Безопасность веб-приложений. Исчерпывающий гид для начинающих разработчиков

Таня Янка, 2021

У вас в руках идеальное руководство для тех, кто только начинает свой путь в веб-разработке и хочет научиться создавать безопасные веб-приложения. Автор подробно описывает основные уязвимости веб-приложений и предлагает практические советы по их предотвращению. Книга содержит множество примеров кода и наглядных иллюстраций, которые помогут вам лучше понять, как работают уязвимости и как их можно избежать. В формате a4.pdf сохранен издательский макет.

Часть I

Все, что нужно знать о коде, безопасном для публикации в интернете

Глава 1. Основы безопасности

Глава 2. Требования безопасности

Глава 3. Безопасность при проектировании ПО

Глава 4. Безопасность кода ПО

Глава 5. Часто встречающиеся подводные камни

Глава 1

Основы безопасности

Прежде чем учиться создавать безопасное программное обеспечение, необходимо разобрать несколько ключевых концепций, касающихся безопасности. Нет смысла запоминать, как реализовать ту или иную концепцию, не понимая, когда и зачем она нужна. Знание основ позволит вам принимать безопасные проектные решения и аргументировать необходимость повышения уровня безопасности в случае возникновения возражений. Кроме того, понимание того, на чем базируются правила безопасности, заметно облегчает работу с ними.

Обязательство по обеспечению безопасности: «CIA»

Обязательство и цель каждой команды IТ-безопасности заключается в защите конфиденциальности, целостности и доступности систем и данных компании, правительства или организации, на которую команда работает. Вот почему служба безопасности беспокоит вас по поводу наличия ненужных прав администратора на вашем рабочем устройстве, не позволяет подключать неизвестные устройства к сети и требует выполнения всех остальных, как кажется, слишком сложных действий. Она хочет защитить эти три аспекта, которые для краткости называются «триадой CIA» (confidentiality, integrity, availability — конфиденциальность, целостность и доступность) (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Триада CIA — причина существования команд IТ-безопасности

Рассмотрим данную триаду на примере наших друзей Алисы и Боба. Алиса страдает диабетом I типа и несколько раз в день использует имплантированное в руку крошечное устройство для проверки уровня инсулина. У Боба есть «умный» кардиостимулятор, регулирующий работу сердца, доступ к которому он получает через мобильное приложение на телефоне. Оба этих устройства в нашей отрасли называются имплантируемыми медицинскими устройствами IoT.

ПРИМЕЧАНИЕ. IoT значит Internet of Things — интернет вещей. Это физические продукты, подключенные к интернету. Умный тостер или холодильник, подключенный к интернету, является устройством IoT.

Конфиденциальность

Алиса — генеральный директор крупной компании, входящей в список Fortune 500. Она не стыдится своей болезни, но не хочет, чтобы эта информация стала достоянием общественности. Алиса часто дает интервью СМИ и выступает с публичными заявлениями, став примером для подражания для многих других женщин, работающих в ее отрасли. Она прилагает все усилия, чтобы сохранить в тайне сведения о личной жизни, в том числе и информацию о состоянии здоровья. Алиса считает, что некоторые люди в организации хотят занять ее место и пойдут на все, чтобы попытаться подорвать ее авторитет, представив ее «слабой». Случайно произошедшая утечка информации с устройства в сеть или взлом аккаунта поставили бы ее в затруднительное положение и могли бы навредить карьере. Для Алисы важно сохранить свою личную жизнь в тайне.

Рис. 1.2. Конфиденциальность: обеспечение сохранности информации

Боб, напротив, открыто говорит о своем заболевании сердца и с радостью рассказывает всем о кардиостимуляторе. У него отличная страховка от федерального правительства, и он высоко ценит возможность продолжать пользоваться ею после выхода на пенсию, несмотря на то что болезнь была обнаружена еще до начала работы на организацию. В данном случае конфиденциальность не является для Боба приоритетом (рис. 1.2).

ПРИМЕЧАНИЕ. Мы часто недооцениваем роль конфиденциальности в нашей жизни. Многие люди уверяют меня, что им «нечего скрывать». Тогда я спрашиваю: «У вас дома есть занавески на окнах? Да? Почему? Вам же нечего скрывать». Я просто жгу на вечеринках.

Целостность

Целостность (рис. 1.3) означает, что данные являются актуальными, правильными и точными. Целостность также подразумевает, что данные не были изменены во время передачи: необходимо сохранять правильность значения. Мы говорим о целостности компьютерной системы, когда результаты, которые она выдает, точны и правдивы.

Рис. 1.3. Целостность означает корректность

Для Боба и Алисы целостность, возможно, является самым важным из элементов триады CIA: некорректная работа одной из систем может привести к смерти. Для человека (в отличие от компании или государства) не существует более серьезного последствия, чем конец жизни. Таким образом, решающее значение для Боба и Алисы имеет целостность систем, связанных с их здоровьем.

