verbindungsmuster. Wesentlich, wenn Ihre Anwendung über Netzwerke kommuniziert oder externe Protokolle handhabt.

Grammatikbasiertes Fuzzing

Verwendet formale Grammatikregeln, um Eingaben zu erstellen, die syntaktisch korrekt, aber semantisch seltsam sind. Hervorragend für das Testen von Compilern, Interpretern und allem, was strukturierte Sprachen verarbeitet. Die Eingaben sehen gültig genug aus, um die anfängliche Analyse zu bestehen, enthalten aber subtile Probleme, die tiefere Verarbeitungsprobleme verursachen.

Evolutionäres Fuzzing

Der anspruchsvollste Ansatz verwendet genetische Algorithmen, um Testfälle zu entwickeln. Jede Generation baut auf erfolgreichen Ergebnissen früherer Durchläufe auf und findet schrittweise Eingaben, die neue Codepfade erreichen oder interessantes Verhalten auslösen. Erfordert mehr Rechenressourcen, kann aber extrem subtile Fehler finden.

Sie müssen also Techniken auf Basis dessen kombinieren, was Sie testen und wie viel Zeit Sie haben. Beginnen Sie mit Grey Box Fuzzing für allgemeine Abdeckung, fügen Sie dann spezialisierte Techniken für Ihre spezifischen Risikobereiche hinzu.

Während Ihr Team Softwaresicherheit behandelt, sollte die Implementierung effektiver Fuzz-Tests nicht mehr Komplexität zu Ihrem Workflow hinzufügen. Hier wird ein robustes Testmanagementsystem unschätzbar.

hauptarten-von-fuzz-testing-methoden

Mit aqua cloud können Sie Fuzz-Tests nahtlos in Ihre breitere Qualitätssicherungsstrategie integrieren und volle Rückverfolgbarkeit zwischen Sicherheitsanforderungen, Testfällen und entdeckten Schwachstellen durch Fuzzing gewährleisten. Die KI-gestützte Testfallgenerierung der Plattform kann Ihnen helfen, umfassende Testszenarien in Sekunden zu erstellen, einschließlich Grenzfälle, die sonst übersehen werden könnten, und spart bis zu 80% der Zeit, die traditionell für Testdesign aufgewendet wird. Durch die Zentralisierung sowohl manueller als auch automatisierter Tests stellt aqua sicher, dass Ihre Sicherheitstests nicht von funktionalen Tests isoliert sind und gibt Ihnen einen vollständigen Überblick über die Qualität und Sicherheitslage Ihrer Anwendung. Integrationen wie Jira, Confluence und Azure DevOps verstärken Ihre Testbemühungen, während Selenium, Jenkins, Ranorex und JMeter-Integrationen beim kontinuierlichen Fuzzing helfen. Mit aqua bringen Sie Struktur und Effizienz in Ihre Fuzz-Test-Bemühungen und halten gleichzeitig die robuste Dokumentation, die für die Einhaltung moderner Compliance-Standards erforderlich ist.

Verwandeln Sie Chaos in strukturierte Sicherheitstests mit der Testmanagement-Plattform von aqua cloud

Testen Sie aqua kostenlos

Wie Fuzz-Tests funktionieren

Die Funktionsweise von Fuzz-Tests ist ziemlich clever. Stellen Sie sich drei Komponenten vor, die zusammenarbeiten, um Ihre Software systematisch auf nützliche Weise zu brechen.

Chaos erzeugen mit Testfallgenerierung

Zuerst benötigen Sie etwas, das all diese seltsamen Eingaben generiert. Hier findet die Kreativität statt, und es gibt mehrere Ansätze.

Zufallsgenerierung erstellt einfach völlig zufällige Datenströme. Es ist einfach, aber oft verschwenderisch, da die meisten Zufallsdaten sofort durch Eingabevalidierung abgelehnt werden.

