JP5993835B2

JP5993835B2 - マルチノードを用いるスマート端末ファジング装置およびその方法

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Publication number: JP5993835B2
Application number: JP2013244669A
Authority: JP
Inventors: 濟訓李; 堯植金; 銀英金; 榛模朴; 永泰尹; 基郁孫
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: KR101458930B1; US9189370B2; US20140351643A1; JP2014229301A

Description

本発明は、マルチノードを用いるスマート端末ファジング装置およびその方法に関するものであって、特に、複数のスマート端末を用いてファジングすることによって、高速でソフトウェアの脆弱点を検出することができるスマート端末ファジング装置およびその方法に関するものである。

ブラックボックステストの１つの方法であるファジング（ｆｕｚｚｉｎｇ）は、ソフトウェアの内部構造を知らない状態でエラーや脆弱点を見つけるための方法として主に使用される。ファジングは、任意に操作されたファイルを入力し、処理される過程で発生するエラーを利用して脆弱点を確認することができる。任意に操作されたファイルを生成し、操作されたサンプルファイルを入力として実際にファジングを行う。単一装置でファジングを行う場合には、非常に長い時間がかかるため、効率的かつ高速のファジング実行手法が必要である。

例えば、米国登録特許第７７４３２８１号は、コンピュータ装置でファイルをファジングする方法に関するもので、スマート端末を接続してファジング動作を行うには限界がある。
このように、従来のソフトウェアの入力を操作して分析するファジングは、コンピュータ装置を対象とする方法で、実際のコンピュータ装置でファイルを操作したり、ネットワークで操作されたパケットを転送する方法を使用する。一般的なコンピュータ装置では、同じ動作を行う仮想環境の構築でファジング動作を並列に処理する方法が存在する。

しかし、スマート端末のソフトウェアを対象として複数の実行するファジングサンプルを、スケジューリングアルゴリズムに従ってファジング領域を配分し、配分されたファジング実行命令とファジングするデータをスマート端末を対象として自動分配してファジングを行う技術は存在しない。

本発明の目的は、複数のスマート端末を用いてファジングすることによって、高速でソフトウェアの脆弱点を検出することができるスマート端末ファジング装置およびその方法を提供することである。

上記の目的を達成するための、本発明にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング方法は、スマート端末ファジング装置が複数のスマート端末それぞれでファジングを行う複数のファジングノードを生成するステップと、前記複数のファジングノードに対応するファジングクライアントとの接続を行うステップと、前記複数のスマート端末に転送するファジング命令を作成するステップと、分配アルゴリズムに従って前記ファジング命令を前記ファジングクライアントに接続された前記複数のファジングノードに分配するステップと、前記ファジングクライアントを介して、前記ファジング命令に従ってファジングを前記複数のファジングノードが行うように制御するステップとを含む。

この時、前記ファジング命令を作成するステップは、前記複数のスマート端末に転送するファジング命令語に基づいて前記ファジング命令を作成することを特徴とする。

この時、前記ファジング命令語は、ファジングを行う対象ファイルと、前記対象ファイルを変調する方法、変調された対象ファイルを実行する方法、実行した結果を格納する経路を含むことを特徴とする。

この時、前記ファジングノードに分配するステップは、前記ファジングクライアントに接続された前記複数のファジングノードの個数を確認して、前記分配アルゴリズムに従って前記ファジング命令を前記複数のファジングノードに分配することを特徴とする。

この時、前記分配アルゴリズムは、前記ファジングクライアントによってファジング領域を分配するアルゴリズムであり、分配したファジング領域の順番を設定し、設定した順番に従ってファジング領域を前記複数のファジングノードに分配させることを特徴とする。

また、本発明の一実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置は、ファジングの実行に該当するファジング命令語を管理するファジング命令管理部と、前記ファジング命令語に基づいてファジング命令を作成し、分配アルゴリズムに従って前記ファジング命令をファジングクライアントに接続された複数のファジングノードに分配するアルゴリズム管理部と、前記ファジングクライアントを介して、前記ファジング命令に従ってファジングを前記複数のファジングノードが行うように制御するファジングクライアント管理部と、前記複数のファジングノードから前記ファジングを行った結果を受けて管理するログ管理部とを含む。