Модель CIA — это центральное ядро всей нашей отрасли. Создание безопасного программного обеспечения невозможно без понимания сущности этой модели и ее влияния на членов команды, на программное обеспечение и, самое главное, на пользователей.

Доступность

Если бы прибор для измерения инсулина вышел из строя из-за неисправности, взлома или севших батареек, у Алисы не было бы к нему доступа. Обычно она проверяет уровень инсулина несколько раз в день, но в случае необходимости может провести тестирование вручную (уколов палец и воспользовавшись соответствующим медицинским набором), поэтому доступность прибора для нее важна лишь отчасти. Отсутствие доступа к этой системе было бы для нее весьма неудобным, но не опасным для жизни обстоятельством.

У Боба же время от времени сбивается ритм сердцебиения, и он никогда не знает, в какой момент наступит аритмия. Если бы в периоды нестабильной работы сердца у Боба отсутствовал доступ к кардиостимулятору, то по прошествии времени это могло бы привести к критической для его жизни ситуации. Очень важно, чтобы при возникновении чрезвычайной ситуации кардиостимулятор был доступен и реагировал в режиме реального времени (немедленно).

Уже много лет Боб работает клерком в федеральном правительстве и занимается секретными и сверхсекретными документами. Будучи счастливым дедушкой, с момента установки кардиостимулятора он старательно ведет здоровый образ жизни.

ПРИМЕЧАНИЕ. Медицинские приборы, как правило, являются системами ПО, работающими в режиме реального времени. «Режим реального времени» означает, что система должна реагировать на изменения в кратчайшие сроки, обычно исчисляющиеся в миллисекундах. Она не может работать с задержками — отклик должен быть максимально быстрым или немедленным. Когда у Боба начинается аритмия, кардиостимулятор должен сработать немедленно — задержки быть не может. В таком режиме функционируют только немногие приложения: 10-миллисекундная задержка при покупке новых кроссовок или при прогнозировании изменений дорожного трафика не приведет к действительно большой проблеме.

Рис. 1.4. Устойчивость повышает доступность

ПРИМЕЧАНИЕ. Многие пользователи переводят информацию в облако по той единственной причине, что оно чрезвычайно надежно (почти всегда доступно) по сравнению с более традиционными уровнями обслуживания во внутренних центрах обработки данных. Как показано на рис. 1.4, устойчивость повышает доступность, что делает публичное облако привлекательным вариантом с точки зрения безопасности.

Ниже перечислены подходы к обеспечению безопасности, которые хорошо известны в индустрии информационной безопасности. Важно хорошо усвоить их, чтобы понять, как к ним относятся остальные темы данной книги. Если вы уже работаете специалистом по обеспечению безопасности, возможно, вам не нужно читать эту часть.

«Предполагать взлом»

«Есть два типа компаний: те, которые взломаны, и те, которые еще не знают об этом»^[2]. Это настолько известное высказывание в индустрии информационной безопасности, что мы уже не знаем, кому его приписывать. Возможно, звучит пессимистично, но те из нас, кто работает в области реагирования на инциденты, в судебно-медицинской экспертизе или в других сферах, связанных с расследованиями, знают, что оно более чем правдиво.

Принцип «предполагать взлом» означает выполнить подготовку и принять конструктивные решения, гарантирующие, что получение несанкционированного доступа к сети, приложению, данным или другим системам окажется сложным, трудоемким, дорогостоящим и рискованным делом, а обнаружить взлом и отреагировать на него можно будет быстро. Данный подход также подразумевает мониторинг и протоколирование систем: если вы не заметите взлом до того, как он произойдет, то по крайней мере сможете узнать, что случилось. Многие системы отслеживают изменения в поведении или аномалии системы для выявления потенциальных взломов. Задача данного подхода — заблаговременная подготовка к худшему, чтобы минимизировать ущерб, время обнаружения и усилия по устранению последствий взлома.

Рассмотрим два примера применения этого принципа: пример с потребителем и пример с профессионалом.

Как потребитель Алиса использует для обмена документами аккаунт в интернете. Если бы она «предполагала взлом», то не стала бы загружать в него ничего личного или ценного (например, незарегистрированную интеллектуальную собственность, фотографии личного характера, которые могут повредить профессиональной или частной жизни, коммерческие и государственные тайны и т. д.). Она также установила бы мониторинг учетной записи и разработала бы план на случай кражи, изменения, удаления, публичного распространения информации или другого несанкционированного доступа к документам. Наконец, она периодически проверяла бы весь интернет на предмет утечки данных. Все вышеперечисленные действия представляли бы собой нереальный уровень ответственности, который не ожидается от обычного потребителя. Эта книга не советует «предполагать взлом» в повседневной жизни, хотя периодически проводить поиск информации в интернете — хорошая идея, а также определенно рекомендуется не загружать в сеть конфиденциальные документы.