Mutationsbasierte Generierung beginnt mit gültigen Eingaben, die tatsächlich funktionieren, und verändert sie dann strategisch. Hier ein paar Bits umdrehen, dort Müll einfügen, Feldlängen über Grenzen hinaus erweitern. Dieser Ansatz findet Fehler schneller, weil die Eingaben grundlegende Validierungsprüfungen bestehen.

Grammatikbasierte Generierung verwendet Formatspezifikationen, um Eingaben zu erstellen, die legitim aussehen, aber subtile Probleme enthalten. Perfekt für das Testen von Parsern, Compilern oder allem, was strukturierte Daten verarbeitet.

Evolutionäre Generierung lernt aus früheren Testläufen. Wenn die Änderung eines bestimmten Bytes zu interessantem Verhalten führte, werden mehr Variationen in diesem Bereich ausprobiert. Es ist wie ein Fuzzer, der mit der Zeit schlauer wird.

Den Angriff mit Eingabeübermittlung ausführen

Sobald Sie Ihre bösartigen Eingaben haben, müssen Sie sie effizient an Ihr Zielsystem übermitteln. Die Liefermethode hängt völlig davon ab, was Sie testen.

Übermittlungsmechanismen umfassen:

  • Dateibasierte Übermittlung für Anwendungen, die Dokumente oder Mediendateien verarbeiten
  • Netzwerkübermittlung durch Senden von manipulierten Paketen oder HTTP-Anfragen an Dienste
  • API-Aufrufe mit unerwarteten Parametern, übergroßen Nutzlasten oder ungültigen Datentypen
  • UI-Simulation für Anwendungen, die Benutzereingaben über Schnittstellen akzeptieren

Die Schlüsselanforderung ist Automatisierung. Ihr Übermittlungssystem muss tausende von Testfällen ohne manuelle Eingriffe bewältigen.

Auf Fehler warten durch Überwachung und Erkennung

Der letzte Teil beobachtet, was passiert, wenn Ihr System diese Eingaben erhält. Hier finden Sie tatsächlich die Schwachstellen.

Grundlegende Überwachung erfasst offensichtliche Probleme wie Abstürze, Hängenbleiben, Speicherlecks und Assertion-Fehler. Aber anspruchsvolle Fuzzer gehen tiefer und sammeln Metriken über Codeabdeckung, Ausführungspfade und Leistungsmerkmale.

Die Codeabdeckung zeigt Ihnen, welche Teile Ihrer Anwendung durch jeden Testfall ausgeführt wurden. Informationen zum Ausführungspfad zeigen die Abfolge von Code-Verzweigungen. Leistungsmetriken helfen, Eingaben zu identifizieren, die ungewöhnliche Verlangsamungen oder Ressourcenverbrauch verursachen.

Die Feedbackschleife macht es leistungsstark. Moderne Fuzzer verwenden Ergebnisse jedes Tests, um bessere Eingaben für die nächste Runde zu generieren. Wenn eine bestimmte Eingabe neue Codepfade erreicht hat, erzeugt der Fuzzer Variationen dieser Eingabe. Wenn eine Eingabe interessantes Verhalten verursacht hat, wird sie bewahrt und weiter mutiert.

So wird Ihr Fuzzer mit zunehmender Laufzeit besser darin, Probleme zu finden. Was als zufälliges Sondieren beginnt, wird zu einer gezielten Erkundung der Schwachstellen Ihrer Anwendung.

Ich habe Fuzz-Tests (mit radamsa) in der Vergangenheit oft eingesetzt. Es hat immer überraschende und manchmal sehr beängstigende Ergebnisse geliefert. Ich empfehle dringend, die Eingaben Ihrer Anwendung zu fuzzen, egal was sie tun.

Von ProfessorShotGun auf Reddit

Vorteile von Fuzz-Tests

Warum sollten Sie sich darum kümmern, Fuzz-Tests zu Ihrem QA-Prozess hinzuzufügen? Weil sie die Fehler finden, die allem anderen entgehen, und Sie vor peinlichen Sicherheitsvorfällen bewahren. Schauen wir uns die Vorteile nacheinander an.

