CN104660587B - 一种基于sip处理方式的畸形sip生成方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法和系统，属于IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)核心网安全检测领域。所述方法首先根据IMS网络实体SIP处理方式设计畸形的类型及自定义生成规则，然后生成畸形SIP消息，并在不同会话模型下检测IMS网络实体对于畸形SIP消息的抵御能力。

Description

一种基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法和系统

技术领域

本发明属于IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)核心网安全检测领域，具体涉及一种基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法和系统。

背景技术

IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem，IMS)是由3G移动通信领域中最权威的工业组织3GPP于2002年3月在它的R5版本中提出的重要概念。其主要目的是将蜂窝移动通信和互联网技术有机结合起来，向用户提供一个具有电信级QoS保证，能提供综合业务的下一代通信网络。IMS的核心特点是基于IP分组网络，支持开放的API(ApplicationProgramming Interface)，采用SIP(Session Initial Protocol)协议，实现业务、呼叫控制和承载的相互分离，并可屏蔽接入手段的差异。目前，3GPP、ITU-T和TISPAN等国际标准化组织都将IMS技术作为研究的重点，IMS技术已经成为NGN核心控制层发展的技术方向之一。

会话发起协议(Session Initial Protocol，SIP)是IETF提出的在IP网络上进行多媒体通信的应用层控制协议，同时也是IMS网络中重要的信令控制协议。在IMS中3GPP组织对其进行了一定扩展以适应移动网络及IMS网络特点，用于IMS中终端与网络各种CSCF以及网络中各CSCF之间的会话控制和信息交互过程。

鉴于SIP协议在IMS网络中的重要地位，IMS网络实体对于畸形SIP消息的抵御能力影响了整个IMS网络的安全状况。目前对于畸形SIP消息的生成方式，缺乏一种通用的方法；生成的畸形SIP消息也是针对于整个网络的，没有对网络中的各个实体加以区别。这样生成的畸形SIP消息如果直接拿来对IMS网络的各个实体进行测试，有可能因为不符合IMS实体的SIP处理方式而被直接丢弃，无法触发IMS实体SIP协议栈的漏洞。而在对IMS网络进行畸形SIP测试时，不同的会话模型产生的测试效果又可能完全不同，因此需要一种更为系统的畸形SIP生成和测试方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法和系统，实现对IMS网络实体对于畸形SIP抵御能力的检测。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法，所述方法首先根据SIP处理方式设计畸形的类型及自定义生成规则，然后生成畸形SIP消息，并在不同会话模型下检测IMS网络实体对于畸形SIP消息的抵御能力。

所述方法包括：

步骤101：根据SIP协议规范、IMS网络实体规范和特点，获得SIP处理方式；

步骤102：根据所述SIP处理方式的特点设计畸形类型和畸形值；

步骤103：根据所述SIP处理方式和畸形类型设计自定义生成规则，并利用SIP消息模板生成畸形SIP消息；

步骤104：建立不同会话模型，指定不同的测试策略；

步骤105：根据所述会话模型和测试策略向IMS网络发送畸形SIP消息，观察实体状态，检测实体对于畸形SIP消息的抵御能力。

所述步骤101中的所述SIP处理方式包括：SIP提取字段方法和SIP字段操作方法；

所述SIP提取字段方法是指SIP网络实体从SIP消息中获得SIP协议字段；

所述SIP字段操作方法是指SIP网络实体提取SIP协议字段后对这些字段进行的操作，包括存储、字符串分割、匹配。

所述步骤102中所述畸形类型包括空值类型、Overflow类、’\0’类、整型类、UTF-8类、Host类；每种畸形类型与畸形值对应；

其中，空值类型对应的畸形值为字段值缺失为空；

Overflow类对应超过一般sip消息长度的超长字符串；

’\0’类对应在sip消息的中间插入’\0’后形成的畸形的字段；

整形类对应进行字符串整形转换的字段；

UTF-8类对应不满足UTF-8定义的字符串；

Host类对应进行地址查询的字段。

所述步骤103中的所述的自定义生成规则是指利用SIP处理方式生成畸形SIP消息所依据的规则：一个给定的SIP字段的头header存在两个属性值：取值类型type和SIP处理方式中对于该字段的操作方法mode，用户根据取值类型type和操作方法mode设计自定义生成规则。