Как профессионал Боб работает с секретными и сверхсекретными документами. В его отделе никто никогда бы не подумал об использовании онлайнового файлообменного сервиса для обмена документами. Сотрудники контролируют каждый аспект хранения и передачи ценной информации. Когда они создавали сеть и программный комплекс, управляющие документами, они проектировали их и связанные с ними процессы, предполагая взлом. Они охотятся за угрозами в своей сети, разрабатывают ее с использованием нулевого доверия, проверяют интернет на предмет признаков утечки данных, аутентифицируют API перед подключением, проверяют данные из базы данных и из внутренних API, проводят учения «красной команды» (тестирование безопасности на производстве) и внимательно следят за своей сетью и приложениями на предмет аномалий или других признаков взлома. Сотрудники отдела написали автоматизированные ответы на распространенные модели атак, имеют процессы, разработанные и готовые к нестандартным атакам, и анализируют поведенческие модели для выявления признаков нарушения. В своих действиях они исходят из того, что хранилища данных уже взломаны или могут оказаться взломаны в любой момент.

Другим примером может быть запуск процесса реагирования на инцидент, когда серьезная ошибка раскрывается через «координированное раскрытие» или программу вознаграждения за найденные ошибки (Bug Bounty), исходя из предположения, что кто-то другой потенциально уже нашел и использовал эту ошибку в системе.

Согласно «Википедии», «координированное раскрытие» — это модель раскрытия уязвимостей, при которой уязвимость или проблема раскрывается только по истечении периода времени, позволяющего устранить либо исправить уязвимость или проблему.

Многие организации проводят программы Bug Bounty. Они выплачивают награду исследователям в области безопасности за сообщения об ошибках в системе. Особо ценятся те ошибки, которые связаны с уязвимостями.

Внутренние угрозы

Под внутренней угрозой подразумевается ситуация, когда человек, имеющий разрешение на доступ к системам, сети и данным (обычно это сотрудник или консультант компании), негативно влияет на один или несколько аспектов триады CIA. Угроза может быть умышленной (преднамеренной) или случайной.

Примеры умышленных угроз и затрагиваемых ими аспектов триады CIA

• Сотрудник загружает интеллектуальную собственность на переносной диск, покидает здание, а затем продает информацию конкурентам (конфиденциальность).

• Сотрудник удаляет базу данных и ее резервную копию в свой последний рабочий день, так как злится по поводу увольнения (доступность).

• Сотрудник встраивает бэкдор (тайный вход) в систему для последующей кражи у компании (целостность и конфиденциальность).

• Сотрудник скачивает конфиденциальные файлы с компьютера другого сотрудника и использует их для шантажа (конфиденциальность).

• Сотрудник случайно удаляет файлы, а затем меняет логи, чтобы скрыть свою ошибку (целостность и доступность).

• Сотрудник не сообщает руководству об уязвимости, чтобы избежать работы по ее устранению (потенциально все три аспекта CIA, в зависимости от типа уязвимости).

Примеры случайных угроз и затрагиваемых ими аспектов триады CIA

• Сотрудники ненадлежащим образом используют программное обеспечение, в результате чего оно переходит в неизвестное состояние (потенциально все три аспекта).

• Сотрудник случайно удаляет ценные данные, файлы или даже целые системы (доступность).

• Сотрудник случайно неправильно настраивает сеть или другое программное обеспечение, в результате чего появляются уязвимости в безопасности (возможно, все три аспекта).

• Неопытный сотрудник направляет веб-прокси или инструмент, выполняющий динамическое тестирование безопасности приложений (Dynamic Application Security Testing, DAST), на одно из ваших внутренних приложений, что приводит к сбою приложения (доступность) или «засорению» базы данных (целостность). В последующих главах мы расскажем о том, как избежать такой ситуации и обеспечить успешное проведение всех тестирований безопасности.

ВНИМАНИЕ. Обычно в профессиональных рабочих сетях веб-прокси и DAST запрещены для использования. Известные также как «сканеры веб-приложений», веб-прокси являются инструментами хакеров и могут нанести большой ущерб. Никогда не направляйте сканер веб-приложений на веб-сайт или приложение и не проводите активное сканирование или другое интерактивное тестирование без письменного разрешения от уполномоченного лица. Использование инструмента DAST для взаимодействия с сайтом в интернете (без разрешения) является уголовно наказуемым деянием во многих странах. Будьте осторожны и при наличии сомнений всегда спрашивайте перед началом каких-либо действий.

Глубокая защита

«Глубокая защита» предполагает наличие нескольких уровней безопасности на случай, если одного окажется недостаточно (рис. 1.5). Хотя данная идея может показаться очевидной при столь простом объяснении, иногда непросто определить, сколько уровней необходимо иметь и какие это должны быть уровни (особенно если выделенный на обеспечение безопасности бюджет ограничен).

«Уровнями» безопасности могут быть процессы (проверка удостоверения личности человека перед выдачей ему почты, прохождение тестирования безопасности перед релизом программного обеспечения), физические, программные или аппаратные системы (замок на двери, сетевой брандмауэр, аппаратное шифрование), встроенные варианты проектирования (написание отдельных функций для кода, выполняющего более важные задачи в приложении, обеспечение входа в здание через одну дверь) и т. д.