Findet Fehler, an die Sie nie gedacht hätten zu testen

Ihre Testfälle decken Happy Paths und vielleicht einige offensichtliche Fehlerbedingungen ab. Aber was passiert, wenn jemand eine JSON-Nutzlast mit einer Feldlänge von -1 sendet? Oder eine Datei hochlädt, die angeblich 50 GB groß sein soll, aber tatsächlich nur 2 KB ist? Fuzz-Tests entdecken diese seltsamen Grenzfälle, indem sie Eingaben ausprobieren, an die kein Mensch denken würde.

Google hat mit Fuzzing über 25.000 Fehler in ihrem eigenen Code gefunden, darunter kritische Schwachstellen, die traditionelle Tests vollständig übersehen haben. Dies waren keine theoretischen Probleme. Viele waren aktiv ausnutzbare Sicherheitslücken.

Dringt tief in Ihren Code ein

Coverage-geführte Tools wie American Fuzzy Lop können Codepfade erreichen, die während normaler Tests möglicherweise nie getroffen werden. Sie erforschen verschiedene Ausführungszweige und decken Fehler in Fehlerbehandlungspfaden und selten verwendeten Funktionen auf.

Praktische Vorteile, die Sie sehen werden:

  • Pufferüberlauferkennung in Eingabeparseroutinen
  • Speicherkorruptionsprobleme in Datenverarbeitungsfunktionen
  • Integer-Überlaufsfehler in Berechnungslogik
  • Race Conditions in Concurrent-Verarbeitungscode

Arbeitet, während Sie schlafen

Sobald Sie Fuzz-Tests eingerichtet haben, laufen sie kontinuierlich ohne Beaufsichtigung. Integrieren Sie sie in Ihre CI/CD-Pipeline, und jeder Code-Commit wird automatisch gegen tausende von fehlerhaften Eingaben getestet. Kein manuelles Testen von Grenzfällen mehr, die Sie möglicherweise vergessen zu prüfen.

Spart Geld bei Fehlerbehebungen

Microsofts Daten zeigen, dass die Behebung eines Fehlers in der Produktion 30-mal mehr kostet als die Behebung während der Entwicklung. Fuzz-Tests fangen Probleme ab, während sie noch günstig zu beheben sind. Ein Speicherkorruptionsfehler, der während des Fuzzings gefunden wird, benötigt nur wenige Stunden zum Patchen. Derselbe Fehler, der von Angreifern in der Produktion entdeckt wird, kann Millionen für Vorfallsreaktionen, Kundenbenachrichtigungen und Reputationsschäden kosten. Es trägt insgesamt zu Ihrer Defect-Management-Strategie bei.

Reduziert das Risiko von Sicherheitsvorfällen

Anstatt zu warten, bis Sicherheitsforscher oder Angreifer Schwachstellen finden, finden Sie sie zuerst. Fuzz-Tests haben kritische Fehler in wichtiger Software wie Chrome, Firefox und dem Linux-Kernel aufgedeckt. All dies waren potenzielle Sicherheitsvorfälle, die durch proaktives Testen verhindert wurden.

Befreit Ihr Team für bessere Arbeit

Ihre QA-Ingenieure verbringen keine Zeit mehr mit manuellen Tests seltsamer Eingabekombinationen und konzentrieren sich auf komplexe Benutzerszenarien, Integrationstests und explorative Tests, die tatsächlich menschliche Einsicht erfordern. Fuzzing übernimmt automatisch die langweiligen „Was wäre wenn“-Szenarien.

Erfüllt Compliance-Anforderungen

Viele Sicherheitsframeworks erwarten oder erfordern inzwischen Fuzz-Tests. Automobilsoftwarestandards wie ISO 26262 enthalten Bestimmungen für Robustheitstests. Finanz- und Gesundheitsvorschriften erwarten zunehmend proaktive Schwachstellentests.

