APIを過信するとおかしな事になる例 – SAML認証成り済まし

今年の2月にSAMLライブラリの脆弱性が報告されていたことを覚えている人も居ると思います。

この脆弱性はXMLコメント(<!– –>)の取り扱いの違いによって、本来のユーザーではない攻撃者を認証してしまう事が問題であったとしています。

攻撃用の文字列サンプルは以下のような物です。

<NameID>user@example.com<!—->.evil.com</NameID>

攻撃が可能になる理由はXMLコメントの取り扱いの違いにあります。

  • あるライブラリは<!– –>までの文字列(user@example.com)までをNameIDとして取り扱う
  • 別のライブラリは<!– –>を取り除いた文字列(user@example.com.evil.com)をNameIDとして取り扱う

これにより攻撃者が別のユーザーに成り済ませてしまう問題が発生しました。1

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ドイツ人と入力バリデーションについて議論した話

メールアドレスから恐らくドイツ人だと思われる開発者とWebアプリ(サーバー側)の入力バリデーションについて議論した内容を簡単に紹介します。

どこかでした議論と同じでデジャブー感ですが、これから書くような感じの内容でした。議論相手のドイツ人の言葉がくだけた感じに書いていますが、「自分の考え方は完璧、私の考え方はとんでもない非常識」と思っていたらしく、お世辞にも丁寧な書き方のメールではありませんでした。この為、くだけた感じで書いています。

とんでもない勘違いをしているのに自信満々の人は手に負えない、と感じる人が多いと思います。私の場合、こういう人でもどういう論理とポイントで議論すれば良いのか?参考になるので楽しんで議論しています。

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入力バリデーションが甘いソースコードの検査は本当に大変

入力バリデーションが甘いアプリケーションのソースコードの検査は大変です。何が大変なのか、簡単に紹介します。

ついでに入力バリデーションが甘いアプリケーションの脆弱性診断はかなり簡単でであることも簡単に紹介します。

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出力対策の3つの役割 – フェイルセーフ頼みはNG

出力対策だけ行なえばOK!と考えてしまう原因は出力対策に3つの役割があることに気付かないからでは?と思ってこのエントリを書いています。

出力対策は”必須である場合”と”フェイルセーフ対策”である場合があります。

出力対策の基本はこちらです。

出力対策の3原則 + 1原則

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忘れられた入力処理と出力処理の責任

入力処理と出力処理はプログラムの基本処理です。当たり前の処理ですが、Webアプリケーションでは基本的な事が知られているようで知られてないと思います。

入力処理と出力処理の両方ともがデータに対する責任を持っています。データに対する責任といっても、その責任は異なります。このエントリはプログラムの基本機能、入力処理/ロジック処理/出力処理が持っている責任を紹介します。

脆弱性がないプログラムを作るには、コードからの視点、データからの視点、両方が必要です。ソフトウェアセキュリティの専門家は両方の視点からのセキュリティ対策を啓蒙しているのですが、上手く伝わっていないです。

このエントリはデータからの視点で見たデータセキュリティの話です。

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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。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。

JSONPは危険なので禁止

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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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?

プログラミングの「世界観」

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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Computer Programming Fundamentals and Principles – Input Validation


I had discussion on PHP dev mailing list. It appeared that not few developers misunderstand “What is Input Validations“. Therefore, I summarize computer programming fundamentals and basics to help understanding validations.

Without fundamentals and basics understanding, discussion is meaningless. “Input Validation” is one of the most important countermeasure for cyber attacks. The idea is strongly supported by notable computer scientists (e.g. CMU’s CERT) and security specialists, yet it is misunderstood by majority of developers. Therefore, almost all web applications are missed to have proper “Input Validation” currently.

I came across this discussion too often, so I summarize why, “Input Validation”, “Input Data Validation” or “Application Input Data Validation” especially, is fundamental and mandatory requirement for applications.

TL;DR;

“Application Input Data Validation” and “Business Logic Validation” are 2 different validations by fundamentals and principles. Except few exceptions, ALL web application input data can be validated by “Application Input Data Validation” without user interactions. This achieves more secure state and cleaner/manageable code structure. Thus, applications should implement “Application Input Data Validation” always.