Рис. 1.5. Три уровня безопасности приложения; пример глубокой защиты

Примеры использования многочисленных уровней приведены ниже.

• При создании программного обеспечения: наличие требований безопасности, выполнение моделирования угроз, обеспечение использования концепций безопасного проектирования, обеспечение использования тактики безопасного кодирования, тестирование безопасности, тестирование несколькими способами посредством различных инструментов и т. д. Каждый из этих элементов представляет собой очередную форму защиты, что повышает уровень безопасности приложения.

• Сетевая безопасность: включение мониторинга, наличие системы SIEM (Security information and event management — «Управление информацией о безопасности и событиями безопасности», панель инструментов для просмотра возможных событий безопасности в режиме реального времени), наличие системы IPS/IDS (Intrusion prevention/detection system — «Система предотвращения и обнаружения вторжений», инструмент для поиска и препятствования действиям злоумышленников в сети), брандмауэры и многое другое. Каждый новый элемент усиливает защиту приложения.

• Физическая безопасность: замки, колючая проволока, заборы, ворота, видеокамеры, охранники, сторожевые собаки, датчики движения, сигнализация и т. д.

Довольно часто самое сложное при отстаивании интересов безопасности — это убедить в том, что одного уровня защиты недостаточно. В таких случаях подчеркивайте значимость того, что защищается (репутация, денежная ценность, национальная безопасность и т. д.). Хотя с экономической точки зрения не имеет смысла тратить миллион долларов на защиту чего-то стоимостью в одну тысячу долларов, в нашей отрасли очень часто наблюдаются примеры обратного.

ПРИМЕЧАНИЕ. Моделирование угроз — определение угроз, которым могут подвергаться приложения, и разработка планов по снижению их возникновения. Подробнее об этом см. в главе 3.

Система SIEM — мониторинг сети и приложений, панель инструментов для работы с возможными проблемами.

Система предотвращения и обнаружения вторжений (IPS/IDS) — программное обеспечение, установленное в сеть с целью обнаружения или предотвращения сетевых атак.

Принцип наименьших привилегий

Принцип наименьших привилегий — это предоставление пользователям ровно такого уровня доступа и контроля, который им необходим для выполнения работы. Смысл этого подхода заключается в том, что если злоумышленнику удастся завладеть вашей учетной записью (или несколькими учетными записями), он получит доступ лишь к малой части данных. Например, разработчик программного обеспечения имеет доступ только к своему коду и доступ для чтения либо записи к единственной базе данных, над которой он работает. Следовательно, если кто-то взломает учетную запись разработчика, то получит только ту часть данных, к которой у него был доступ: к базе данных, коду, электронной почте и т. д. Однако, если бы злоумышленник получил доступ к учетной записи владельца всех баз данных, он мог бы уничтожить все. Возможно, это неприятно, но, отказываясь от своих суперсил на компьютере, в сети или других системах, вы значительно снижаете риск взлома этих систем.

Примеры реализации принципа наименьших привилегий таковы.

• Необходимость получения дополнительного разрешения от службы безопасности для доступа в лабораторию или часть здания с повышенным уровнем безопасности.

• Отсутствие привилегий администратора на рабочем компьютере.

• Наличие доступа для записи к своим проектам, доступа только для чтения ко всему коду своей команды и полное отсутствие доступа к хранилищам кода других команд.

• Создание сервисной учетной записи в приложении для входа в базу данных и предоставление разрешения на чтение и запись, но не доступ владельца базы данных (Database owner, DBO). Если приложению требуется доступ только для чтения, дайте ему не более того, что необходимо для нормальной работы. Сервисная учетная запись с доступом к базе данных только для чтения не может быть использована для изменения или удаления каких-либо данных, даже если через нее можно украсть копии данных. Все вышеперечисленное значительно снижает риски.

ПРИМЕЧАНИЕ. Разработчики программного обеспечения и системные администраторы являются привлекательными целями для большинства злоумышленников, поскольку обладают наибольшими привилегиями. Отказавшись от некоторых из них, вы защитите свою компанию больше, чем можете предположить, и одновременно заслужите уважение команды безопасности.

Безопасность цепи поставок

Каждый элемент, используемый для создания продукта, считается частью «цепи поставок». Цепь включает в себя участника (поставщика) от каждого элемента (производителя, магазина, фермы, человека и т. д.). Она называется цепью, так как при создании конечного продукта каждая ее часть зависит от предыдущей. Звеньями цепи могут быть люди, компании, природные или промышленные ресурсы, информация, лицензии и все, что необходимо для создания конечного продукта (который не обязательно должен быть физическим по своей природе).