Die Grundlinie ist, dass Fuzz-Tests echte Fehler finden, die echte Sicherheitsvorfälle verursachen. Große Technologieunternehmen nutzen sie, weil sie funktionieren, und die Werkzeuge sind ausgereift genug, dass jedes QA-Team sie effektiv implementieren kann.

Herausforderungen bei Fuzz-Tests

Fuzz-Tests klingen in der Theorie großartig, aber die Implementierung in Ihrem QA-Workflow (zumindest anfangs) bringt echte Kopfschmerzen mit sich, über die Sie im Voraus Bescheid wissen sollten.

Die Komplexität der Einrichtung trifft Sie schnell

Die richtige Konfiguration von Fuzzern erfordert Wissen, das die meisten QA-Teams nicht haben. Sie müssen aussagekräftige Seed-Eingaben für Ihre spezifische Anwendung erstellen. Sie müssen identifizieren, welche Komponenten zuerst anvisiert werden sollen. Sie müssen lernen, Ergebnisse zu interpretieren, die nichts mit traditioneller Testausgabe zu tun haben. Für komplexe Anwendungen müssen Sie mit Wochen an Versuch und Irrtum rechnen, bevor Sie Ihren ersten nützlichen Fehler finden.

Ihre Infrastrukturrechnung explodiert

Fuzzing verschlingt Rechenressourcen. Ihre coverage-geführten Kampagnen benötigen dedizierte Server, die tagelang laufen. Große Anwendungen generieren Absturzberichte, die den Speicher schneller füllen als erwartet. Viele Teams erleben einen Preisschock, wenn ihr erster großer Fuzzing-Lauf das Budget der Testumgebung ausreizt.

Falsch-Positive ertränken Ihr Team

Nicht jeder Absturz bedeutet eine echte Schwachstelle. Fuzzing wirft Ihnen neben echten Fehlern viel Rauschen zu. Sie verbringen Stunden mit der Untersuchung von Abstürzen, die sich als harmlose Eigenheiten in der Fehlerbehandlung herausstellen. Teams verschwenden in ihren ersten Monaten mit Fuzzing oft mehr Zeit mit Fehlalarmen als mit der Behebung tatsächlicher Probleme.

Fehler, die nur manchmal auftreten

Einige Fuzzing-Entdeckungen reproduzieren sich nur unter spezifischen Timing- oder Speicherbedingungen. Ihr Entwickler erhält einen Absturzbericht, kann aber das Problem nicht nachstellen. Race Conditions und Concurrency-Fehler sind bei diesem Problem am schlimmsten. Sie wissen, dass es einen Fehler gibt, aber das Debugging wird zum Albtraum.

Abdeckungslücken in realen Anwendungen

Ihr Fuzzer stößt auf Mauern, die in einfachen Beispielen nicht existieren. Authentifizierungssysteme blockieren den Zugriff auf geschützte Funktionen. Komplexe Validierungslogik lehnt die meisten generierten Eingaben ab, bevor sie interessanten Code erreichen. Zustandsabhängige Anwendungen benötigen spezifische Sequenzen, die Zufallsgenerierung selten erzeugt.

Häufige Abdeckungsprobleme:

  • Login-Anforderungen, die Fuzzer nicht automatisch navigieren können
  • Zustandsabhängiges Verhalten, bei dem vorherige Aktionen aktuelle Antworten beeinflussen
  • Umgebungseinrichtung wie spezifische Datenbankkonfigurationen oder Dateiberechtigungen

Analysearbeit, die nie endet

Erfolgreiche Fuzzing-Kampagnen laden massive Datenmengen auf Ihr Team ab. Sie müssen Ergebnisse kategorisieren, doppelte Berichte eliminieren, verfolgen, welche Fehler behoben wurden, und Regressionstests verwalten. Ohne gute Werkzeuge dauert die Analyse der Ergebnisse länger als die Durchführung der Tests.

