[发明专利]一种机器人操作系统ROS安全测试系统及方法

说明书

一种机器人操作系统ROS安全测试系统及方法，包括ROS通信架构安全验证子系统、ROS接口安全验证子系统、ROS模糊测试子系统、ROS漏洞扫描子系统、ROS设备编队组网渗透测试子系统、ROS安全测试资源子系统和综合管理子系统。目标ROS设备或者编队通过有线或者无线的方式与本发明的机器人操作系统ROS安全测试系统连接至一个局域网，即可实现对目标开展安全测试，获取当前ROS设备或者编队的安全底数。本发明的安全测试系统执行高效、使用简洁，使用者可以快速熟悉并操作使用，在短时间内获取目标ROS系统的安全底数。

技术领域：

本发明涉及安全测试技术领域，具体地说，涉及一种机器人操作系统ROS安全测试系统及方法。

背景技术：

随着物联网、工业化、人工智能技术的发展和日渐成熟，机器人全面普及，无论是在医疗领域、服务领域还是在军事战争领域，智能机器人都将担任机器重要的角色。当前，世界主要国家在该领域展开激烈竞争，力争抢占该领域制高点，形成压倒性优势。

在许多机器人设备背后都用到了一个共同的软件平台，那就是机器人操作系统ROS（Robot Operating System）。ROS好比机器人的中枢神经系统，这个系统把原本松散的功能模块耦合在了一起，为他们提供了通信架构，让机器人具备更高级的思维框架和控制系统，完成更为复杂的任务。ROS属于次级操作系统，2010 年ROS1.0发布进入大众视野，随后陆续几年都在推出新的发行版本，2017年12月第一个ROS2.0正式版发布。ROS系统距今已经有十余年的历史，能够提供类似传统操作系统的诸多功能，另外还提供相关工具和库，用于获取、编译、编辑代码以及在多个设备之间运行程序完成分布式计算和组网需求。

因为机器人可以与真实的物理环境直接进行交互，可以感知物理环境的各种因素甚至可以反过来影响真实的物理环境，所以面向机器人操作系统的安全性研究都非常重要。然而，ROS作为使用广泛的机器人系统，其设计初衷是要提供一个松耦合的开发框架，在安全性方面欠缺考虑，存在较多安全性问题，因此有必要针对ROS开展一系列安全测试。然而，目前业界暂无公开的针对机器人操作系统ROS开展安全测试的系统，基于此，我们提出一种机器人操作系统ROS安全测试系统及方法。需要说明的是，本发明提出的安全测试系统和方法针对的是ROS1.0版本的机器人操作系统。

发明内容：

为了克服上述的不足，本发明提供了一种机器人操作系统ROS安全测试系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：

一种机器人操作系统ROS安全测试系统，包括：

ROS通信架构安全验证子系统，用于对ROS操作系统通信架构中的节点管理器、RPC服务器、参数服务器和任务调度模块进行安全测试；

ROS接口安全验证子系统，用于对ROS操作系统接口中的对内通信接口和对外通信接口进行安全测试；

ROS模糊测试子系统，用于对ROS操作系统中的文件接口和网络接口进行模糊测试发现未知漏洞；

ROS设备编队组网渗透测试子系统，用于对ROS设备组成的编队进行渗透测试；

ROS安全测试资源子系统，用于存放漏洞库信息、漏洞扫描测试用例、漏洞扫描测试结果信息、模糊测试种子库和用例库资源信息；

ROS漏洞扫描子系统，用于从所述ROS安全测试资源子系统中选取测试特征生成测试报文，向目标ROS操作系统发送测试报文，侦听目标响应并收集信息，然后结合所述ROS安全测试资源子系统判断目标ROS操作系统是否存在安全漏洞；

综合管理子系统组成，用于为操作人员提供对系统的操作管理和结果展示，用户可以手动输入测试目标的配置信息、安全测试选项信息，并通过界面查看目标扫描结果和安全测试的反馈结果。