Объясним цепь поставок на примере. Если Боб хочет смастерить кукольный домик для своих внуков, он может купить изготовленный на фабрике набор. Фабрике требуются древесина, бумага, краска, клей, машины для резки, люди для управления и обслуживания техники, а также энергия для ее питания. Древесину фабрика заказывает у лесозаготовительной компании, вырубающей деревья в лесу. Компания владеет этим лесом либо имеет лицензионный доступ на вырубку в нем. Бумага, краска и клей, скорее всего, производятся на разных заводах. Возможно, люди работают непосредственно на фабрике или являются временными подрядчиками. Энергия, скорее всего, поступает от энергетической компании, но нельзя исключать использование альтернативных источников (солнце или ветер) или генератора в случае чрезвычайной ситуации. На рис. 1.6 показана (гипотетическая) цепь поставок для приобретенного Бобом набора, из которого он сделает кукольный домик для внуков на Рождество.

Рис. 1.6. Вероятная цепь поставок для кукольного домика Боба

Какие угрозы безопасности могут возникнуть в данной ситуации? Клей, входящий в набор, может оказаться ядовитым, а краска, используемая для украшения деталей, — токсичной. Кукольный домик может изготовляться на предприятии, где также обрабатываются орехи. В результате произойдет перекрестное загрязнение коробок, которое способно вызвать аллергическую реакцию у некоторых детей. В набор могут попасть неправильные элементы, например острые детали, которые не подходят для маленького ребенка. Все эти ситуации, вероятнее всего, возникают на фабрике непреднамеренно.

При разработке программного обеспечения мы также используем цепь поставок: платформу — для написания кода, библиотеки — для записи на экране, выполнения сложных математических вычислений или отрисовки кнопки, интерфейсы программирования приложений (API) — для выполнения действий от имени приложений и т. д. Более того, каждый из этих фрагментов программного обеспечения обычно зависит от других фрагментов, и все они чаще всего поддерживаются различными группами, компаниями или людьми. Как правило, современные приложения на 20–40 % состоят из оригинального кода^[3] (того, что написали вы и ваши коллеги), в остальном — из сторонних компонентов, часто называемых зависимостями. При подключении зависимостей к приложению вы принимаете на себя риски кода, который они содержат. Например, если вы добавите в приложение модуль для обработки изображений, вместо того чтобы самому написать часть соответствующего кода, и в этом модуле будет серьезный недостаток безопасности, то уязвимость приложения тоже значительно повысится.

Однако нельзя утверждать, что необходимо писать каждую строчку кода самостоятельно: такое решение крайне неэффективно, а вероятность допущения ошибок, приводящих к проблемам безопасности, все равно высока. Один из способов снизить риск — использовать меньше зависимостей и тщательно проверять те, которые вы решили включить в свое программное обеспечение. Многие инструменты (некоторые из них даже бесплатные) могут проверить наличие каких-либо известных проблем безопасности в используемых вами зависимостях. Их следует применять не только при каждом запуске нового кода, но и для регулярной проверки вашего репозитория кода.

ПРИМЕР АТАКИ НА ЦЕПЬ ПОСТАВОК

В 2018 году модуль Node.js с открытым исходным кодом под названием event-stream был передан новому разработчику, который добавил в него вредоносный код. Он дождался, пока миллионы людей скачают его через NPM (Node Package Manager — систему управления пакетами для Node.JS), а затем использовал эту уязвимость для кражи биткоинов с кошельков Copay, в которых применялась библиотека event-stream^[4].

Еще одной тактикой защиты от использования небезопасной цепи поставок программного обеспечения является применение платформ и других сторонних компонентов, которые были созданы известными компаниями или признаны группами, работающими с открытым исходным кодом, подобно тому как повар использует только самые лучшие ингредиенты для приготовления своих блюд. Вы можете (и должны) проявлять осторожность при выборе компонентов, которые войдут в окончательную версию ваших продуктов.

Известно о небольшом количестве атак на цепи поставок, произошедших в последние несколько лет, когда злоумышленники внедряли уязвимости в программные библиотеки, микропрограммы (низкоуровневое программное обеспечение, являющееся частью оборудования) и даже в само оборудование. Эта угроза реальна, и принятие мер предосторожности против нее сослужит хорошую службу любому разработчику.

Безопасность через неясность

Концепция безопасности через неясность подразумевает, что если какой-то фрагмент системы скрыт, то он находится в «большей безопасности», поскольку не попадает в поле зрения потенциальных злоумышленников. Наиболее распространенная реализация этой концепции: компании — разработчики программного обеспечения скрывают свой исходный код, а не выкладывают его в открытый доступ (с целью защиты интеллектуальной собственности и в качестве меры безопасности). Некоторые доходят до обфускации своего кода, изменяя его таким образом, чтобы его было гораздо сложнее или вообще невозможно понять тому, кто попытается провести обратную разработку продукта.

ПРИМЕЧАНИЕ. Обфускация — это усложнение чего-то для понимания или чтения. Распространенной тактикой является кодирование всего исходного кода в ASCII, Base64 или Hex, но ее довольно легко видят профессиональные реверс-инженеры. Некоторые компании дважды или трижды шифруют свой код. Другая тактика — применение операции XOR (команды ассемблера) или создание собственной схемы кодирования и добавление ее программным путем. Также можно купить продукты, выполняющие более сложную обфускацию.