Ihre CI/CD-Pipeline wehrt sich

Die Integration von Fuzzing in bestehende Workflows erzeugt Reibung. Fuzz-Tests benötigen längere Timeouts als Unit-Tests. Sie verbrauchen andere Ressourcen und versagen auf Weisen, die Ihre Pipeline nicht erwartet. Sie müssen neue Fehlerkriterien herausfinden und Feedback-Mechanismen aufbauen, die Entwicklern tatsächlich helfen.

Diese Probleme sind lösbar, aber sie sind real. Beginnen Sie mit kleinen Experimenten, bauen Sie die Expertise Ihres Teams schrittweise auf und budgetieren Sie für geeignete Analysewerkzeuge. Die Fehler, die Sie finden werden, machen den Aufwand lohnenswert, aber das Verständnis dieser Herausforderungen verhindert böse Überraschungen.

Bewährte Methoden für die Implementierung von Fuzz-Tests

Um Wert aus Fuzz-Tests zu ziehen, braucht es mehr als nur den Einsatz eines Tools gegen Ihre Anwendung. Hier erfahren Sie, wie Sie effektiv implementieren, ohne Zeit mit unproduktiven Ansätzen zu verschwenden.

Wissen, wonach Sie suchen

Bevor Sie mit dem Fuzzing beginnen, entscheiden Sie, welche Probleme für Ihre Anwendung am wichtigsten sind. Sicherheitslücken in der Behandlung von Benutzereingaben? Speicherkorruptionsfehler beim Datei-Parsing? Allgemeine Robustheitsprobleme? Ihre Ziele bestimmen, welche Tools und Techniken tatsächlich helfen versus nur Rauschen erzeugen.

Passen Sie Ihr Fuzzing an Ihre Anwendung an

Verschiedene Anwendungen benötigen verschiedene Fuzzing-Ansätze. Wenn Sie Dateiverarbeiter testen, verwenden Sie formatbewusstes grammatikbasiertes Fuzzing, das Ihre Dateistrukturen versteht. Netzwerkdienste benötigen protokollspezifische Fuzzer, die realistische Paketsequenzen generieren. APIs profitieren von Parameterfuzzing mit Typbewusstsein. Verwenden Sie kein generisches Zufallsfuzzing, wenn spezialisierte Tools für Ihren Anwendungsfall existieren.

Erstellen Sie qualitativ hochwertige Seed-Eingaben

Ihre Seed-Eingaben entscheiden über die Effektivität des Fuzzings. Sammeln Sie vielfältige Beispiele, die verschiedene Anwendungsfunktionen ausüben. Schließen Sie sowohl typische Nutzungsmuster als auch Grenzfälle ein, die Grenzbedingungen testen. Halten Sie Seeds so minimal wie möglich, während eine gute Abdeckung beibehalten wird.

Effektive Seed-Eingabestrategien:

  • Funktionsabdeckung mit Beispielen für jede Hauptfunktion
  • Grenzfallbeispiele wie Eingaben maximaler Länge oder Grenzwerte
  • Gültige Formatbeispiele, die verschiedene Codepfade ausüben
  • Minimale Testfälle, die unnötige Komplexität vermeiden

Integrieren Sie Fuzzing in Ihren Workflow

Machen Sie Fuzzing zu einem Teil Ihres regulären Entwicklungsprozesses, nicht zu einem besonderen Ereignis. Richten Sie automatisiertes Fuzzing ein, das mit Code-Commits läuft, aber geben Sie ihm angemessene Zeit und Ressourcen.

Die besten Tools für Fuzz-Tests

Die Fuzz-Test-Tools bieten Optionen für jede Teamgröße und jedes Budget. Ihre Wahl hängt von technischen Anforderungen, Teamexpertise und davon ab, wie viel Sie in Setup versus laufende Lizenzkosten investieren möchten.

