This master’s thesis explores ways to uncover and exploit vulnerabilities in Android applications by introducing a novel approach to security testing. The research question focuses on discovering an effective method for detecting vulnerabilities related to the context of an application. The study begins by reviewing recent papers on Android security flaws affecting application in order to guide our tool creation. Thus, we are able to introduce three Domain Specific Languages (DSLs) for Model-Based Security Testing (MBST): Context Definition Language (CDL), Context-Driven Modelling Language (CDML), and Vulnerability Pattern (VPat). These languages provide a fresh perspective on evaluating the security of Android apps by accounting for the dynamic context that is present on smartphones and can greatly impact user security. The result of this work is the development of VPatChecker[1], a tool that detects vulnerabilities and creates abstract exploits by integrating an application model, a context model, and a set of vulnerability patterns. This set of vulnerability patterns can be defined to represent a wide array of vulnerabilities, allowing the tool to be indefinitely updated with each new CVE. The tool was evaluated on the GHERA benchmark, showing that at least 38% (out of a total of 60) of the vulnerabilities in the benchmark can be modelled and detected. The research underscores the importance of considering context in Android security testing and presents a viable and extendable solution for identifying vulnerabilities through MBST and DSLs.

Detta examensarbete utforskar vägar för att hitta och utnyttja sårbarheter i Android-appar genom att introducera ett nytt sätt att utföra säkerhetstestning. Forskningsfrågan fokuserar på att upptäcka en effektiv metod för att detektera sårbarheter som kan härledas till kontexten för en app. Arbetet inleds med en översikt av nyliga forskningspublikationer om säkerhetsbrister som påverkar Android-appar, vilka vägleder utvecklingen av ett verktyg. Vi introducerar tre domänspecifika språk (DSL) för modellbaserad testning (MBST): CDL, CDML och VPat. Dessa språk ger ett nytt perspektiv på säkerheten för Android-appar genom att ta hänsyn till den dynamiska kontext som finns på smarta mobiltelefoner och som kan starkt påverka användarsäkerheten. Resultatet av arbetet är utveckling av VPatChecker[1], ett verktyg som upptäcker sårbarheter och skapar abstrakta sätt att utnyttja dem i en programmodell, en kontextmodell, och en mängd av sårbarhetsmönster. Denna sårbarhetsmönstermängd kan defineras så att den representerar ett brett spektrum av sårbarheter, vilket möjliggör för verktyger att uppdateras med varje ny CVE.Verktyget utvärderades på datamängden GHERA, vilket visade att 38% (av totalt 60) av alla sårbarheter kunde modelleras och upptäckas. Arbetet understryker vikten av att ta hänsyn till kontext i säkerhetstestning av Android-appar och presenterar en praktisk och utdragbar lösning för att hitta sårbarheter genom MBST and DSLs.

Ce mémoire de maîtrise explore les moyens de découvrir et d’exploiter les vulnérabilités des applications Android en introduisant une nouvelle approche des tests de sécurité. La question de recherche se concentre sur la découverte d’une méthode efficace pour détecter les vulnérabilités liées au contexte d’une application. L’étude commence par l’examen de documents récents sur les failles de sécurité des applications Android afin de guider la création de notre outil. Nous sommes ainsi en mesure d’introduire trois Langages dédié (DSL) pour des Tests de Sécurité Basés sur les Modèles (MBST) : Langage de Définition de Contexte (CDL), Langage de Modélisation Déterminée par le Contexte (CDML) et Motif de Vulnérabilité (VPat). Ces langages offrent une nouvelle perspective sur l’évaluation de la sécurité des applications Android en tenant compte du contexte dynamique présent sur les smartphones et qui peut avoir un impact important sur la sécurité de l’utilisateur. Le résultat de ce travail est le développement de VPatChecker[1], un outil qui détecte les vulnérabilités et crée des exploits abstraits en intégrant un modèle d’application, un modèle de contexte et un ensemble de modèles de vulnérabilité. Cet ensemble de modèles de vulnérabilité peut être défini pour représenter un large éventail de vulnérabilités, ce qui permet à l’outil d’être indéfiniment mis à jour avec chaque nouveau CVE. L’outil a été testé sur le benchmark GHERA[2] et montre qu’un total d’au moins 38% (sur un total de 60) des vulnérabilités peut être modélisé et détecté. La recherche souligne l’importance de prendre en compte le contexte dans les tests de sécurité Android et présente une solution viable et extensible pour identifier les vulnérabilités par le biais de MBST et DSLs.