Note: “Application Input Data Validation” is NOT a replacement of “Business Logic Validation”.

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IPAは基礎的誤りを明示し、正しい原則を開発者に啓蒙すべき

セキュアコーディングの第1原則は「入力をバリデーションする」です。セキュアコーディングの第1原則はソフトウェアセキュリティの一丁目一番地と言えるセキュリティ対策です。

入力バリデーションを第一のセキュリティ対策としているガイドライン:

セキュアプログラミング/セキュアコーディングを要求するセキュリティ認証:

  • ISMS – 国際情報セキュリティ標準 ISO 27000 の認証規格
  • PCI DSS – クレジットカード情報を取り扱う場合の認証規格

90年代初めからコンピューターサイエンティストのセキュリティ専門家は「入力バリデーション」が重要であるとしてきました。「入力バリデーション」は論理的にセキュアな構造のソフトウェアを作る為に欠かせない必須の要素だからです。防御的プログラミングから数えると四半世紀を越える月日が経っています。

しかし、残念ながらセキュアコーディングの第1原則の「入力バリデーション」は普及しているとは全く言えません。この状況には理由があります。

この状況に責任があるIPAは、IPAのセキュアプログラミング講座 1に基礎的な誤りがあったことを明示し、開発者に与えた誤解が正されるよう、最大限の努力をすべきでしょう。

IPAのあり得ないような基礎的誤りがどのような物だったか、ご覧ください。

追記: IPAは問題のページを更新/削除したようです。

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ベストプラクティスもどきのアンチプラクティス TOP 10

ここ十数年で見聞きした、脆弱なアプリを作ってきたベストプラクティスもどきのアンチプラクティス、をリストアップしてみます。

限定された条件ではベストプラクティスと言える物でも、一般化するとアンチプラクティスになる物は多いです。

コード検査をしていると良く分るのですが、アンチプラクティスは強力な破壊力を持っています。ここに書いているアンチプラクティスを無くすだけでも、致命的な問題/脆弱なコードを多数無くすことができるでしょう。

特徴として原理や原則、適切な構造に合致しない物がアンチプラクティスになっています。

  • 原理:コンピュータープログラムは妥当な入力でしか、正しく動作しない
  • 原則:Fail Fast原則、失敗するモノはできる限り早く失敗させる、が守られていない
  • 構造:セキュリティ対策では境界防御、それも最外周の防御、が欠かせないがアプリケーション境界の防御が不十分・不適切

TOP 10と題しましたが、アンチプラクティスの順序と重要性(悪影響)にはあまり関連性はありません。

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ソフトウェアはセキュリティの原理・原則から間違っている「入り口ノーガード設計」のままで良いのか?

現在のWebアプリケーションのほとんどは「入り口対策」がない「入り口ノーガード設計」です。

※ アプリケーションの入力処理、つまりMVCアーキテクチャーならコントローラーレベルで「入り口対策」がない設計が「入り口ノーガード設計」です。

このような設計になっているので、本来は自然数だけのハズのHTTPヘッダーのContent-Length(やContent-Type/Content-Disposition)にプログラムが書けてしまったStruts2 Webアプリにより国内ではクレジットカード情報が何十万件も盗まれる、米国では1億4千万件以上の信用情報が漏洩する、といった事件が発生しています。

幸い、「入り口対策」がない「入り口ノーガード設計」でもこういった大規模インシデントになるような脆弱性の攻撃は多くありません。しかし、話題にならないだけで多数のインシデントが世界中で発生していると考えられます。

先の事例はStruts2/フレームワークのセキュリティ問題、と捉えられていることが多いと思います。しかし、これは本質的にセキュリティ原則を無視した「入り口ノーガード設計」の問題です。

コード検査していると「入り口対策」をしていて、本当に良かったですね!というケースに出会うことが少なくありません。

2018年5月からEUでGDPRが施行されます。GDPR違反となると2000万ユーロまたは全世界売上の4%のどちらか高い方が罰金(組織によっては1000万ユーロまたは全世界売上の2%)となります。GDPRには様々な要件が要求されていますが、国際情報セキュリティ標準であるISO 27000で”普及している”とされた”セキュアプログラミング技術”の原則さえ採用しないシステムで個人情報漏洩が起きた場合の被害は、簡単に会社を潰すレベルの損害になる可能性があります。

