ビルドを繰り返して時間があったので、ついついとても長いデータの話を書いてしまいました。今さら聞けない「コード（機能）」と「データ」の話として、もっと単純化してみます。
当然の話なのですが、現実には当たり前ではなかったりします。
「データ」のセキュリティを考慮しないセキュリティ対策はあり得ないのですが、多くのプログラムは「コード（機能）」のセキュリティに偏重した構造と対策になっています。
安全なプログラムの作成には「コード（機能）」と「データ」のセキュリティを分けて考える必要があります。
カテゴリー: PHP Security
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今さら聞けない「コード」と「データ」の話
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命令と引数を分離すれば安全、と考えてしまう”とんでもない誤解”はどこから生まれるのか？
SQL文やコマンド実行には命令と引数を分離するAPIがあります。便利なAPIなのですが、安全性について根本的な勘違いが多いです。
- プリペアードクエリ系のAPIさえ使っていれば安全
- execv系のAPIさえ使っていれば安全
これらは大きな勘違いです。
- データ処理の安全性は”出力先”の処理に依存する
SQLのデータもコマンド実行のデータも、そのデータ出力の安全性は出力先（コンテクスト）でどのように処理されるかに依存します。
SQLインジェクションもコマンドインジェクションも１つでも間違いがあると大問題となる脆弱性ですが、大きな勘違いはかなり広く浸透しています。どこからこんな”とんでもない誤解”が生まれて、広まるのでしょうか？
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コード”だけ”に着目すると脆弱性が量産される
コード”だけ”に着目すると脆弱性が量産されます。それはコードだけでは片手落ちであることが理由です。
- コンピュータープログラムは「コード」と「データ」によって動作する
言い換えると
- コンピュータープログラムは「機能」と「データ」によって動作する
プログラムの目的は「特定の機能」をコードによって実装することが目的ですが、動作する為には「データ」が欠かせません。
「データ」にも着目するとソフトウェアセキュリティは向上します。今実装されているソフトウェアセキュリティ対策は「コード（機能）」に偏重しているために脆弱になっています。
例えば、JSONPが危険な理由は「本来データであるJSONをプログラムとして実行している」ことにあります。
https://blog.ohgaki.net/stop-using-jsonp
X-Content-Type-Options: nosniff を指定するのは「本来データであるJSONをJavaScriptとして実行させない」ようにすることを目的です。X-Content-Type-Options: nosniff の導入は「データ」に着目したセキュリティ対策と言えます。「データ」として完全に分離し、「コード」として実行できないようにします。
開発者の多くはソフトウェアセキュリティを考える際、「どのようなコードで攻撃を防止するのか？」を考えていると思います。これだけでは何時まで経っても信頼性が高い（＝セキュアなソフトウェア）物は”原理的”に作れないです。
※ 「コードだけに着目するセキュリティ対策」とは「攻撃が発生する箇所（コード）だけに着目するセキュリティ対策」を指しています。
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コマンド実行時、コマンドと引数を分離すれば完璧？
プログラムを作っているとOSコマンドを実行したくなる時があります。OSコマンドの実行に問題があり、不正なコマンドをインジェクションされると大変な事になります。
どのようなセキュリティガイドラインでも「OSコマンドの実行に注意する」と大抵書かれています。
多くの場合、「コマンド実行時、コマンドと引数を分離すれば安全に実行できるAPIを利用すれば安全に実行できる」としています。
この記述は間違ってはいないです。しかし、正しくは
- コマンド実行時、コマンドと引数を分離すれば”比較的”安全に実行できる”場合が多い”
です。
コマンドと引数を分離するAPI利用だけでは完璧とは言えないセキュリティ対策です。
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JSONPは危険なので禁止
CORS問題でAJAXリクエストが失敗する場合の対策として、CORSを設定を紹介しているところまでは良いのですが、他のオプションとしてJSONPを挙げているページを見つけました。記事作成が2018年4月になっていたのでつい最近のことです。あまり知られていないようです。
誤解の無いよう正確に書いておきます。誰かに見られて困るデータが含まれる場合、JSONPは禁止です。
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PHPの危い関数リスト
一応、PHPの危い関数リスト、は存在します。例えば、以下のような物があります。
後者は主にホスティング環境（？）でリスクがある関数の一覧を作るプログラムのようです。
ファイルを操作する関数、コマンドやスクリプトを実行する関数などのリスクは自明だと思います。少し趣向を変え、間違えて使うと危い関数の一覧を独断と偏見で作ってみました。
【重要】こういった「危険な物」を定義するのはブラックリストです。ブラックリストは仕組的に危険です。ブラックリストに頼るのは脆弱性を作るような物です。ブラックリスト”だけ”で安心しないでください。最後にどうすれば良いのか？を書きます。
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構造化設計とセキュアコーディング設計の世界観は二者択一なのか？
https://blog.ohgaki.net/programming-view-of-the-world
で構造化プログラミング／オブジェクト指向プログラミングの世界観（パラダイム）では、抽象化を行い問題を関数やオブジェクトの中に閉じ込める。つまり、プログラムの内部奥深くに”問題”を閉じ込めようとする。
セキュアコーディングの世界観では、”正しくないデータはどう処理しても正しく処理不可能である”プログラム原理と”失敗する物はできる限り早く失敗させる”Fail Fast原則に従い、できる限り問題となる”データ”を早い段階で廃除する、つまり問題を中に入れずに入り口で対策する、と紹介しました。1
一見すると相反するように見えますが、これら２つの世界観を持つ概念は二者択一ではありません。
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PHPでCSRF対策を自動的に行う方法
PHPでWebページにCSRF対策を追加するのは簡単です。全てのページにCSRF対策を追加する場合、ファイルを１つインクルードする以外、ほとんど何も行う必要がありません。
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JavaScriptでインジェクションリスクがある関数／機能など
