ফাজ টেস্টিং

১ · ফাজ টেস্টিং কী

ফাজ টেস্টিংFuzz Testingএলোমেলো, বিকৃত, বা অস্বাভাবিক ইনপুট স্বয়ংক্রিয়ভাবে জেনারেট করে একটি ফাংশন বা সিস্টেমকে চালিয়ে দেখা এটি অপ্রত্যাশিতভাবে ক্র্যাশ করে কি না। একটি সাধারণ ইউনিট টেস্ট (M3) নির্দিষ্ট কয়েকটি "যুক্তিসঙ্গত" ইনপুট দিয়ে ফাংশন পরীক্ষা করে। বাস্তব জগতে ব্যবহারকারী (বা আক্রমণকারী) কখনো "যুক্তিসঙ্গত" ইনপুট দেবে এমন কোনো গ্যারান্টি নেই — একটি ফর্ম ফিল্ডে কেউ ইমোজি, নাল বাইট, বিশাল স্ট্রিং, বা সম্পূর্ণ ভুল টাইপের ডেটা পাঠাতে পারে। ফাজ টেস্টিং এই বাস্তবতা সিমুলেট করে — "চিন্তাশীলভাবে বাছাই করা" ইনপুটের বদলে, ব্যাপক পরিমাণে অস্বাভাবিক ইনপুট ছুঁড়ে দিয়ে দেখা হয় ফাংশনটি সেগুলো গ্রেসফুলভাবে সামলায় কি না — অর্থাৎ একটি বোঝা-যায়-এমন, ডকুমেন্টেড এরর তোলে, নাকি সম্পূর্ণ অপ্রত্যাশিতভাবে ভেঙে পড়ে।

বাস্তব-জগতে ফাজ টেস্টিং সবচেয়ে বেশি পরিচিত সিকিউরিটি প্রেক্ষাপটে (M9-এ সংক্ষেপে উল্লেখ করা হয়েছিল) — AFL, libFuzzer-এর মতো টুল কম্পাইল করা প্রোগ্রামের বাইনারি ইনপুট নিয়ে কাজ করে এবং কোন ইনপুট কোড-পাথের নতুন অংশে পৌঁছাচ্ছে তা ট্র্যাক করে স্মার্টভাবে ইনপুট বিবর্তিত করে ("coverage-guided fuzzing")। আমাদের এই পাঠের সংস্করণ অনেক সরল — শুধু random মডিউল দিয়ে কয়েক ধরনের বিকৃত ইনপুট জেনারেট করা — কিন্তু মূল ধারণাটি (বহু অস্বাভাবিক ইনপুট, অপ্রত্যাশিত ক্র্যাশ গণনা) অভিন্ন।

২ · বাস্তবায়ন: একটি ফিক্সড-seed ফাজার

নিচের parse_age ফাংশনটির ডকুমেন্টেড আচরণ হলো — অবৈধ (নন-নিউমেরিক বা রেঞ্জের বাইরের) ইনপুটে ValueError তোলা। কিন্তু এটি লেখা হয়েছে ধরে নিয়ে যে ইনপুট সবসময় একটি স্ট্রিং বা সংখ্যা হবে — None-এর মতো একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন টাইপ দিলে কী হয় তা নিয়ে ভাবা হয়নি। make_fuzz_input ফাংশনটি একটি ফিক্সড seed (random.Random(42)) ব্যবহার করে ছয় ধরনের ইনপুটের মধ্যে থেকে ঘুরিয়ে ঘুরিয়ে বেছে নেয় — এলোমেলো আবর্জনা স্ট্রিং, রেঞ্জের বাইরের বড় সংখ্যা, নেগেটিভ সংখ্যা, খালি স্ট্রিং, None, এবং একটি বৈধ ইন-রেঞ্জ সংখ্যা।

import random

def parse_age(value):
    # ডকুমেন্টেড আচরণ: অবৈধ ইনপুটে ValueError তোলার কথা
    age = int(value)
    if age < 0 or age > 150:
        raise ValueError(f"age {age} is out of realistic range")
    return age