所述步骤103中所述利用SIP消息模板生成畸形SIP消息包括以下步骤：

(1)将若干条自定义生成规则存入自定义规则库中；

(2)对于一个给定的SIP字段的头header，利用该字段的取值类型type和IMS网络实体SIP处理方式中对于该字段的操作方法mode这两个属性，匹配自定义规则库中的若干条自定义生成规则，得到该字段对应的畸形类型；

(3)根据得到的畸形类型及IMS实体特点，从数据库中得到针对于该IMS实体，该类Exception的畸形值Value；

(4)将一条正常的SIP消息模板作为输入，以已经得到的畸形值Value替换正常模板中该字段的取值，形成一条具有某种畸形类型并针对该IMS网络实体的畸形SIP消息模板；

(5)若出现新的SIP字段，则根据SIP协议中要求的该字段的取值类型及IMS网络实体SIP处理方式，向规则库中添加一条自定义生成规则，即可生成针对于该字段的畸形SIP消息。

所述SIP消息模板是指，将SIP消息中与会话相关的字段值参数化，形成测试场景参数，使用时将参数化位置的值替换成当前测试场景的实例值即可；

所述与会话相关的字段值包括：Request_Uri值、域名Host值、From_User值、To_User值、Call-ID值、CSeq值、Branch值、IP值、Port值、Route_User值、Content_Length值。

所述步骤104中所述建立不同的会话模型包括：

(1)非注册用户直接发送畸形REGISTER消息；

(2)用户先进行正常注册过程，注册成功后，发送畸形REGISTER消息；

(3)非注册用户直接发送畸形INVITE消息；

(4)用户先进行正常注册过程，注册成功后，发送畸形INVITE消息。

所述步骤104中所述的测试策略包括：

(1)向网络实体发送一个畸形SIP消息；

(2)向网络实体连续发送两个相同的畸形SIP消息；

(3)向网络连续发送两个不同的畸形SIP消息；

(4)向网络洪泛发送某一个畸形SIP消息；

(5)向网络洪泛发送若干个不相同的畸形SIP消息。

所述步骤105中的所述实体状态包括：实体所处网络的网络流量变化、实体CPU利用率、实体内存利用率、实体是否宕机、实体能否继续正常提供服务。

一种实现所述方法的畸形SIP生成测试系统，包括自定义规则库、生成模块和发送模块，其中：

所述自定义规则库存储所有已有的自定义生成规则，对于新出现的字段，在自定义规则库中增添相应的自定义生成规则；

所述生成模块利用SIP字段的取值类型type和SIP处理方式中对于该字段的操作方法mode这两个属性值，匹配自定义规则库中的自定义生成规则，得到针对于该实体和该SIP字段的畸形类型，并根据畸形类型查找其畸形值，生成一条畸形SIP消息模板。

所述发送模块根据测试场景及测试策略，将生成模块生成的畸形SIP消息模板中的参数替换为当前测试场景的实例值，并以设定好的测试策略向IMS网络实体发送畸形SIP消息；

所述的测试场景参数包括：Request_Uri值、域名Host值、From_User值、To_User值、Call-ID值、CSeq值、Branch值、IP值、Port值、Route_User值、Content_Length值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用本发明可以生成针对于某一IMS网络实体的特定畸形消息，由于生成的消息是只针对于某一特定IMS网络实体的，因此该消息不会被其他消息解析为畸形消息而提前丢弃。利用畸形SIP模板，针对不同的测试场景，可自动生成大量畸形消息，使得生成的畸形消息测试更有针对性，效果更加明显。

附图说明

图1是本发明方法的步骤框图。

图2是本发明系统的组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

本发明公开了一种基于IMS实体SIP处理方式的畸形SIP生成测试方法，该方法以IP多媒体子系统(IP Multimedia Subsystem)网络实体SIP处理方式为依据，生成畸形SIP消息，测试IMS网络实体对于畸形SIP的抵御能力。所述方法包括：根据SIP协议规范、IMS网络实体规范和特点，分析总结IMS网络实体SIP处理方式；根据各实体SIP处理方式特点的不同设计相对应的畸形类型及畸形值；根据IMS实体SIP处理方式及畸形类型的特点设计自定义生成规则，并生成畸形SIP消息；建立不同会话模型并设计测试策略，利用已生成的畸形SIP消息对不同IMS网络实体进行畸形SIP消息抵御能力的检测。本发明公开了一种基于IMS实体SIP处理方式的畸形SIP生成测试系统。本发明技术方案实现简单且实用。

