应用程序安全漏洞已成软件应用大威胁

  天下没有完美的事物,软件会有bug,就跟一般人会说错话、写错字一样,在所难免。然而,随着当前行动应用与大数据技术蓬勃发展,我们对于应用程序与云端服务的依赖程度日渐提升,对于系统的可靠度与软件质量的要求也连带水涨船高。

  不论是硬件或硬件的因素,系统只要出一次包,就可能影响成千上万使用者。不过,若是一般的硬设备故障或网络服务停摆,我们尚且能搭配各种高可用性与备援机制,将受影响的程度降至最低,但其中执行的程序一旦有功能性的失误,甚至有安全漏洞,想要修正就没那么简单,因为可能要先找到问题所在的程序原始码、提出解决方法、重新发布调整过的程序或安装修补程序,甚至有时必须要先让应用系统脱机,才能套用修正的方式,若是牵涉到服务器端与客户端程序或设定的重新部署,来来回回之间,往往又要耗费许多时间和人力进行。

  对于软件质量的判断,通常我们分为功能性与安全性等两大层面,一般应用程序或系统上线之前,多多少少都会检核程序是否符合这两种性质的需求,但比较偏重功能性的验证,因为要判断程序执行时是否能满足需求,相对容易,至于安全性的部份,若开发时没有考虑到功能遭到滥用的可能性,而刻意限缩特定程序执行的条件,之后若被人发现有这样的漏洞,可能会让人乘虚而入。

  软件重大安全漏洞越演越烈

  对许多it人员来说,持续关注系统资安弱点信息、定期执行漏洞修补,已经成为例行公事之一。从2001到2003年之间,开始有许多恶意软件利用windows、ie、outlook express、outlook的安全性弱点发动攻击,肆虐全球个人计算机与服务器,像是code red、nimda、blaster、sasser等蠕虫,也是在那段时期,微软强化了windows xp更新机制与系统防护,并决定在每月第二周的周二定期发布系统更新。

  除了微软,在个人计算机使用率相当高的数字内容格式adobe pdf和flash在2009年之后,也因为漏洞而频频遭到攻击,到了2012年、2013年,java成为新的苦主,2013年1月,美国国土安全部计算机紧急应变小组甚至呼吁使用者,在甲骨文公司推出稳定java版本前,应继续停用浏览器上的java功能,然而在2月时,几家知名的网站和it公司也都纷纷中招,包括推特(twitter)、脸书(facebook)、苹果和微软都宣布内部计算机因此遭骇的状况。

  到了今年4月,提供ssl/tls加密传输功能的开放源码套件openssl,发布heartbleed臭虫的重大安全通告,这套应用上相当普及的函式库,在tls/dtls 传输安全层的heartbeat(心跳)扩充功能之中,有程序臭虫,若该漏洞遭黑客利用来发动攻击,会造成内存存放数据外泄,有可能从服务器端外泄到客户端,或者由客户端外泄到服务器端。

  受到该漏洞影响的openssl版本,包含1.0.1到1.0.1f,以及1.0.2-beta,而目前有许多linux和freebsd操作系统都内建openssl,这些版本的openssl已整合其中,因此debian、ubuntu、centos、fedora、openbsd、freebsd及netbsd当中一些版本,也都遭到波及。此外,因为许多系统与软硬件产品也采用openssl,或是内建整合openssl的软件平台,例如开源的网站服务器平台apache和nginx,所以牵涉到的范围更广泛。

  例如,就连google、amazon的网站服务,以及cisco、juniper的网络设备都深陷安全漏洞的风暴,还有vmware的虚拟化平台与管理软件、mysql、mariadb和postgresql等数据库系统,以及symantec、mcafee、kaspersky、f-secure、sophos旗下一些资安软件的特定版本,也受到影响。

  由上面的例子来看,应用程序的安全漏洞所引发的效应越来越大,而且日益复杂,要在短时间内修复,都需要时间,所牵涉到的软件性质也日益多元化──从一开始针对个人端计算机的微软windows操作系统、ie浏览器与office应用程序,以及pdf、flash及java,现在许多网站服务器、云端服务运作时所仰赖的重要组件,也被踢爆有软件安全漏洞的问题,除了事后要有完善的机制,尽速亡羊补牢,更重要的是记取教训,做到事前预防,才能够降低漏洞出现的机率,连带地,后续黑客如果想要用漏洞来发动攻击,也会越来越困难。但若要达到这样的目标,从软件还没有释出、正式上线之前的开发过程中,就要采取对应的作法,目前像是微软、adobe、cisco等公司,都已经发展或导入了所谓的软件安全开发生命周期(security development lifecycle,sdlc),由于安全性也是软件质量的一部分,因此,通常都会透过测试的方式,在软件正式发布前,执行相关的功能与安全性检验。