def make_fuzz_input(rng):
    choice = rng.randint(0, 5)
    if choice == 0:
        # অস্বাভাবিক অক্ষরসহ এলোমেলো আবর্জনা স্ট্রিং
        chars = "abcxyz!@#$%^&*() "
        length = rng.randint(0, 8)
        return "".join(rng.choice(chars) for _ in range(length))
    elif choice == 1:
        # রেঞ্জের বাইরের বিশাল সংখ্যা (স্ট্রিং হিসেবে)
        return str(rng.randint(151, 10**9))
    elif choice == 2:
        # নেগেটিভ সংখ্যা (স্ট্রিং হিসেবে)
        return str(-rng.randint(1, 1000))
    elif choice == 3:
        return ""  # খালি ইনপুট
    elif choice == 4:
        return None  # সম্পূর্ণ ভুল টাইপ
    else:
        return str(rng.randint(0, 150))  # একটি স্বাভাবিক, বৈধ ইনপুটও রাখা হলো

rng = random.Random(42)  # ফিক্সড seed -> প্রতিবার একই ৫০টি ইনপুট, reproducible ফলাফল
N = 50
EXPECTED_EXCEPTIONS = (ValueError,)

graceful = 0
crashes = 0
crash_details = []

for i in range(N):
    fuzz_input = make_fuzz_input(rng)
    try:
        parse_age(fuzz_input)
        graceful += 1  # সফলভাবে পার্স হলো -> ঠিক আছে
    except EXPECTED_EXCEPTIONS:
        graceful += 1  # ডকুমেন্টেড এরর তুলেছে -> ঠিক আছে, এটাই প্রত্যাশিত
    except Exception as e:
        crashes += 1   # অপ্রত্যাশিত এক্সেপশন টাইপ!
        crash_details.append((repr(fuzz_input), type(e).__name__, str(e)))

print(f"Fuzzed {N} inputs with a fixed seed (reproducible)")
print(f"Handled gracefully (valid result or documented ValueError): {graceful}/{N}")
print(f"Unexpected crashes (undocumented exception type): {crashes}/{N}")
for inp, exc_name, msg in crash_details[:5]:
    print(f"  unexpected {exc_name} on input {inp} -> {msg}")

৩ · এই ফলাফল আসলে কী প্রকাশ করছে

এই ৮টি "ক্র্যাশ" প্রতিটিই একই মূল কারণ থেকে এসেছে — parse_age শুধু ধরে নিয়েছে ইনপুট সবসময় স্ট্রিং বা সংখ্যা টাইপের হবে, কিন্তু কখনো টাইপ যাচাই করেনি। বাস্তব-জগতে এই ধরনের ফাংশন যদি একটি ওয়েব ফর্মের পেছনে থাকে এবং কোনো ফিল্ড ফাঁকা রেখে None পাঠানো হয় (যেমন একটি অপশনাল ফিল্ড ভুলবশত পাঠানো হলো), তাহলে ব্যবহারকারী একটি অস্পষ্ট TypeError ট্রেসব্যাক দেখবে — একটি পরিষ্কার "বয়স অবশ্যই একটি সংখ্যা হতে হবে" বার্তার বদলে। ফাজিং এই ধরনের "ভাবাই হয়নি এমন ইনপুট" ঠিক এভাবেই খুঁজে বের করে — কোনো নির্দিষ্ট টেস্ট কেস কখনো None চেষ্টা করার কথা না ভাবলেও, ফাজার এলোমেলোভাবে সেটি বেছে নিয়ে বাগটি প্রকাশ করে দেয়।

প্রকৃত ফিক্স সহজ — ফাংশনের শুরুতে একটি স্পষ্ট টাইপ চেক যোগ করে ইচ্ছাকৃতভাবে ValueError তোলা:

def parse_age_fixed(value):
    if not isinstance(value, (str, int)):
        raise ValueError(f"age must be a string or int, got {type(value).__name__}")
    age = int(value)
    if age < 0 or age > 150:
        raise ValueError(f"age {age} is out of realistic range")
    return age

# একই ফাজিং লুপ, এবার fixed সংস্করণে
rng2 = random.Random(42)
graceful2 = 0
crashes2 = 0
for i in range(N):
    fuzz_input = make_fuzz_input(rng2)
    try:
        parse_age_fixed(fuzz_input)
        graceful2 += 1
    except EXPECTED_EXCEPTIONS:
        graceful2 += 1
    except Exception as e:
        crashes2 += 1

print(f"Fixed version -> handled gracefully: {graceful2}/{N}, unexpected crashes: {crashes2}/{N}")