图1为本发明中“一种基于IMS实体SIP处理方式的畸形SIP生成测试方法”的步骤框图，如图1所示，本发明方法包括以下步骤：

步骤101：根据SIP协议规范、IMS实体规范，分析总结IMS网络实体SIP处理方式。

具体的，本发明中IMS网络实体SIP处理方式是设计畸形类型和生成畸形SIP消息的基础，SIP处理方式包括：SIP提取字段和SIP字段操作方法。

SIP提取字段是指SIP网络实体从SIP消息中获得哪些字段。具体的，以P-CSCF处理INVITE消息为例，提取字段包括Request_URI字段、Call-ID字段、CSeq字段、From字段、To字段、Max-Forwards字段、Route字段、Contact字段及P-Preferred-Identity字段。

SIP字段操作方法是指SIP网络实体提取SIP协议字段后，如何对这些字段进行操作，包括存储、字符串分割、匹配等。具体的，以P-CSCF处理INVITE消息为例，处理方式包括：

(1)转换成数字、减一、然后与0比较，如果不等于0，则将其转化为新字符串；

(2)存储字段值；

(3)删除字段值；

(4)在某一字段中插入自己的参数值；

(5)转换成数字，并根绝数字结果取相应长度的SDP消息；

步骤102：根据IMS网络实体SIP处理方式的特点设计畸形类型及畸形值。

具体的，本发明中根据IMS网络实体SIP处理方式，将畸形类型化为几类，每类畸形类型有若干典型值与之对应。针对于From、To这类进行提取和存储的字段，设计空值、超长字段或异常添加’\0’这样的畸形类型；对于Max-Forwards这类进行字符串整型转换的字段，设计整型类异常，如0或超过整型范围的超大整数；对于Request-URI这种进行地址查询的字段，设计异常的Host地址类。

具体的，本发明中将畸形类型分类为：空值类型、Overflow类、’\0’类、整型类、UTF-8类、Host类。每种畸形类型对应的典型畸形值如下表所示：

畸形类型	典型畸形值
		空值类型	字段值缺失为空
Overflow类	a(16384)、a(32768)、＜(32768)、＝(32768)
		‘\0’类	a(32768)\0、a(1)\0(2)a(32768)
整型类	-1、0、232、264、2128、1(32768)
		UTF-8类	0xf80x80、0xfd0xfd
Host类	a…com、a.(16384)com

步骤103：根据SIP处理方式及畸形规则的特点设计自定义规则，并利用SIP消息模板生成畸形SIP消息。

具体的，本发明中所述的自定义规则是指利用SIP处理方式生成畸形SIP消息所依据的规则。对于一个给定的SIP字段header，其存在两个属性值：取值类型type和SIP处理方式中对于该字段的操作方法mode。自定义规则即用户自定义的由取值类型type及mode得到畸形类型的一条规则。

Exception代表畸形类型，本发明中的自定义规则包括：

①IF header.type IS String AND header.mode IS Read

THEN Exception INCLUDE Empty AND Overflow AND’\0’

②IF header.type IS String AND header.mode IS Store OR Insert ORModify

THEN Exception INCLUDE Overflow AND’\0’

③IF header.type IS String AND header.mode IS Delete

THEN Exception INCLUDE Empty

④IF header.type IS String AND header.mode IS Compare

THEN Exception INCLUDE UTF-8

⑤IF header.type IS INT AND header.mode IS Convert OR Compare

THEN Exception INCLUDE Integer AND Value IS Big_Int

⑥IF header.type IS INT AND header.mode ISMinus

THEN Exception INCLUDE Integer AND Value IS 0 OR Negative

⑦IF header.type IS HOST

THEN Exception INCLUDE Host

具体的，本发明中根据自定义规则生成针对于IMS网络实体的畸形SIP消息包括以下步骤：

(1)将若干条自定义规则存入规则库中；

(2)对于一个给定的SIP字段header，利用该字段的取值类型type和IMS实体SIP处理方式中对于该字段的操作方法mode这两个属性，匹配规则库中的若干条自定义规则，得到该字段对应的畸形类型Exception；

(3)根据得到的畸形类型Exception及实体特点，得到针对于该实体，该类Exception的畸形值Value；

(4)将一条正常的SIP消息模板为输入，以已经得到的畸形值Value替换正常模板中该字段的取值，形成一条具有某种畸形类型并针对于某一个IMS网络实体的畸形SIP消息模板。