  行动装置成为市场宠儿,也成为恶意软件横行的新战场

  除了个人计算机和服务器端会有应用程序安全漏洞,行动装置的操作系统平台和app也都是由开发人员所写出来的软件,同样不可能做到100%无漏洞,而两个主要平台android和ios,当然也是有心人士锁定的目标。

  以市占比例最大的android装置数量来说,市调分析机构gartner和idc均预测今年底将突破10亿个,因为太过普及,所以,在这个平台所发展的恶意、高风险或扰人app也是最多。根据趋势科技全球技术支持与研发中心所发布的《2013年trendlabs信息安全总评》来看,2013年底已累积140万个,单就2013这一年就出现了1百万个新的app威胁,2014年底预估将突破300万个,不过在趋势科技最新公布的《2014年第一季trendlabs信息安全总评》当中,他们发现相关的app威胁现在就已经突破2百万个。

  除了app威胁,过去我们所熟悉的网络钓鱼网站、垃圾邮件诈骗威胁,行动装置同样会面临,值得注意的是,针对行动装置平台的漏洞攻击也开始增多,例如去年android平台爆出masterkey漏洞(cve-2013-4787),已经安装的正常app可能在不知情的状况下被偷换成恶意软件;另一个攻击是叫做backdoor.androidos.obad的恶意软件,运用类似后门程序与rootkits的手法,透过操作系统漏洞──root与装置管理者的权限,取得整台android装置的权限;而苹果的行动装置平台ios6也传出安全漏洞,若iphone或ipad接上黑客所改造、特制的充电座,这个弱点将会授与对方完整存取这个设备的权限。

  有些漏洞则可以影响任何行动装置操作系统平台,因为问题出在跟所连接的周边装置有关,例如行动装置搭配的sim卡,当中所采用的旧型加密系统有程序臭虫,黑客只需传送sms简讯到这台装置,即可触发装置错误,进而释出56位长度的安全密钥,而这把密钥可以触发下载恶意的java applet,以便散播简讯和位置监控等恶意行为。

  到了今年3月,趋势科技发现了一个针对android 4.0以上版本的系统漏洞,它要是遭到有心人士滥用,可能会造成系统不断重新启动的状态,如此等于让行动装置应提供的各种功能处于失效状态,无法操作、通话。同月,又出现了另一个自定权限漏洞,它让app能够读取其他app所保护的数据,而这可能会导致机密外泄。

  ios和mac os x今年初也出现安全漏洞cve-2014-1266,这是跟ssl/tls加密联机有关的弱点,攻击者可能撷取或修改联机过程中所传输的数据,问题在于传输时并未验证联机的真实性。若未修补这项漏洞,苹果的行动装置在连上因特网时,有可能因此受到监听及联机挟持。

  该漏洞影响的操作系统版本算是不少,包括ios 6到6.1.4、ios 7到7.0.5、mac os x 10.9和10.9.1,以及apple tv 6.0和6.0.1。后来,苹果为此陆续发出ios 7.0.6、mac os x 10.9.2和apple tv6.0.2的安全更新檔。

  程序代码少了括号,系统安全性竟然就破功?

  从上述来看,应用程序的安全漏洞太多了,从个人计算机、服务器,现在连云端服务、行动装置也都遭殃,简直是野火烧不尽,春风吹又生,然而真的每一个问题都无法事先预防吗?不能在软件开发的过程中,就及早发现问题并解决掉吗?

