[发明专利]一种面向ROS的差分模糊测试方法

说明书

本发明公开了一种面向ROS的差分模糊测试方法，组件包括基础模块、策略处理模块、CLI接口、ROS功能包和差异计算评估模块，所述基础模块由参数输入处理组件和种子生成组件组成。该面向ROS的差分模糊测试方法，通过搭建差分模糊测试的框架，对ROS节点间通信进行模糊测试，设计了测试用例生成及差分模糊测试执行模块两个部分，通过用例的生成和差分模糊测试的执行得出差异信息并进行异常记录，且通过设计了两个评估指标来提高种子质量，同时对于ROS里面不同版本实现相同功能的其他功能包，可以使用该差分模糊测试方法来验证哪一个版本更加准确，以此提高了该算法的最终准确性。

技术领域

本发明涉及ROS(Robot Operating System,机器人操作系统)的差分模糊测试技术领域，具体为一种面向ROS的差分模糊测试方法。

背景技术

模糊测试作为一种软件测试技术，其核心思想是自动或半自动的生成随机数据输入到一个程序中，并监视程序异常，如崩溃，断言失败，以发现可能的程序错误,比如内存泄漏。常常用于检测软件或计算机系统的安全漏洞。传统的模糊测试主要包括识别目标系统、确定输入、生成模糊数据、使用模糊数据执行测试、监控系统的行为以及记录缺陷六个核心步骤；通过使用Fuzz 技术，可以确保应用程序的健壮性和安全性，但是仅靠模糊测试无法全面了解整个安全威胁或bug，而且需要大量的时间；所以现在众多研究者将模糊测试与黑箱测试、Beta测试和其他调试方法一起使用，不仅可以提高测试的覆盖率还可以节省大量的时间。

实际上，可以影响ROS的安全性和可靠性的因素还有许多，如ROS上层集成了多个功能包，每一个功能的精准实现都直接影响着机器人的整体开发及实际应用，比如机械臂运动规划、机器人定位导航、仿真、可视化工具、坐标变换等工具包都与机器人开发的重要环节息息相关，但实际可以使用的开发版本并不是唯一的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向ROS的差分模糊测试方法，以解决上述背景技术中提出影响ROS安全性和可靠性的因素过多的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种面向ROS的差分模糊测试方法，组件包括基础模块、策略处理模块、CLI接口、ROS功能包和差异计算评估模块，所述基础模块由参数输入处理组件和种子生成组件组成，所述策略处理模块整体为策略字典模块，所述种子生成组件内部插入序列标签，通过以下步骤得到该面向ROS的差分模糊测试方法：

步骤一：根据命令行输入指定参数，进行初步种子处理；

步骤二：将种子处理结果的相应策略，返回给基础模块进行测试用例生成；

步骤三：提供相同环境，执行测试用例，通过差异计算评估模块得到差异信息并对信息进行评估；

步骤四：差异信息根据设定好的评估指标，进行计算并比较执行后的输出结果；

步骤五：为了提高种子质量，结合数据的可靠性与实用性，基于此制定了数据优化和差值合理两个指标；

优选的，所述步骤一中由输入到种子的处理分为以下两个部分：基础模块的输入是由CLI接口传递来的界面参数；对输入进行初步处理后形成字典文件传递给策略处理模块。

优选的，所述步骤二中将种子处理结果的相应策略返回给基础模块进行测试用例生成，策略处理模块使用多个简单策略如数组、时间戳、字符串等以及组合复杂策略来指导种子生成过程，并将相应策略返回给基础模块进行种子生成。

优选的，所述基础模块对输入进行初步处理形成字典文件，具体为基础模块的输入是由CLI接口传递来的界面参数，输出是测试用例，生成的测试用例已经经种子生成环节进行了序列标识；每一组种子都获取了唯一的序列标号，以便于后续步骤的回溯和分析。