(5)若出现新的SIP字段值，则根据规范中要求的该字段值的取值类型及IMS网络实体SIP处理方式，向规则库中添加一条自定义规则，即可生成针对于该字段的畸形SIP消息。

步骤104：建立不同会话模型，制定不同的测试策略。

IMS是一个有状态的网络，用户注册和非注册状态下，IMS网络实体处理SIP消息的机制有所不同。尤其当用户发送INVITE消息时，若没有进行注册，则IMS网络实体可能不会解析畸形SIP消息而选择直接丢弃。因此在进行畸形SIP测试时，应建立起不同的会话模型，制定不同的测试策略，测试在各种场景下IMS实体对于畸形SIP消息的抵御能力。

具体的，本发明中所述的会话模型包括：

(1)非注册用户直接发送畸形REGISTER消息；

(2)用户先进行正常注册过程，注册成功后，发送畸形REGISTER消息；

(3)非注册用户直接发送畸形INVITE消息；

(4)用户先进行正常注册过程，注册成功后，发送畸形INVITE消息。

本发明中所述的测试策略包括：

(1)向网络实体发送一个畸形SIP消息；

(2)向网络实体连续发送两个相同的畸形SIP消息；

(3)向网络连续发送两个不同的畸形SIP消息；

(4)向网络洪泛发送某一个畸形SIP消息；

(5)向网络洪泛发送若干个不相同的畸形SIP消息。

步骤105：根据会话模型及测试策略，向IMS网络发送畸形SIP消息，观察网络实体状态。

本发明中，由发送模块建立会话模型并根据测试场景(如被测目标的IP地址和端口)和测试策略，向IMS网络发送畸形SIP消息。消息发送完毕后，观察网络实体状态，以确定畸形SIP消息对于网络的影响程度，总结IMS网络实体对于畸形SIP消息的抵御能力。

具体的，本发明中所述的网络实体状态包括：实体所处网络的网络流量变化、实体CPU利用率、实体内存利用率、实体是否宕机、实体能否继续正常提供服务。

图2为本发明基于IMS实体SIP处理方式的畸形SIP生成测试系统的组成结构示意图，如图2所示，本发明的系统包括自定义规则库30、生成模块31和发送模块32。其中：

自定义规则库30，存储所有已有的自定义规则，规则库灵活可扩展，对于新出现的字段，只需要在规则库中增添相应若干条规则；

生成模块31，利用SIP字段的type和mode属性值，匹配规则库中的自定义规则，得到针对于该实体该字段的畸形类型，并根据畸形类型查找畸形值，生成一条畸形SIP消息模板。

发送模块32，根据测试场景及测试策略，将畸形SIP模板中的参数替换为当前测试场景实例值，并以设定好的测试策略向网络实体发送畸形SIP消息。

本领域技术人员应当理解，图2所示的基于IMS实体SIP处理方式的畸形SIP生成测试系统是为实现前述的基于SIP处理方式的畸形SIP生成测试方法而设计的，图2所示的系统中各模块的功能可参照图1所示方法的相关描述而理解，各模块的功能可通过运行于处理器上的程序而实现。

上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。

Claims (8)

1.一种基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法，其特征在于：所述方法首先根据SIP处理方式设计畸形的类型及自定义生成规则，然后生成畸形SIP消息，并在不同会话模型下检测IMS网络实体对于畸形SIP消息的抵御能力，

其中，所述方法包括：

步骤101：根据SIP协议规范、IMS网络实体规范和特点，获得SIP处理方式；

步骤102：根据所述SIP处理方式的特点设计畸形类型和畸形值；

步骤103：根据所述SIP处理方式和畸形类型设计自定义生成规则，并利用SIP消息模板生成畸形SIP消息；

步骤104：建立不同会话模型，指定不同的测试策略；

步骤105：根据所述会话模型和测试策略向IMS网络发送畸形SIP消息，观察IMS网络实体状态，检测IMS网络实体对于畸形SIP消息的抵御能力，

所述步骤103中所述利用SIP消息模板生成畸形SIP消息包括以下步骤：

(1)将若干条自定义生成规则存入自定义规则库中；

(2)对于一个给定的SIP字段header，利用该字段的取值类型type和IMS网络实体SIP处理方式中对于该字段的操作方法mode这两个属性，匹配自定义规则库中的若干条自定义生成规则，得到该字段对应的畸形类型；

