渗透测试作为评估网络环境以及关键信息系统安全性的重要一环，已经成为许多行业安全标准的一部分。当前由已知或未知的安全漏洞引发的安全风险和攻击事件长期存在，因此，采取渗透测试的方法降低安全风险和危害十分必要。围绕渗透测试中的漏洞检测与分析以及渗透攻击等环节的研究也成为当前的热点问题。 本文主要对现有的漏洞检测和渗透攻击方法进行了研究和总结，分析了现有方案的不足，提出了面向XSS漏洞检测的Web应用逆向方法和基于Petri网的单目标自动化渗透攻击方案。主要工作如下： 1、提出了层次化的Web应用模型和模型推导算法，提高了XSS漏洞检测的效率。改进的Web应用模型增加了微观态的概念，同时，基于层次化的Web应用模型提出了改进的Web应用模型推导方法，在推导过程中引入状态变迁函数和导航函数进行决策，以及通过页面聚类和状态简化的方法降低模型的复杂度。实验证明该方案与现有的XSS漏洞检测工具相比，有较高的检测率。 2、针对渗透测试的漏洞分析和渗透攻击阶段，提出了基于Petri网的单目标自动化渗透攻击方法，基于攻击图产生实际的攻击过程，不仅能自动完成攻击图的生成、攻击路径的规划，还能进行渗透攻击和漏洞验证以及威胁评估。该方案首次引入了跨网段攻击路径的概念，提出了更加高效的攻击图生成方法；在此基础上，给出了漏洞验证的方案，结合攻击图实现了攻击过程的自动化。实验证明本方案能够完成对网络环境的自动化建模和攻击，并通过与已有算法的对比表明了该攻击图生成算法的高效性。