Open-Source-Fuzzer Enterprise-Fuzzer
Kostenlos zu nutzen Kommerzielle Lizenzkosten
Community-Unterstützung Professionelle Support-Services
Begrenzte Integrationsoptionen Vorgefertigte Integrationen mit CI/CD-Tools
Manuelle Triage und Analyse Automatisierte Berichterstattung und Priorisierung
Grundlegende Benutzeroberflächen Benutzerfreundliche Dashboards und Berichte
Begrenzte Skalierbarkeit Verteilte Fuzzing-Fähigkeiten

Die meisten Teams beginnen mit Open-Source-Tools, um Fuzz-Test-Grundlagen zu erlernen, und evaluieren dann Unternehmenslösungen, wenn ihre Programme reifen und Skalierungsanforderungen wachsen. Der Schlüssel liegt darin, Toolkapazitäten an Ihre tatsächlichen Bedürfnisse anzupassen, anstatt basierend auf Funktionen zu wählen, die Sie möglicherweise nie nutzen werden.

Welche Standards und ISO-Normen empfehlen Fuzzing?

Fuzz-Tests sind so wertvoll geworden, dass sie jetzt von zahlreichen Industriestandards empfohlen oder gefordert werden:

  • ISO/IEC 27034 (Anwendungssicherheit) – Empfiehlt Fuzz-Tests als Teil der Sicherheitsverifizierungsaktivitäten
  • ISO/SAE 21434 (Automotive-Cybersicherheit) – Beinhaltet Fuzzing als empfohlene Testtechnik für Fahrzeugsoftware
  • IEC 62443-4-2 (Sicherheit für industrielle Automatisierungs- und Kontrollsysteme) – Verweist auf Fuzz-Tests zum Entdecken von Schwachstellen in industriellen Systemen
  • NIST SP 800-53 (Sicherheitskontrollen) – Beinhaltet Fuzz-Tests in empfohlenen Sicherheitskontrollverbesserungen
  • OWASP ASVS (Application Security Verification Standard) – Listet Fuzzing als erforderliche Verifizierungsaktivität für höhere Sicherheitsstufen
  • PCI DSS (Payment Card Industry Data Security Standard) – Verweist auf Fuzzing in sicheren Codierungsrichtlinien
  • UNECE WP.29 (Automobilvorschriften) – Empfiehlt Fuzzing für Fahrzeugtypgenehmigungstests
  • DO-178C (Luftfahrtsoftwaresicherheit) – Erkennt Fuzzing für Robustheitstests in Avionik-Software an
  • Common Criteria (ISO/IEC 15408) – Beinhaltet Fuzzing in Testanforderungen für höhere Evaluierungssicherheitsstufen
  • NIST Cybersecurity Framework – Verweist auf Fuzzing als Teil der Schwachstellenidentifikationsaktivitäten
  • MISRA C/C++ (Motor Industry Software Reliability Association) – Empfiehlt Fuzzing für Automobilsoftwaretests

Die Aufnahme von Fuzzing in diese Standards unterstreicht seine Akzeptanz als wesentliche Praxis für den Aufbau sicherer und zuverlässiger Software.

Fazit

Fuzz-Tests finden also die Fehler, die Ihren regulären Testfällen entgehen, indem sie unerwartete Eingaben auf Ihre Software werfen, bis etwas kaputt geht. Es ist kein Ersatz für traditionelles Testen, aber es findet Schwachstellen, die manuelle Tests und Unit-Tests konsequent übersehen. Die Einrichtung erfordert Aufwand, und die Ergebnisse benötigen sorgfältige Analyse, aber die Sicherheitslücken, die Sie entdecken werden, machen es lohnenswert. Beginnen Sie klein mit einer Komponente Ihrer Anwendung, bauen Sie schrittweise Expertise auf und erweitern Sie Ihre Fuzzing-Bemühungen, wenn Sie Ergebnisse sehen. Ihr zukünftiges Ich wird Ihnen danken, wenn Angreifer die Schwachstellen nicht finden können, die Fuzzing Ihnen bereits geholfen hat zu beheben.