この時、前記アルゴリズム管理部は、前記ファジングクライアントに接続された前記複数のファジングノードの個数を確認して、前記分配アルゴリズムに従って前記ファジング命令を前記複数のファジングノードに分配することを特徴とする。

この時、前記ログ管理部は、前記ファジング命令と、前記ファジング命令に従って前記複数のファジングノードで前記ファジングを行った結果とを結び付けてログとして管理することを特徴とする。

本発明によれば、マルチノードを用いるスマート端末ファジング装置およびその方法は、１つのファジングサンプルを行うのに数日から数ヶ月がかかる従来の問題点を、複数の端末を用いてマルチノードで並列ファジングを行うことによって解決して、所要時間を短縮させることができ、ファジング時にエラーによるファジング中断現象を解決する効果がある。

また、本発明によれば、マルチノードを用いるスマート端末ファジング装置およびその方法は、ファジング時間を短縮することによって、ソフトウェアのエラーや脆弱点を短時間内に見つけることができ、ソフトウェアの脆弱点を利用したハッキングを防御してセキュリティ性を向上させることができる。

本発明の実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置が適用される環境を概略的に示す構成図である。本発明の実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置を示す図である。本発明の実施形態にかかるファジングクライアントの構成を示す図である。本発明の実施形態にかかるファジングノードの構成を示す図である。本発明の実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング方法を示すフローチャートである。

以下、本発明を添付した図面を参照して詳細に説明する。ここで、繰り返される説明、本発明の要旨を不明にする可能性がある公知の機能、および構成に関する詳細な説明は省略する。本発明の実施形態は、当業界における平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状および大きさなどは、より明確な説明のために誇張されることがある。

以下、本発明にかかる好ましい実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置およびその方法について、添付した図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置が適用される環境を概略的に示す構成図である。

まず、本発明は、アンドロイドまたはｉＯＳが搭載されたスマート端末を対象とするファジングに関するもので、スマート端末のソフトウェアのエラーや脆弱点を見つけるために端末を対象としてブラックボックスファジングを行う。

ここで、ファジングは、対象となるファイルの全体または一部領域に対して変調を行い、変調されたファイルを入力することによって、ソフトウェアのエラーや脆弱点を発生させて、問題点を見つける方法である。

図１を参照すれば、本発明の実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置１００が適用される環境は、複数のファジングクライアントと、複数のファジングノードとを含む。

スマート端末ファジング装置１００は、通信網を介して、Ｎ個のファジングクライアント、例えば、ファジングクライアントＡ（２１）およびファジングクライアントＢ（２２）と通信を行う。この時、スマート端末ファジング装置１００は、サーバの役割を果たし、ファジングクライアントがクライアントの役割を果たす。

複数のファジングクライアントそれぞれは、通信網を用いたり、ＵＳＢ通信を用いてファジングノードと通信を行う。

例えば、ファジングクライアントＡ（２１）は、ファジングノードＡ−１（３１）、ファジングノードＡ−２（３２）、ファジングノードＡ−３（３３）と通信を行い、ファジングクライアントＢ（２２）は、ファジングノードＢ−１（３４）、ファジングノードＢ−２（３５）と通信を行う。この時、ファジングクライアントＡ（２１）とファジングクライアントＢ（２２）は、サーバの役割を果たし、それぞれ該当するファジングノードは、クライアントの役割を果たす。

前術したサーバは、一般的に、サービスを提供する情報提供用コンピュータに該当し、クライアントは、サーバが提供するサービスを利用するコンピュータに該当する。

複数のファジングクライアントそれぞれは、スマート端末ファジング装置１００からファジング命令とデータを受信し、接続されたファジングノードにファジング命令とデータを転送する。

複数のファジングノードそれぞれは、スマート端末のファジングノードに該当するもので、当該ファジングクライアントから受信したファジング命令とデータに基づいてファジングを実行し、実行結果をスマート端末ファジング装置１００に伝達する。

