History-Driven Fuzzing for Deep Learning Libraries
Notice bibliographique
Résumé
Recently, many Deep Learning (DL) fuzzers have been proposed for API-level testing of DL libraries. However, they either perform unguided input generation (e.g., not considering the relationship between API arguments when generating inputs) or only support a limited set of corner-case test inputs. Furthermore, many developer APIs crucial for library development remain untested, as they are typically not well documented and lack clear usage guidelines, unlike end-user APIs. This makes them a more challenging target for automated testing. To fill this gap, we propose a novel fuzzer named Orion, which combines guided test input generation and corner-case test input generation based on a set of fuzzing heuristic rules constructed from historical data known to trigger critical issues in the underlying implementation of DL APIs. To extract the fuzzing heuristic rules, we first conduct an empirical study on the root cause analysis of 376 vulnerabilities in two of the most popular DL libraries, PyTorch and TensorFlow. We then construct the fuzzing heuristic rules based on the root causes of the extracted historical vulnerabilities. Using these fuzzing heuristic rules, Orion generates corner-case test inputs for API-level fuzzing. In addition, we extend the seed collection of existing studies to include test inputs for developer APIs. Our evaluation shows that Orion reports 135 vulnerabilities in the latest releases of TensorFlow and PyTorch, 76 of which were confirmed by the library developers. Among the 76 confirmed vulnerabilities, 69 were previously unknown, and 7 have already been fixed. The rest are awaiting further confirmation. For end-user APIs, Orion detected 45.58% and 90% more vulnerabilities in TensorFlow and PyTorch, respectively, compared to the state-of-the-art conventional fuzzer, DeepRel. When compared to the state-of-the-art LLM-based DL fuzzer, AtlasFuz, and Orion detected 13.63% more vulnerabilities in TensorFlow and 18.42% more vulnerabilities in PyTorch. Regarding developer APIs, Orion stands out by detecting 117% more vulnerabilities in TensorFlow and 100% more vulnerabilities in PyTorch compared to the most relevant fuzzer designed for developer APIs, such as FreeFuzz.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,017 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».