[发明专利]基于HTTP协议变异的Web系统健壮性测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Web系统健壮性测试方法，特别是涉及一种基于HTTP协议变异的Web系统健壮性测试方法。

背景技术

Web系统是当前最流行的网络应用系统，在一个Web系统投入运行之前，需要对Web系统进行功能测试、性能测试、安全性测试以及健壮性测试等各种测试，通过这些测试活动，能够及时发现和排除Web系统潜在的各种缺陷，使Web系统在功能、性能、安全性以及可用性等方面满足实际应用需求。

健壮性测试（Robustness Testing）技术用于测试一个系统在各种错误或异常条件下的健壮性和可用性。

一个Web系统通常由Web浏览器、Web服务器和HTTP协议等三部分组成，Web浏览器和Web服务器之间通过HTTP协议进行数据通信，通过HTTP数据包来交换信息。HTTP数据包分为HTTP请求包和HTTP应答包两种，Web浏览器使用HTTP请求包向Web服务器发出服务请求，HTTP请求包由三个部分组成：请求行、消息报头、请求正文；Web服务器使用HTTP应答包向Web浏览器返回应答信息，HTTP应答包也由三个部分组成：状态行、消息报头、响应正文。在HTTP请求包的每个部分中，由一个字段或多个字段组成，每个字段都定义了字段类型和取值范围。

当HTTP请求包中的某个字段或字段值出现某种错误或异常时，Web服务器可能做出三种反应：一是Web服务器检测到了错误或异常，则在返回的HTTP应答包中给出错误信息，指出HTTP请求包所包含的错误，说明Web服务器对这些错误具有良好的检测和抵御能力，系统健壮性较好；二是Web服务器未检测到错误或异常，则返回的是正常的HTTP应答包，但这些错误可能对Web服务器的正常运行带来潜在的风险，系统健壮性较差；三是Web服务器没有返回HTTP应答包，说明这些错误引起了Web服务器异常或死机，系统健壮性差。

利用Web系统的这种通信协议特性，人为地对HTTP请求包的字段类型和取值进行负面变异，生成异常HTTP数据包，发送给被测Web服务器，通过观察被测Web服务器的响应状态以及分析所返回的HTTP响应包协议状态，检验Web服务器的健壮性。这就是基于HTTP协议变异的Web系统健壮性测试方法的基本思想。

变异测试是一种软件测试技术，基本思想是首先定义一组变异算子，模拟程序中可能出现的错误，将变异算子作用于源程序，产生一组变异体，变异算子是对源程序语法的一个小的改变；然后输入测试用例，在原始程序和变异体上分别执行测试，比较两者的输出结果，进而判断软件能否检测到变异。如果两者输出相同，则证明软件未能检测出变异体，存在潜在的软件缺陷或故障；否则说明软件能够检测出该变异体及其所代表的故障。目前，变异测试主要用于软件的单元测试中，未见公开的关于HTTP协议变异测试的文献资料。

发明内容

为了解决Web系统健壮性测试的技术问题，本发明提供一种基于HTTP协议变异的Web系统健壮性测试方法。该方法通过对HTTP数据包的协议状态、数据包结构、字段语义等方面的负面变异，生成异常HTTP数据包，发送给被测Web服务器，通过观察被测Web服务器的响应状态以及分析所返回的HTTP响应包协议状态，检验Web服务器的健壮性，可以解决Web系统健壮性测试的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于HTTP协议变异的Web系统健壮性测试方法，其特点是采用以下步骤：

步骤一、HTTP协议变异方法；

(1)字段重复变异：对HTTP请求包中的一个或多个字段进行重复，变异为新的请求包；

(2)字段替换变异：进一步分为空字段替换、字段语义替换和随机字符串替换；

①空字段替换：使用空字段替换HTTP请求包中的一个或多个字段进行变异；

②字段语义替换；使用不同含义的字段值替换字段语义进行变异；

③随机字符串替换：首先确定一个完备的字符数组，其中包含所有想要用来替换的字符，然后随机抽取若干字符进行组合，最后用组合的字符串替换HTTP请求包中的内容；

(3)字段溢出变异：对HTTP请求包进行极限扩充，看能否收到相应的应答消息，这里的极限值是指超过正常数据包的大小；