Wie Sie in diesem Artikel gesehen haben, erfordert die Implementierung effektiver Fuzz-Tests systematische Ansätze, geeignete Werkzeuge und Integration in Ihren Entwicklungslebenszyklus. Aber wie verwalten Sie die schiere Menge an Testfällen, verfolgen entdeckte Schwachstellen und stellen sicher, dass nichts durch die Maschen fällt?

aqua cloud bietet das fehlende Puzzleteil: eine umfassende Testmanagement-Plattform, die sich nahtlos in Ihre bestehenden Sicherheitstools integriert und gleichzeitig KI-gestützte Unterstützung bietet, um Ihre Testbemühungen zu beschleunigen. Mit aqua können Sie automatisch Testfälle generieren, volle Rückverfolgbarkeit zwischen Anforderungen und Sicherheitstests aufrechterhalten und Echtzeit-Sichtbarkeit durch anpassbare Dashboards und Berichte gewinnen. Die Unterstützung der Plattform für sowohl manuelle als auch automatisierte Tests ermöglicht es Ihnen, Fuzzing mit anderen Testansätzen für maximale Abdeckung zu kombinieren. Und mit robusten Dokumentationsfunktionen sind Sie immer auf Sicherheitsaudits und Compliance-Anforderungen vorbereitet. Für Teams, die Sicherheitstests ernst nehmen, macht die richtige Managementinfrastruktur den Unterschied zwischen gelegentlichem Fuzzing und einem wirklich umfassenden Sicherheitstestprogramm.

Erreichen Sie 100% transparente und nachvollziehbare Sicherheitstests mit der Testmanagement-Plattform von aqua cloud

Testen Sie aqua kostenlos
Auf dieser Seite:
Sehen Sie mehr
Beschleunigen Sie Ihre Releases x2 mit aqua
Gratis starten
step
FAQ
Wofür werden Fuzz-Tests verwendet?

Fuzz-Tests werden hauptsächlich verwendet, um Sicherheitslücken, Speicherkorruptionen und unerwartete Abstürze in Software zu entdecken. Sie sind besonders effektiv bei der Suche nach Pufferüberläufen, SQL-Injektionen, Cross-Site-Scripting-Schwachstellen, Formatstring-Fehlern und anderen eingabebezogenen Problemen, die von Angreifern ausgenutzt werden könnten.

Was ist der Unterschied zwischen Fuzz-Tests und negativen Tests?

Negative Tests überprüfen, ob ein System bei ungültigen Eingaben korrekt reagiert, und konzentrieren sich auf spezifische vordefinierte Szenarien mit erwarteten Fehlerantworten. Fuzz-Tests hingegen generieren massive Mengen unerwarteter und zufälliger Eingaben ohne vordefinierte Erwartungen und zielen darauf ab, unbekannte Probleme zu entdecken, anstatt bekanntes Verhalten zu verifizieren. Während negative Tests die Fehlerbehandlung für vorhergesehene Probleme validieren, finden Fuzz-Tests unvorhergesehene Grenzfälle.

Was ist der Unterschied zwischen Mutationstests und Fuzz-Tests?

Mutationstests bewerten die Qualität von Testsuiten, indem sie kleine Codeänderungen (Mutationen) einführen und prüfen, ob Tests diese erkennen, im Wesentlichen testen sie Ihre Tests. Fuzz-Tests hingegen senden unerwartete Eingaben an ein unverändertes Programm, um Fehler und Schwachstellen zu finden. Mutationstests zielen auf die Qualität Ihrer Testsuite ab, während Fuzz-Tests auf die Robustheit Ihrer Software abzielen.

Was ist API-Fuzz-Testing?

API-Fuzz-Testing wendet Fuzzing-Prinzipien speziell auf Programmierschnittstellen an. Es beinhaltet das Senden unerwarteter, fehlerhafter oder zufälliger Daten als Parameter an API-Endpunkte und die Überwachung auf Abstürze, Speicherlecks oder unerwartetes Verhalten. API-Fuzzing kann besonders effektiv für RESTful APIs, SOAP-Dienste, RPC-Schnittstellen und andere API-Typen sein und hilft, Sicherheitslücken zu entdecken, bevor sie ausgenutzt werden können.

