Mutation testing can help reduce the risks of releasing faulty software. For such reason, it is a desired practice for the development of embedded software running in safety-critical cyber-physical systems (CPS). Unfortunately, state-of-the-art test data generation techniques for mutation testing of C and C++ software, two typical languages for CPS software, rely on symbolic execution, whose limitations often prevent its application (e.g., it cannot test black-box components). We propose a mutation testing approach that leverages fuzz testing, which has proved effective with C and C++ software. Fuzz testing automatically generates diverse test inputs that exercise program branches in a varied number of ways and, therefore, exercise statements in different program states, thus maximizing the likelihood of killing mutants, our objective. We performed an empirical assessment of our approach with software components used in satellite systems currently in orbit. Our empirical evaluation shows that mutation testing based on fuzz testing kills a significantly higher proportion of live mutants than symbolic execution (i.e., up to an additional 47 percentage points). Further, when symbolic execution cannot be applied, fuzz testing provides significant benefits (i.e., up to 41% mutants killed). Our study is the first one comparing fuzz testing and symbolic execution for mutation testing; our results provide guidance towards the development of fuzz testing tools dedicated to mutation testing.


翻译:变异测试有助于降低发布缺陷软件的风险。因此,对于安全关键型信息物理系统(CPS)中嵌入式软件的开发而言,这是一种理想实践。然而,针对C和C++软件(两种典型的CPS编程语言)的变异测试中,现有最优的测试数据生成技术依赖符号执行,其局限性往往阻碍了实际应用(例如无法对黑箱组件进行测试)。本文提出一种基于模糊测试的变异测试方法,该方法已被证明对C和C++软件有效。模糊测试能自动生成多样化测试输入,以多种方式执行程序分支,从而在不同程序状态下触发语句执行,最大化杀死变异体的可能性——这正是我们的目标。我们利用当前在轨卫星系统中的软件组件进行了实证评估。结果表明,基于模糊测试的变异测试比符号执行能够杀死显著更高比例的存活变异体(最多可额外杀死47个百分点)。此外,当符号执行无法应用时,模糊测试提供了显著优势(最多可杀死41%的变异体)。本研究首次系统比较了模糊测试与符号执行在变异测试中的效果;我们的结果为开发专用变异测试的模糊测试工具提供了指导。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月2日
Arxiv
23+阅读 · 2021年12月19日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
Exploring Visual Relationship for Image Captioning
Arxiv
15+阅读 · 2018年9月19日
Arxiv
10+阅读 · 2017年12月29日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
5+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
9+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
8+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月3日
Arxiv
0+阅读 · 2023年10月2日
Arxiv
23+阅读 · 2021年12月19日
Arxiv
38+阅读 · 2020年12月2日
Arxiv
11+阅读 · 2019年4月15日
Exploring Visual Relationship for Image Captioning
Arxiv
15+阅读 · 2018年9月19日
Arxiv
10+阅读 · 2017年12月29日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员