例えば、ファジングノードＡ−１（３１）、ファジングノードＡ−２（３２）、ファジングノードＡ−３（３３）それぞれは、ファジングを実行し、実行結果をファジングクライアントＡ（２１）を介してスマート端末ファジング装置１００に伝達し、ファジングノードＢ−１（３４）、ファジングノードＢ−２（３５）それぞれは、ファジングを実行し、実行結果をファジングクライアントＢ（２２）を介してスマート端末ファジング装置１００に伝達する。

図１に示しているファジングクライアントおよびファジングノードの個数は拡大運用および構成されてもよい。

次に、マルチノードを用いるスマート端末ファジング装置１００を、図２を参照して詳細に説明する。

図２は、本発明の実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置を示す図である。

図２を参照すれば、スマート端末ファジング装置１００は、通信部１１０と、ファジング命令管理部１２０と、アルゴリズム管理部１３０と、ファジングクライアント管理部１４０と、ファジング命令格納部１５０と、ログ管理部１６０とを含む。

通信部１１０は、Ｎ個のファジングクライアントそれぞれにファジング命令を伝達したり、伝達したファジング命令に対応する結果を当該ファジングクライアントから受信する。

ファジング命令管理部１２０は、ファジングの実行に該当するファジング命令語を管理する。ここで、ファジング命令語は、ファジングを行う対象ファイルと、対象ファイルを変調する方法、変調されたファイルを実行する方法、実行した結果を格納する経路などを含む。

アルゴリズム管理部１３０は、ファジング命令語に基づいてファジング命令を作成し、ファジングクライアントに接続されたファジングノードの個数と現在の待機列の状態を確認して、分配アルゴリズムに従ってファジング命令を分配する。ここで、分配アルゴリズムは、ファジングクライアントによってファジング領域を分配するアルゴリズムであり、分配したファジング領域の順番を設定し、設定した順番に従ってファジング命令を分配することができる。

このように、本発明の実施形態にかかるアルゴリズム管理部１３０は、ファジングクライアントから受信したファジングノードの個数および状態に応じて、現在の待機列の状態に応じてファジング命令を分配することによって、最適な時間がかかる分配アルゴリズムを適用することを特徴とする。

分配アルゴリズムは、単一のファジング命令を単一のノードに配分する方法、マルチファジング命令をマルチノードに配分する方法に区分することができる。マルチノードに配分する方法は、現在の待機列の状態に応じて配分する方法と、均等に配分する方法とがあり得る。

ファジングクライアント管理部１４０は、Ｎ個のファジングクライアントそれぞれのＩＰを基盤として対象ファジングクライアントを識別し、現在接続されたファジングクライアントとの接続状態を把握する。また、ファジングクライアント管理部１４０は、アルゴリズム管理部１３０で分配したファジング命令と操作するファイルを各ファジングクライアントに伝達し、これによってファジングノードでファジングを行うように制御する。

具体的には、ファジングクライアント管理部１４０は、接続されたファジングクライアントの情報を受信し、受信された情報に基づいてファジングクライアントの生成、削除、修正を行う。

また、ファジングクライアント管理部１４０は、ファジングクライアントＡ（２１）およびファジングクライアントＢ（２２）に接続されたファジングノードを確認し、各ファジングノード別（例えば、ファジングノードＡ−１（３１）、ファジングノードＡ−２（３２）、ファジングノードＡ−３（３３）、ファジングノードＢ−１（３４）およびファジングノードＢ−２（３５））の待機列の状態および動作状態を把握する。この時、ファジングクライアント管理部１４０は、動作状態を把握した結果からファジング命令の実行が円滑でない場合に中断または再実行などを行うことができる。

ファジング命令格納部１５０は、ファジング命令管理部１２０で管理するファジング命令語と、アルゴリズム管理部１３０で分配したファジング命令とを格納する。また、ファジング命令格納部１５０は、分配したファジング命令の動作状態とファジング命令の実行結果などを格納する。

ログ管理部１６０は、ファジング命令に従って行ったファジング結果を受信して格納する。この時、ログ管理部１６０は、ファジング命令格納部１５０に格納されたファジング命令と、ファジング命令に従って実行したファジング結果とを結び付けて格納されたログを管理する。