  其实这是可以做到的,有的程序臭虫之所以产生,甚至只是因为一些小疏忽所造成,前面提到的ios和mac os x漏洞cve-2014-1266,就是典型的例子,一些专家追本溯源后发现,原本的程序代码只是少了一个括号,若加上去,程序运作就安全了。

  这个操作系统的安全性弱点很特别,很多人都叫它「goto fail」漏洞,因为,关键在这两种操作系统数据安全组件securetransport安全传输功能的sslkeyexchange.c程序代码当中,一支sslverifysignedserverkeyexchange函式写错了,里面有两行的goto fail叙述紧接着执行,第一个goto fail是正确的,它对应到if叙述,但第二个goto fail就不是条件式,不论前面的if条件式是否成立,程序代码总是会执行到第二个goto fail,也就是回传err,而且也不会执行sslrawverify函式。

  接下来会发生什么事?google资深软件工程师adam langley在他的部落格《imperialviolet》上,透过〈apple's ssl/tls bug〉这篇文章,提出了进一步解释。他认为,这里的err将会包含1个值,因为sha1更新作业会顺利完成,所以,验证签署的作业永远不会失败。

  此外,这个验证签署的作业会检查serverkey exchange传输讯息的签名,这会用在dhe和ecdhe的ciphersuites加密演算集,让联机能与临时密钥(ephemeral key)沟通,服务器可以藉由自身凭证的暂时密钥和签署,让客户端知道联机是从这边而来的。然而,如果临时密钥和凭证炼(certificate chain)之间的连结断了,一切的验证和信任关系将会面临崩坏。因为,在这样的环境下,服务器端有可能送出一个正确的凭证炼给客户端,却是以错误的私钥来签署交握,或者根本就不用签署就可验证联机,服务器无法证明它的凭证里面拥有与公钥匹配的私钥。

  基本上,这个安全漏洞会影响任何使用securetransport的系统,但不包括chrome和firefox,因为它们都使用nss for ssl/tls,然而,这意义不大,因为更底层的操作系统软件更新机制仍然是用securetransport来进行。同时,这个程序臭虫,也会影响任何使用dhe或ecdhe的cipher suites加密算法的站台。

  该漏洞倒是不会影响tls 1.2,因为在当中负责验证serverkeyexchange讯息的函式是不同的,然而,为了让客户端能接受该讯息,攻击者还是可以自行挑选任何的tls版本。一旦客户端只启用tls 1.2,就会解决这个问题,同样地,如果客户端只选择完全以简单的rsa演算集,也就等于没有进行serverkeyexchange的作业,此时,也可以解决该漏洞。

  这类的臭虫一旦出现,要如何侦测出来呢?adam langley说,若在苹果的软件开发工具平台xcode编译这段程序代码时,可以加上-wall的参数来启用所有警示,可以隐约看见出问题的程序代码段落(即便不是使用2013年发布的gcc 4.8.2或clang 3.3)。因此,他认为若有更明显的警示,将有助于及时发现这个问题,但这么一来,对于整体程序代码也会产生误报率太高的状况。

  相较于每隔一阵子就扑天盖地而来的各种应用程序安全漏洞信息,苹果爆出这个严重危害ssl安全传输功能的操作系统漏洞,虽然只是沧海一粟,乍看之下,它似乎是个离谱的微小错误,却能让网络传输不再安全,同时,这个纰漏可能有许多开发人员就算用人工方式逐行检查,未必能一眼识出,而且,就算透过整合式开发工具,或是程序代码安全检测工具,也不一定能侦测出来。

  此外,也幸好有苹果愿意开放部分版本的系统程序代码,还有发掘出该问题的资安专家,外界才有机会更全面地了解这样的问题何以发生,并进行充分的讨论,从而学到教训,不再重蹈覆辙。虽然类似这样的漏洞、甚至更难以发现的漏洞,未来可能还是会出现,但认真研究过这种问题的开发人员,想必将更有机会消弭掉这类漏洞。

  除此之外,我们也必须意识到应用程序漏洞遭到滥用的方式,也在转变。

  例如,让许多网站管理者都相当头痛的目标式攻击,黑客通常会设法寻找、利用网站的漏洞,以便取得系统控制权,并在站内植入恶意软件,以便感染浏览网站的用户计算机。

  而根据赛门铁克4月发布的最近一期全球网络安全威胁研究报告(internet security threat report,istr),就2013这一整年而言,最常被有心人士利用的网站弱点是ssl与tls网络安全传输协议的会谈重建程序漏洞(ssl and tls protocol renogotiation),这几年以来,有不少攻击事件都跟这有关,例如diginotar的数字证书外泄、beast攻击(browser exploit against ssl/tls attack)、ssl会谈重建程序攻击(ssl renegotiation attack)、crime攻击,以及lucky 13攻击。

  这跟今年爆出的ios、mac os x的ssl漏洞,以及openssl的heartbleed漏洞陆续被揭露,似乎都有一些关联性,这样的发展趋势,软件开发人员和资安人员需多加留意。

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