Другим примером «безопасности через неясность» является использование беспроводного маршрутизатора, скрывающего имя SSID/Wi-Fi (то есть при подключении к сети необходимо вручную указать ее имя), или размещение веб-сервера без доменного имени в надежде, что никто его не найдет. Существуют инструменты для обхода данных мер, но риск атаки на беспроводной маршрутизатор или веб-сервер снижается.

Существует обратная концепция — «безопасность через открытость», которая подразумевает, что за программным обеспечением с открытым исходным кодом наблюдает больше глаз, а значит, эти глаза найдут уязвимости в безопасности и сообщат о них. На практике исследователи безопасности редко просматривают открытый код и сообщают об ошибках бесплатно. В проектах с открытым исходным кодом разработчики не всегда устраняют выявленные недостатки безопасности, а если уязвимости найдены, нашедший может решить продать их на черном рынке (преступникам, собственному либо иностранному правительству и т. д.), вместо того чтобы сообщить о них владельцу репозитория кода надежным способом.

Хотя сам по себе подход «безопасность через неясность» вряд ли является превосходным методом защиты, он, безусловно, полезен в качестве одного из уровней стратегии обеспечения безопасности — «защиты в глубину».

Уменьшение поверхности атаки

Атаке подвержен каждый элемент программного обеспечения: любая функция, вход, страница или кнопка. Чем меньше приложение, тем меньше поверхность атаки. Четыре страницы с 10 функциями представляют гораздо меньшую поверхность атаки, чем 20 страниц со 100 функциями. Каждый элемент приложения, который может быть подвержен действию злоумышленника, считается поверхностью атаки.

Для уменьшения поверхности атаки нужно удалить из приложения все, что не является необходимым. Например, не до конца реализованная функция, уже имеющая неактивную кнопку, будет идеальным местом для начала атаки злоумышленника, поскольку она еще не полностью протестирована или усилена. Перед публикацией в рабочей среде следует удалить этот код и дождаться готового варианта. Скрыть его недостаточно — необходимо уменьшить поверхность атаки, удалив эту часть кода.

СОВЕТ. Устаревшее программное обеспечение часто имеет очень большой объем неиспользуемой функциональности. Удаление ненужных функций — отличный способ уменьшить поверхность атаки.

Как вы помните, у Алисы и Боба есть медицинские имплантаты: устройство для измерения инсулина у Алисы и кардиостимулятор у Боба. Оба являются «смарт-устройствами», то есть к ним можно подключиться через смартфон. Устройство Алисы работает через Bluetooth, а кардиостимулятор Боба — через Wi-Fi. Одним из самых очевидных способов уменьшить поверхность атаки было бы не приобретать «смарт-версии» таких устройств. Однако в данном случае делать это уже поздно. Тем не менее Алиса могла бы отключить «видимость» Bluetooth у своего прибора для измерения инсулина, а Боб — скрыть SSID своего кардиостимулятора.

Жесткое кодирование

Жесткое кодирование означает программирование значений в коде вместо получения их естественным путем (от пользователя, из базы данных, API и т. д.). Например, если в разработанном вами приложении-калькуляторе пользователь вводит 4 + 4, нажимает Enter и на экране появляется 8, вы, скорее всего, решите, что калькулятор работает. Однако если пользователь вводит 5 + 5 и нажимает Enter, а на экране все равно отображается 8, это может говорить о возникновении ситуации жесткого кодирования.

Почему жесткое кодирование является потенциальной проблемой безопасности? Причина двоякая: вы не можете доверять выходным данным приложения, а значения, которые были жестко закодированы, часто имеют конфиденциальный характер (пароли, ключи от API, хеши и т. д.). Любой, кто зайдет в исходный код, будет иметь доступ к этим жестко закодированным значениям. Жесткое кодирование в исходном коде секретов, требующих постоянной сохранности, — далеко не безопасное решение.

Жесткое кодирование обычно считается симптомом плохой разработки программного обеспечения (есть и исключения). Если вы столкнулись с ним в одном месте приложения, следует проверить все приложение на его наличие, поскольку маловероятно, что найденный вами экземпляр — единственный.

«Никогда не доверяй, всегда проверяй»

Если вы вынесете из этой книги только один урок, то он должен быть следующим: никогда не доверяйте ничему за пределами вашего собственного приложения. Если приложение обращается к API, убедитесь, что это правильный API и что у него есть полномочия на то, что он пытается делать. Если приложение принимает данные из любого источника, выполняйте проверку данных (необходимо убедиться, что полученные данные правильные. Если же это не так, блокируйте их). Даже данные из вашей собственной базы могут содержать вредоносный ввод или другие средства заражения. Если пользователь пытается получить доступ к той части приложения, которая требует специального разрешения, перепроверяйте, есть ли у него разрешение на каждую используемую им страницу или функцию. Если пользователь прошел аутентификацию (доказал, что он тот, за кого себя выдает) и переходит между страницами, необходимо все время удостоверяться, что это тот же самый пользователь (это называется управлением сессиями). Нельзя полагать, что одной проверки достаточно. Нужно постоянно проверять и перепроверять.