次に、ファジングクライアントの構成を、図３を参照して詳細に説明する。

図３は、本発明の実施形態にかかるファジングクライアントの構成を示す図である。

まず、図１におけるファジングクライアントＡ（２１）およびファジングクライアントＢ（２２）は、図３のファジングクライアントに該当する。

図３を参照すれば、ファジングクライアント２００は、ノード管理部２１０と、通信部２２０とを含む。

ノード管理部２１０は、通信部２２０を介して、複数のファジングノードのうちの当該ファジングノードと通信を行う。例えば、ファジングクライアント２１のノード管理部は、ファジングノードＡ−１（３１）、ファジングノードＡ−２（３２）、ファジングノードＡ−３（３３）と通信を行う。

また、ノード管理部２１０は、通信網またはＵＳＢ通信を用いてファジングノードと接続することができる。通信網を用いてファジングノードと接続する場合には、ＩＰを基盤として接続し、ＵＳＢ通信を用いてファジングノードと接続する場合には、ＵＳＢ装置に接続された端末の情報を、スマート端末で使用するプロトコルを用いて接続状態を確認し、これを介して接続する。また、エミュレータを用いる場合には、仮想のネットワークドライブまたは仮想のＵＳＢ情報を用いてファジングノードと接続することができる。

このように、ファジングクライアント２００は、ファジングノードを介してスマート端末またはエミュレータと通信を行うことができる。このために、スマート端末にファジングを行うファジングノードを設けることができ、これは、スマート端末ファジング装置１００の制御によってファジングクライアント２００で実行可能である。

次に、ファジングノードの構成を、図４を参照して詳細に説明する。

図４は、本発明の実施形態にかかるファジングノードの構成を示す図である。

図４を参照すれば、ファジングノード３００は、ファジング命令実行部３１０と、結果転送部３２０と、結果ログ格納部３３０と、通信部３４０とを含む。

ファジング命令実行部３１０は、ファジング命令に対応して変調するファイルを修正してファジングサンプルを生成し、生成したファジングサンプルを、ファジング命令で指定する実行方式によってファジングを行う。また、ファジング命令実行部３１０は、ファジングを行った結果すなわち、ファジング結果を結果ログ格納部３３０に格納する。

ファジング命令実行部３１０でファジングを行うためには、ファジングノードがプログラムの動作方式によってネイティブ環境で動作したり、アプリケーションが実行するサンドボックス内で実行することができる。スマート端末の特性に応じてプログラム実行のために仮想環境におけるプログラムの実行に必要な場合には、アプリケーション実行用ツールを用いることができる。

また、ファジング命令実行部３１０でファジングを行ってもソフトウェアにエラーがない場合には、ファジングサンプルを入力としてソフトウェアを実行しても正常に実行される。ソフトウェアが一定時間以上正常に動作したり、ファジングサンプルを入力とするソフトウェアの実行が完了したり、スマート端末の動作状態が遊休状態に入ると、正常動作と判断することができる。しかし、ソフトウェアにエラーや脆弱点が存在する場合には、プログラムが終了したり、異常動作をする。この時、ファジング命令実行部３１０は、エラーに対応するスマート端末の固有番号、機種、ＯＳ情報、ロードされた共有ライブラリ、コールスタック（ｃａｌｌｓｔａｃｋ）とリンクレジスタ（ＬｉｎｋＲｅｇｉｓｔｅｒ、ＬＲ）、スタックポインタ（ＳｔａｃｋＰｏｉｎｔｅｒ、ＳＰ）、命令語ポインタ（ＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＰｏｉｎｔｅｒ、ＩＰ）などのメモリ状態、入力ファイル、ファジング命令などを結果ログ格納部３３０に格納する。

結果転送部３２０は、結果ログ格納部３３０に格納されたファジング結果を、通信部３４０を介してスマート端末ファジング装置１００に転送する。ここで、ファジング結果を転送することは、結果が発生した時点や一定時間の間格納された結果を集めて転送することができ、これに限定されない。

