超轻松进行C++ 模糊测试（Fuzzing）

sunxfancy2024-05-05 10:56

模糊测试（Fuzzing）是一种非常常见的自动化测试手段，通过快速大量随机生成测试数据来实现对目标程序的测试。通常，我们都是使用AFL++或者libfuzzer 对某个程序的输入生成大量数据进行测试。然而，如果我们想要快速测试一个函数，还是有些困难的。

最近我使用C++11编写了一款能够支持fuzzing的header-only library。这就使得模糊测试变得非常简单。不过，由于目前仅支持libfuzzer引擎，所以必须使用clang编译器编译，使用范围还是稍微有所限制。

Github 仓库：

sunxfancy/zeroerr: A powerful C++ unit testing/assert/log utils

项目文档 | English Documentation

使用方法

cpp 复制代码

#define ZEROERR_IMPLEMENTATION
#include<zeroerr.hpp>

FUZZ_TEST_CASE("fuzz_test") {
    LOG("Run fuzz_test");
    FUZZ_FUNC([=](int k, std::string num) {
        int t = atoi(num.c_str());
        LOG("k: {k}, num:{num}, t: {t}", k, num, t);
        REQUIRE(k == t);
    })
        .WithDomains(InRange<int>(0, 10), Arbitrary<std::string>())
        .WithSeeds({{5, "Foo"}, {10, "Bar"}})
        .Run(10);
}

构建命令：

sh 复制代码

clang++ -std=c++11 -fsanitize=fuzzer-no-link -L=`clang++ -print-runtime-dir` -lclang_rt.fuzzer_no_main-x86_64  -o test_fuzz test_fuzz.cpp

是不是非常的简单，下面简要介绍一下这个框架的使用逻辑，FUZZ_TEST_CASE 用来声明这是fuzzing 测试的测试用例，因为我们这个是一个通用单元测试框架，还可以使用TEST_CASE宏来编写其他测试。LOG是我们的日志宏，这里也提供日志的功能。

FUZZ_FUNC 用来创建一个要测试的 C++函数，可以是函数指针，也可以传入lambda，使用 REQUIRE 这个宏来测试结果，判断函数执行是否正确。最关键的是下面的WithDomains 函数，这里可以用来定义测试输入的数据范围，从而使得随机生成的测试数据不至于过于离谱，大大提升了效率。

WithSeeds则可以手工给定一组初始数据，其他生成的数据大多是基于其随机变更得来的。Run(10) 就是运行10次了，真正使用时你可以给个大的数字，比如50000-1000000。