https://www.usenix.org/system/files/sec20-fiterau-brostean.pdf
DTLS的主要挑战就是需要在无状态不稳定的UDP上传输保密数据，这导致引入新的特性，复杂性增加。本文使用协议状态fuzz对DTLS进行了深入分析，扩展了TLS-Attacker，支持DTLS，并且支持底层UDP协议的无状态不稳定特性。建立了一个框架，可以对DTLS服务器进行协议状态fuzz，并使用它学习13个DTLS实现的状态机。分析学习到的状态，发现了4个严重的安全漏洞，包含最新版JSSE客户端全绕过，和几个功能性的不保证一致性的问题。还展示了模型之间的不同，确认了DTLS状态机的复杂性。
DTLS客户端和服务器端都实现了一个状态机，跟踪协议操作进行到哪了：哪个类型的消息已经交换完成，加密材料是否验证或计算。每一个DTLS实现必须依照配置和密钥交换机制正确维护状态机。实现缺陷，也叫状态机bug，可能被利用。要找到这种缺陷，状态fuzz被证明可以用于多种协议，并且已经发现了几个严重漏洞。
状态机fuzz是一种基于黑盒模型，可以使用模型学习推断协议实现的状态机。给实现发送一系列的消息，观测对应的输出，产生一个Mealy机，可以用于抽象描述实现对于消息的回复。Mealy机被用于分析并定位控制逻辑缺陷或检测描述的一致性。状态fuzz不需要任何状态机的先验知识，但是依赖于手动构造的对应协议的测试工具。MAPPER可以用于翻译Mealy机中的符号到协议包。
DTLS是TLS的变种，为了在UDP上传数据保证安全性。一开始是为IoT设计的，IoT目前有很大的增长趋势。DTLS用在WebRTC中。在保证TLS的安全性上下了很大功夫，但是DTLS并没有受到足够的审查。
本文提供了一个可扩展的平台，用于测试基于DTLS的系统，并使用它分析已有的几个DTLS实现。本文的目标是找到逻辑漏洞，会在受到非标准或非期望的消息序列时展现，使用协议状态fuzz的技术。
挑战：DTLS比其它安全协议更难状态fuzz。DTLS基于UDP，由于无连接，DTLS必须实现自己的重连机制并提供消息丢失、记录、分段支持。正在进行的DTLS无法通过简单的关闭连接结束交互。因此很多DTLS实现即使收到了未期望消息，也会继续交流，毕竟可能只是乱序，并可能随后允许握手，中间重新开始，最后重新完成。和TLS相比，DTLS需要额外的消息交换，来阻止DoS攻击。这增加了协议状态fuzz的复杂性。
对于映射构造的支持：DTLS对于消息丢失、记录和分段的功能需要额外的包参数，需要使用MAPPER正确管理。当偏离期望握手序列时需要额外注意，因为每一个特殊的参数管理策略可能允许或禁止重启握手。为了方便MAPPER构建，作者开发了DTLS测试框架，允许定义任意协议包并高效测试参数管理策略。
处理DTLS状态机的复杂性：DTLS的上述属性意味着DTLS的实现的状态机会更加复杂。当分析4个主密钥交换时更加复杂。本文通过以下方式避免复杂性：1）测试工具不适用记录和分段2）利用MAPPER允许握手重启，会在减少学习模型方面有更多边缘效应，因为成功的重启作为正常握手状态。
获取多个实现和配置的模型：在13个实现应用平台。对于每一个实现，测试了密钥交换和客户端证书认证配置。这保证了不会错过这里的bug。
模型构建好之后会分析模型，找到多余或非期望状态。主要的发现就是：