通信部３４０は、通信網またはＵＳＢ通信を用いてファジングクライアント２００からファジング命令を受信し、通信網を用いてスマート端末ファジング装置１００にファジング結果を転送する。

次に、マルチノードを用いるスマート端末ファジング方法を、図５を参照して詳細に説明する。

図５は、本発明の実施形態にかかるマルチノードを用いるスマート端末ファジング方法を示すフローチャートである。

図５を参照すれば、スマート端末ファジング装置１００は、スマート端末にファジングを行うファジングノードを生成する（Ｓ５１０）。この時、スマート端末ファジング装置１００は、通信網またはＵＳＢ通信を用いてファジングノードと接続することができる。通信網を用いてファジングノードと接続する場合には、ＩＰを基盤として接続し、ＵＳＢ通信を用いてファジングノードと接続する場合には、ＵＳＢ装置に接続された端末の情報を、スマート端末で使用するプロトコルを用いて接続状態を確認し、これを介して接続する。

スマート端末ファジング装置１００は、Ｓ５１０ステップで生成したファジングノードに対応するファジングクライアント２００と接続を行う（Ｓ５２０）。ここで、ファジングクライアント２００は、ファジングノードを介してスマート端末またはエミュレータと通信を行うことができる。このために、スマート端末にファジングを行うファジングノードを設けることができ、これは、スマート端末ファジング装置１００の制御によってファジングクライアント２００で実行可能である。

スマート端末ファジング装置１００は、ファジング命令語に基づいてファジング命令を作成する（Ｓ５３０）。この時、ファジング命令語は、ファジングを行う対象ファイルと、対象ファイルを変調する方法、変調された対象ファイルを実行する方法、実行した結果を格納する経路などを含む。

スマート端末ファジング装置１００は、ファジングクライアントに接続されたファジングノードの個数と現在の待機列の状態を確認して、分配アルゴリズムに従ってファジング命令を分配する（Ｓ５４０）。ここで、分配アルゴリズムは、ファジングクライアントによってファジング領域を分配するアルゴリズムであり、分配したファジング領域の順番を設定し、設定した順番に従ってファジング命令を分配することができる。

本発明の実施形態にかかるスマート端末ファジング装置１００は、ファジングクライアントから受信したファジングノードの個数および状態に応じて、現在の待機列の状態に応じてファジング命令をファジングノード３００に分配することによって、最適な時間がかかる分配アルゴリズムを適用することを特徴とする。

スマート端末ファジング装置１００は、Ｓ５２０ステップで接続されたファジングクライアント２００を介して、ファジング命令に従ってファジングをファジングノード３００が行うように制御する（Ｓ５５０）。ここで、ファジングクライアント２００は、ファジング命令に対応して変調するファイルを修正してファジングサンプルを生成し、生成したファジングサンプルを、ファジング命令で指定する実行方式によってファジングを行うように制御する。

スマート端末ファジング装置１００は、Ｓ５５０ステップでファジングを行った結果を、ファジングクライアントを介してファジングノード３００から受ける（Ｓ５６０）。

Ｓ５６０ステップにおいて、ファジングノード３００は、ファジング命令に対応して変調するファイルを修正してファジングサンプルを生成し、生成したファジングサンプルを、ファジング命令で指定する実行方式によってファジングを行う。

このように、本発明は、複数のスマート端末を用いてファジングすることによって、高速でソフトウェアの脆弱点を検出することができる。

以上、図面と明細書で最適な実施形態が開示された。ここで、特定の用語が使われたが、これは単に本発明を説明するための目的で使われたもので、意味の限定や特許請求の範囲に記載された本発明の範囲を制限するために使われたものではない。そのため、本技術分野における通常の知識を有する者であれば、これから多様な変形および均等な他の実施形態が可能である点を理解することができる。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付した特許請求の範囲の技術的思想によって定められなければならない。

１００；スマート端末ファジング装置
１１０；通信部
１２０；ファジング命令管理部
１３０；アルゴリズム管理部
１４０；ファジングクライアント管理部
１５０；ファジング命令格納部
１６０；ログ管理部
２００；ファジングクライアント
２１０；ノード管理部
２２０；通信部
３００；ファジングノード
３１０；ファジング命令実行部
３２０；結果転送部
３３０；結果ログ格納部
３４０；通信部