(3)根据得到的畸形类型Exception及IMS网络实体特点，从数据库中得到针对于该IMS网络实体，该类Exception的畸形值Value；

(4)将一条正常的SIP消息模板作为输入，以已经得到的畸形值Value替换正常模板中该字段的取值，形成一条具有某种畸形类型并针对该IMS网络实体的畸形SIP消息模板；

(5)若出现新的SIP字段值，则根据SIP协议中要求的该字段值的取值类型及IMS网络实体SIP处理方式，向规则库中添加一条自定义生成规则，即可生成针对于该字段的畸形SIP消息。

2.根据权利要求1所述的基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法，其特征在于：所述步骤101中的所述SIP处理方式包括：SIP提取字段方法和SIP字段操作方法；

所述SIP提取字段方法是指SIP网络实体从SIP消息中获得SIP协议字段；

所述SIP字段操作方法是指SIP网络实体提取SIP协议字段后对这些字段进行的操作，包括存储、字符串分割、匹配。

3.根据权利要求2所述的基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法，其特征在于：所述步骤102中所述畸形类型包括空值类型、Overflow类、‘\0’类、整型类、UTF-8类、Host类；每种畸形类型与畸形值对应；

其中，空值类型对应缺失的字段；

Overflow类对应超过一般sip消息长度的超长字符串；

‘\0’类对应在sip消息的中间插入‘\0’后形成的畸形的字段；

整形类对应进行字符串整形转换的字段；

UTF-8类对应不满足UTF-8定义的字符串；

Host类对应进行地址查询的字段。

4.根据权利要求3所述的基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法，其特征在于：所述步骤103中的所述的自定义生成规则是指利用SIP处理方式生成畸形SIP消息所依据的规则：一个给定的SIP字段header存在两个属性值：取值类型type和SIP处理方式中对于该字段的操作方法mode，用户自定义的由取值类型type及mode设计自定义生成规则。

5.根据权利要求4所述的基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法，其特征在于：所述SIP消息模板是指，将SIP消息中与会话相关的字段值参数化，使用时只需要将参数化位置的值替换成当前测试场景的实例值即可；

所述的与会话相关的字段值包括：Request_Uri值、域名Host值、From_User值、To_User值、Call-ID值、CSeq值、Branch值、IP值、Port值、Route_User值、Content_Length值。

6.根据权利要求5所述的基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法，其特征在于：所述步骤104中所述建立不同的会话模型包括：

(1)非注册用户直接发送畸形注册消息；

(2)用户先进行正常注册过程，注册成功后，发送畸形注册消息；

(3)非注册用户直接发送畸形邀请消息；

(4)用户先进行正常注册过程，注册成功后，发送畸形邀请消息；

所述步骤104中所述的测试策略包括：

(1)向网络实体发送一个畸形SIP消息；

(2)向网络实体连续发送两个相同的畸形SIP消息；

(3)向网络连续发送两个不同的畸形SIP消息；

(4)向网络洪泛发送某一个畸形SIP消息；

(5)向网络洪泛发送若干个不相同的畸形SIP消息。

7.根据权利要求6所述的基于SIP处理方式的畸形SIP生成方法，其特征在于：所述步骤105中的所述实体状态包括：实体所处网络的网络流量变化、实体CPU利用率、实体内存利用率、实体是否宕机、实体能否继续正常提供服务。

8.一种实现权利要求7所述方法的畸形SIP生成测试系统，其特征在于：所述系统包括自定义规则库、生成模块和发送模块，其中：

所述自定义规则库存储所有已有的自定义生成规则，对于新出现的字段，在自定义规则库中增添相应的自定义生成规则；

所述生成模块利用SIP字段的取值类型type和SIP处理方式中对于该字段的操作方法mode这两个属性值，匹配自定义规则库中的自定义生成规则，得到针对于该实体和该SIP字段的畸形类型，并根据畸形类型查找其畸形值，生成一条畸形SIP消息模板；

所述发送模块根据测试场景及测试策略，将畸形SIP消息模板中的参数替换为当前测试场景的实例值，并以设定好的测试策略向网络实体发送畸形SIP消息；

所述的测试场景参数包括：Request_Uri值、域名Host值、From_User值、To_User值、Call-ID值、CSeq值、Branch值、IP值、Port值、Route_User值、Content_Length值。