Webブラウザに対するJavaScriptコードのインジェクションは
- サーバー側のコードが原因（サーバー側のPHP、Ruby、Python、JavaScriptが原因）
- クライアント側のコードが原因（クライアント側のJavaScriptが原因）
- サーバーとクライアント（上記の両方）
で起きる可能性があります。ここでは主にクライアント側が関係するケースで注意しなければならない箇所を紹介します。
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プログラミングの「世界観」
rustcを通らないコードは間違っているに以下のような記述があります。
「そのコードがRust wayではない」という点で「間違っている」。microなスタイルからmacroな設計まで、ありとあらゆる点でRust的なコードであることを暗黙的ではあるが極めて強く要求する。それがRustというプログラミング言語だ。
Rustはコンパイル時点で可能な限りの正しく実行できないコードが生成されないような言語になっていることは比較的良く知られていると思います。このブログはこの違いを「世界観」が異なるという視点でまとめています。
Rustの場合、マルチスレッドプログラミングでデータ競合が起きないような書き方をしなければならない制約があり、従来のプログラミング言語とは異なる考え方（＝世界観）が要求されている。自分のコードは正しくても「Rustの世界観では間違っている」としています。
「世界観」の違いで言語やプログラミング方式を捉える考え方は面白いと思います。
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覚えるパスワードの作り方
覚えなくて構わないパスワード（ブラウザなどのパスワードマネージャーに記憶させる最強のパスワード）の作り方は、
https://blog.ohgaki.net/random_password_strings
で紹介しました。最強のパスワードを自分で作るのが面倒な方はこのページのランダム文字列から90文字くらいをコピー＆ペーストして使ってください。
今回は覚えられる最強のパスワードの作り方です。
備考：あるニュース記事で”ブラウザのパスワード機能は使わない”とする記事がありました。その理由は、離席した場合などにパスワードが表示できる物もあるから、でした。しかし、PCをログインしたままロックもせずに離席すると、ログイン済みならアクセス仕放題、サードパーティー製のパスワードマネージャーを使っていても利用するサービスにはログイン仕放題、です。デバイスの物理セキュリティは何をしていてもある程度は使い方で保証しなければセキュリティは維持できません。
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”形式的検証”と”組み合わせ爆発”から学ぶ入力バリデーション
形式的検証とは
形式的検証（けいしきてきけんしょう）とは、ハードウェアおよびソフトウェアのシステムにおいて形式手法や数学を利用し、何らかの形式仕様記述やプロパティに照らしてシステムが正しいことを証明したり、逆に正しくないことを証明することである
英語ではFormal Verificationとされ
formal verification is the act of proving or disproving the correctness of intended algorithms underlying a system with respect to a certain formal specification or property, using formal methods of mathematics.
と説明されています。形式手法として紹介されることも多いです。
参考： 形式検証入門 （PDF）
形式的検証は、記述として検証する方法から数学的にプログラムが正しく実行されることを検証する仕組みまで含みます。数学的な形式的検証では、可能な限り、全ての状態を検証できるようにしてプログラムが正しく実行できることの証明を試みます。
参考：ソフトウエアは硬い （日経XTECHの記事）
契約プログラミング（契約による設計 – Design by Contract, DbC）も形式的検証の１つの方法です。
形式検証の仕組みを知ると、厳格な入力バリデーションが無いと”組み合わせ爆発”により、誤作動（≒ セキュリティ問題）の確率も爆発的に増えることが解ります。
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X-Content-Type-Options: nosniff はIE以外にも必要
往年のWeb開発者であれば X-Content-Type-Options: nosniff はIE専用のオプションHTTPヘッダーだと理解している方が多いと思います。
この理解は正しかったのですが、現在は正しくありません。nosniffはChromeやFirefoxの動作にも影響与えます。このため、IEをサポートしないサイトであっても X-Content-Type-Options: nosniff は必要なHTTPヘッダーです。
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覚えないパスワードは生成する物 〜 余計な文字数制限などは有害 〜
Webサイトにはパスワードの登録に余計な制限をかけているサイトが少なからずあります。特に最悪なのはたった20文字程度のパスワードしか許可しないサイトです。
Webサイトのパスワードは基本的には覚える必要がありません。安全性を第一に考えると十分過ぎるくらいの長さのランダムパスワードを設定する／設定できるようにすると良いです。
TL;DR;
パスワード用のランダム文字列が必要でアクセスした方は以下のURLを参照してください。生成されたランダム文字列の一部、90文字くらい、をパスワードとして使うと安全です。
パスワード用のランダム文字列生成ページ （ランダム文字列を表示します）
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hash_hkdf()でわざわざバイナリキー／バイナリSaltを使うことに意味はない
PHP 7.1で追加された hash_hkdf() は出鱈目なシグニチャを持っています。バイナリキーを使うことを想定して、わざわざ既存のハッシュ関数とは異なり、バイナリハッシュ値だけを返せるようになっています。
暗号化がプログラム内で完結する、といった極一部の例外を除きhash_hkdf()でわざわざバイナリキーを使う意味はありません。
CSRFキーを守る、URLを守る、APIキーを守る、といったWebアプリケーションで最も頻繁に使われる鍵導出ではバイナリキー／バイナリSaltは、遅いのでむしろ有害と言えます。わざわざバイナリを使う必要はありません。
参考： HMACハッシュの使い方のまとめ – HAMCですが、HKDFはHMAC based Key Derivation Functionです。多くがHKDFで置き換えられます。HKDFが使える場合、hash_hkdf()を使った方が速くなるでしょう。これはPHPの関数呼び出しのオーバーヘッドが比較的大きいことに起因します。