Claims

スマート端末ファジング装置が複数のスマート端末それぞれでファジングを行う複数のファジングノードを生成するステップと、
前記複数のファジングノードに対応するファジングクライアントとの接続を行うステップと、
前記複数のスマート端末に転送するファジング命令を作成するステップと、
前記ファジングクライアントによってファジング領域を分配するアルゴリズムである分配アルゴリズムに従って前記ファジング命令を前記ファジングクライアントに接続された前記複数のファジングノードに分配するステップと、
前記ファジングクライアントを介して、前記ファジング命令に従ってファジングを前記複数のファジングノードが行うように制御するステップとを含み、
前記ファジングノードの動作状態を把握した結果から前記ファジング命令の実行が円滑でない場合に再実行を行うステップをさらに含み、
前記前記ファジングクライアントは、ファイルを修正してファジングサンプルを生成し、生成した前記ファジングサンプルを、前記ファジング命令で指定する実行方式によってファジングを行うように前記ファジングノードを制御することを特徴とする、マルチノードを用いるスマート端末ファジング方法。
前記ファジング命令を作成するステップは、
前記複数のスマート端末に転送するファジング命令語に基づいて前記ファジング命令を作成することを特徴とする、請求項１に記載のマルチノードを用いるスマート端末ファジング方法。
前記ファジング命令語は、ファジングを行う対象ファイルと、前記対象ファイルを変調する方法、変調された対象ファイルを実行する方法、実行した結果を格納する経路を含むことを特徴とする、請求項２に記載のマルチノードを用いるスマート端末ファジング方法。
前記ファジングノードに分配するステップは、
前記ファジングクライアントに接続された前記複数のファジングノードの個数と現在の待機列の状態を確認して、前記分配アルゴリズムに従って前記ファジング命令を前記複数のファジングノードに分配することを特徴とする、請求項１に記載のマルチノードを用いるスマート端末ファジング方法。
前記分配アルゴリズムは、分配したファジング領域の順番を設定し、設定した順番に従ってファジング領域を前記複数のファジングノードに分配させることを特徴とする、請求項４に記載のマルチノードを用いるスマート端末ファジング方法。
ファジングの実行に該当するファジング命令語を管理するファジング命令管理部と、
前記ファジング命令語に基づいてファジング命令を作成し、ファジングクライアントによってファジング領域を分配するアルゴリズムである分配アルゴリズムに従って前記ファジング命令をファジングクライアントに接続された複数のファジングノードに分配するアルゴリズム管理部と、
前記ファジングクライアントを介して、前記ファジング命令に従ってファジングを前記複数のファジングノードが行うように制御するファジングクライアント管理部と、
前記複数のファジングノードから前記ファジングを行った結果を受けて管理するログ管理部とを含み、
前記ファジングクライアント管理部は、前記ファジングノードの動作状態を把握した結果から前記ファジング命令の実行が円滑でない場合に再実行を行い、
前記ファジングクライアントは、ファイルを修正してファジングサンプルを生成し、生成した前記ファジングサンプルを、前記ファジング命令で指定する実行方式によってファジングを行うように前記ファジングノードを制御することを特徴とする、マルチノードを用いるスマート端末ファジング装置。
前記ファジング命令語は、ファジングを行う対象ファイルと、前記対象ファイルを変調する方法、変調された対象ファイルを実行する方法、実行した結果を格納する経路を含むことを特徴とする、請求項６に記載のマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置。
前記アルゴリズム管理部は、
前記ファジングクライアントに接続された前記複数のファジングノードの個数と現在の待機列の状態を確認して、前記分配アルゴリズムに従って前記ファジング命令を前記複数のファジングノードに分配することを特徴とする、請求項６に記載のマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置。
前記分配アルゴリズムは、分配したファジング領域の順番を設定し、設定した順番に従ってファジング領域を前記複数のファジングノードに分配させることを特徴とする、請求項８に記載のマルチノードを用いるスマート端末ファジング装置。