ПРИМЕЧАНИЕ. Мы проверяем данные из нашей базы, поскольку они могут содержать хранимый межсайтовый скриптинг (Cross-Site Scripting, XSS) или другие значения, способные навредить программе. Хранимый XSS появляется в тех случаях, когда программа не выполняет надлежащую проверку вводных данных и случайно сохраняет XSS-атаку в своей базе. Когда пользователь в приложении выполняет действие, вызывающее вредоносный скрипт, начинается атака в браузере жертвы. Пользователь не в состоянии защититься от этой атаки, и, как правило, она считается критической опасностью, если обнаруживается во время тестирования безопасности.

Довольно часто разработчики забывают об этом уроке и полагаются на доверие из-за сложившихся условий. Например, к выпущенному вами интернет-приложению применяются чрезвычайно строгие меры безопасности. Внутри вашей сети (в обход брандмауэра) веб-приложение постоянно вызывает API (#1), который затем вызывает другой API (#2), изменяющий данные в соответствующей базе. Часто разработчики не утруждают себя аутентификацией (подтверждением личности) в первом API или проверкой API (#1) на наличие у приложения права на вызов той части API, к которой оно обращается. А если они и выполняют такую проверку, то часто применяют меры безопасности только для API #1, но не для API #2. В результате кто или что угодно в вашей сети может вызвать API #2, включая злоумышленников, которых там быть не должно, внутренние угрозы или даже случайных пользователей (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Пример вызова API приложением и при необходимости аутентификации

Вот несколько примеров.

• Веб-сайт заражен хранимым межсайтовым скриптингом, и злоумышленник использует его для хранения атаки в базе данных. Если веб-приложение проверяет данные, поступающие из базы данных, запуск сохраненной атаки будет безуспешным.

• Веб-сайт взимает плату за доступ к определенным данным, получаемым от API. Если пользователь знает, что API открыт для доступа в интернете, и не проверяет разрешение на его использование (аутентификация и авторизация), он может вызвать API напрямую и получить данные без оплаты (что было бы злонамеренным использованием сайта), то есть совершить кражу.

• Обычный пользователь приложения расстроен и многократно стучит по клавиатуре, случайно вводя гораздо больше данных, чем следовало. Если приложение правильно проверяет вводимые данные, оно отклонит их, так как количество символов превышает допустимый предел. Однако, если приложение не проверит эти данные, возможно, они перегрузят переменные или будут переданы в базу данных, следствием чего станет сбой. Без проверки соответствия получаемых данных ожиданиям (число в числовом поле, дата в поле даты, соответствующее количество вводимых символов и т. д.) приложение может перейти в неизвестное состояние со множеством ошибок безопасности. Приложение ни в коем случае не должно переходить в неизвестное состояние.

Удобство и безопасность

Если элементы обеспечения безопасности делают ваше приложение сложным в использовании, пользователи найдут способ обойти защиту или уйдут к конкуренту. В интернете можно найти бесчисленное количество примеров того, как пользователи творчески обходят неудобные защитные меры, применяемые приложением. Люди хорошо умеют решать проблемы, и безопасность не должна становиться одной из них.

Решение заключается в создании удобных средств защиты. Хотя очевидно, что без доступа в интернет все наши приложения стали бы безопаснее, такая защита от угроз в интернете была бы непродуктивной. Необходимо проявить творческий подход и найти самый простой способ, но при этом и самый безопасный.

Вот примеры удобства и безопасности.

• Позволить использовать отпечаток пальца, распознавание лица или графический ключ для разблокировки персонального устройства вместо длинного и замысловатого пароля.

• Вместо установки правил сложности (обязательное использование специальных символов, цифр, строчных и прописных букв и т. д.) научить пользователей создавать парольные фразы (предложение или фразу, которую легко запомнить и набрать). Парольная фраза увеличит энтропию, которая затруднит злоумышленникам взлом, но в то же время упростит обеспечение защиты пользователям.

• Научить пользователей применять менеджеры паролей, а не ожидать, что они создадут и запомнят 100+ уникальных паролей для всех своих учетных записей.

А вот примеры обхода мер безопасности пользователями.

• Вход в охраняемое здание вместе с другим человеком (человек, который идет вплотную за другим, входящим в здание, может не проводить картой, чтобы попасть внутрь).

• Отключение телефона перед тем, как пройти через сканер, обнаруживающий передающие устройства. Затем, оказавшись в безопасной зоне, где мобильные телефоны запрещены, человек снова включает его.

• Использование прокси-сервиса для посещения веб-сайтов, которые заблокированы рабочей сетью.

• Фотосъемка экрана с целью получения изображения, защищенного авторским правом, или конфиденциальных данных.