Was bedeutet Fuzz-Testing im Softwaretest?

Im Softwaretest bezieht sich Fuzz-Testing auf die automatisierte Technik, ungültige, unerwartete oder zufällige Daten als Eingaben für ein Computerprogramm bereitzustellen, um Fehler, Abstürze und Sicherheitslücken zu entdecken. Die Bedeutung von Fuzz-Testing im Softwaretest umfasst den systematischen Ansatz, Anwendungen durch Bombardierung mit fehlerhaften Daten zu belasten, um zu identifizieren, wie sie mit unerwarteten Situationen umgehen. Es ist eine kritische Komponente der Sicherheits- und Robustheitstests, die hilft, Probleme zu entdecken, bevor die Software in die Produktion gelangt.

Welche Sicherheitsprobleme finden Fuzz-Tests?

Fuzz-Tests sind hervorragend darin, Sicherheitsprobleme zu finden, darunter Pufferüberläufe, Speicherlecks, SQL-Injektionen, Cross-Site-Scripting (XSS), Formatstring-Schwachstellen, Integer-Überläufe, Pfadtraversierungsschwachstellen und Denial-of-Service-Bedingungen. Sie sind besonders effektiv bei der Aufdeckung von Schwachstellen in der Eingabeverarbeitung und Datenhandhabung, auf die sich Angreifer typischerweise konzentrieren.

Was sind die besten Fuzz-Test-Tools und Fuzz-Test-Software?

Es gibt zahlreiche leistungsstarke Fuzz-Test-Tools für verschiedene Zwecke. Für automatisierte Fuzz-Tests gehören zu den beliebtesten Optionen American Fuzzy Lop (AFL), ein leistungsstarker coverage-geführter Fuzzer; libFuzzer für In-Process-Fuzzing, integriert mit LLVM; Peach Fuzzer, der sowohl Open-Source- als auch kommerzielle Versionen bietet; und Googles OSS-Fuzz für kontinuierliches Fuzzing von Open-Source-Software. Für diejenigen, die Enterprise-Grade-Fuzz-Test-Software suchen, bieten Tools wie ForAllSecures Mayhem, Synopsys‘ Defensics und Microsofts Security Risk Detection umfassende Funktionen. Bei der Auswahl eines Fuzz-Test-Tools sollten Sie Ihre spezifischen Bedürfnisse, Zielumgebungen und die Komplexität der zu testenden Anwendungen berücksichtigen. Viele Teams verwenden eine Kombination dieser automatisierten Fuzz-Test-Tools, um eine umfassende Abdeckung zu erreichen.

Können Sie ein einfaches Fuzz-Test-Beispiel liefern?

Hier ist ein einfaches Fuzz-Test-Beispiel: Stellen Sie sich vor, Sie haben eine PDF-Parser-Anwendung. Ein einfacher Fuzzing-Ansatz wäre, mit gültigen PDF-Dateien zu beginnen und dann systematisch Teile dieser Dateien zu modifizieren, Header zu beschädigen, Objektwerte zu ändern, ungültige Zeichen einzufügen und diese modifizierten Dateien an Ihren Parser zu übergeben. Sie würden auf Abstürze, Speicherlecks oder unerwartetes Verhalten achten. Wenn beispielsweise die Änderung eines bestimmten Header-Felds von „1.0“ zu einer sehr großen Zahl einen Pufferüberlauf verursacht, haben Sie eine Schwachstelle gefunden. Dies ist ein einfaches mutationsbasiertes Fuzz-Test-Beispiel, das das Kernkonzept des Fuzzings demonstriert: unerwartete Eingaben an Ihr Programm zu werfen, um zu entdecken, wie es mit Grenzfällen umgeht.