• Использование одного и того же пароля раз за разом, но с увеличением последней цифры для удобства запоминания. Если ваша компания заставляет пользователей сбрасывать пароль каждые 90 дней, велика вероятность того, что в вашей организации есть немало паролей, соответствующих формату ТекущееВремяГода_ТекущийГод.

Факторы аутентификации

Аутентификация — это предоставление компьютеру доказательства того, что вы — действительно настоящий, подлинный вы. «Фактор» аутентификации — метод доказательства компьютеру того, кто вы есть. В настоящее время существует только три фактора: что-то, что у вас есть, что-то, что является частью вас, и что-то, что вы знаете.

• То, что у вас есть, может быть телефоном, компьютером, ключом или рабочим бейджем. То, что должны иметь только вы.

• То, что является частью вас, может быть отпечатком пальца, радужной оболочкой глаза, походкой или ДНК. Ваша уникальная физическая особенность.

• То, что вы знаете, может быть паролем, парольной фразой, графическим ключом или комбинацией нескольких частей информации (часто называемых контрольными вопросами, например девичья фамилия матери, дата рождения и номер социального страхования). Идея фактора заключается в том, что эту информацию должны знать только вы.

Мы используем только один «фактор» аутентификации, когда входим в учетную запись в интернете посредством имени пользователя и пароля. Однако лучшим решением касательно безопасности является использование двух и более факторов. Взлом учетных записей или кража данных часто происходит из-за использования только одного фактора аутентификации. Использование более одного фактора обычно называют многофакторной аутентификацией (multi-factor authentication, MFA), двухфакторной аутентификацией (two-factor authentication, 2FA) или двухэтапным входом в систему. Мы будем использовать аббревиатуру MFA.

СОВЕТ. Контрольные вопросы уже устарели. Ответы на большинство из них легко найти в интернете, выполнив сбор данных из открытых источников (OSINT, Open source intelligence — Разведка на основе открытых источников). Не используйте в своем программном обеспечении контрольные вопросы в качестве фактора аутентификации: злоумышленники слишком легко их обходят.

Учетные записи пользователей, использующих второй фактор аутентификации, защищены от взлома, производимого посредством украденных учетных данных (имени пользователя и пароля). Злоумышленник не сможет войти в систему, не пройдя второй фактор. Если кто-то пытается взломать систему или учетную запись с MFA методом грубой силы (используя сценарий быстрого автоматического перебора всех возможных вариантов), то, даже получив пароль, он не сможет войти в систему. Использование второго фактора значительно затрудняет взлом учетных записей в интернете.

Вот примеры MFA.

• Многофакторный: ввод имени пользователя и пароля, а затем использование второго устройства или физического ключа для получения кода аутентификации. Имя пользователя и пароль — первый фактор (то, что вы знаете), а использование второго устройства — второй фактор (то, что вы имеете).

• Не многофакторный: имя пользователя и пароль. Это два примера одного и того же фактора: они оба являются чем-то, что вы знаете. Многофакторная аутентификация подразумевает использование нескольких различных типов факторов аутентификации.

• Не многофакторный: использование имени пользователя и пароля, а затем ответ на контрольный вопрос. Два элемента одного фактора: что-то известное вам.

• Многофакторный: имя пользователя, пароль и отпечаток большого пальца.

ПРИМЕЧАНИЕ. Многие специалисты в области информационной безопасности расходятся во мнении, является ли использование телефона для получения SMS (текстового сообщения) с пин-кодом «хорошей» реализацией MFA, поскольку известны недостатки протокола SMS и некоторых его реализаций. Я считаю, что лучше иметь «достаточно хороший второй фактор», чем только один. Однако по возможности просите пользователей применять в качестве второго фактора приложение для аутентификации, а не SMS-сообщения.

Упражнения

Цель данных упражнений — помочь понять концепции, изложенные в этой главе. Запишите ответы и посмотрите, какие вопросы вызвали затруднения: возможно, вам стоит перечитать главу. Такие упражнения будут в конце каждой главы. Незнакомый термин можно посмотреть в глоссарии в конце книги, что также позволяет облегчить понимание материала.

Если у вас есть коллега или профессиональный наставник, с которым вы можете обсудить ответы, это будет лучшим способом выяснить, правы вы или нет и почему. Некоторые из вопросов не являются логическими выражениями (не требуют ответов «истина/ложь»), а просто заставляют вас задуматься над проблемой.

1. Боб установил в настройках Wi-Fi на кардиостимуляторе запрет на передачу имени своего Wi-Fi. Как называется эта стратегия обеспечения безопасности?

2. Назовите пример значения, которое может быть жестко закодировано, и объясните почему. (Почему программист сделал бы это?)

Конец ознакомительного фрагмента.

Примечания

2

time.com/3404330/home-depot-hack.

3

www.infoworld.com/article/2626167/third-party-code-putting-companies-at-risk.html.

4

Пример атаки на цепь поставок: www.trendmicro.com/vinfo/hk-en/security/news/cybercrime-and-digital-threats/hacker-infects-node-js-package-to-steal-from-bitcoin-wallets.