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出力対策”のみ”のセキュリティはアンチプラクティス

「しっかり出力対策”だけ”するのがセキュリティ対策のベストプラクティス」とする考え方1があります。しかし、これはベストプラクティスどころかアンチプラクティスです。

アンチプラクティスをベストプラクティスと勘違いしている限り、満足のいくセキュリティ対策(=リスク管理)は不可能です。セキュリティ対策は総合的なリスク対策です。「これ”だけ”やれば良い」とするセキュリティ対策は大抵アンチプラクティス2です。

※ 今まで出力対策”だけ”がセキュリティ対策だと勘違いしていた方には確証バイアスが働きやすいようです。論理的/構造的にどうすればリスクを効果的に削減できるのか?を考えると理解るはずです。

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第一のソフトウェアセキュリティ原則さえ普及しない最大の理由とは?

追記:書き直しました。新しい方をご覧ください。

セキュアコーディングの原則1は「入力バリデーション」です。セキュアコーディングの原則1はソフトウェアセキュリティの一丁目一番地と言えるセキュリティ対策です。

入力バリデーションを第一のセキュリティ対策としているガイドライン:

90年代初めからコンピューターサイエンティストのセキュリティ専門家は「入力バリデーション」を重要であるとしてきました。「入力バリデーション」は論理的にセキュアな構造のソフトウェアを作る為に欠かせない必須の要素だからです。防御的プログラミングから数えると四半世紀を越える月日が経っています。

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ホワイトリスト派とブラックリスト派 〜 セキュアコーディングが行われない理由

セキュアコーディングの原則1は「信頼できない入力を全てバリデーションする」です。この原則は国際情報セキュリティ標準でも当たり前の要求事項となっています。しかし、残念ながら「信頼できない入力を全てバリデーションする」が正しく実装されているアプリケーションはほとんどありません。

独自の定義や自分勝手なセキュアコーディング解釈をしているケースが散見されます。ここでいう「セキュアコーディング」とはCERTのセキュアコーディング、ISO 27000が要求しているセキュアプログラミングを指します。

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ソフトウェアセキュリティのアンチパターン

アンチパターンを知ることにより失敗を防ぐ。これはデータベース設計やソフトウェア設計で多く利用されている手法です。今回はソフトウェアセキュリティのアンチパターンを紹介します。

このエントリは不定期にメンテナンスするつもりです。

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ゼロトラストをより細かく分解する

セキュリティを維持する為にはゼロトラスト、何も信頼しない所から始めて信頼できることを検証する、作業が必要です。ゼロトラストは信頼できるモノと信頼できないモノに分ける作業ですが、より細かく考える必要があります。

※ より細かく考える、とはいっても「細かい事だけ」では合成の誤謬にハマります。全体と詳細、両方をバランスよく「ゼロトラスト」することが大切です。

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知っておくべきITセキュリティ概念Top 10 〜ショート版〜

ITシステム開発者必修のセキュリティ概念 Top 10です。ここで紹介する概念はセキュリティ設計やセキュアコーディングを行う上で欠かせないモノばかりです。順序はその基礎知識性、重要性、分かり易さで付けています。

では開発者必修のセキュリティ概念 Top 10です。

※ 長くなったので短い版を作りました。ロング版はこちら

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セキュアコーディング/セキュアプログラミングが流行らない理由

ISO 27000(ISMS)をはじめ、セキュアコーディング/セキュアプログラミングを行いなさい、と推奨するセキュリティガイドラインが多くあります。2014年改訂のISO 27000に至っては、セキュアプログラミングが広く普及したのでセキュアプログラミングを行うとする記述に簡素化しています。1

しかし、広く使われているフレームワークでさえセキュアコーディング/セキュアプログラミングをサポートする機能が無かったり/不十分でだったり、現状は到底普及している、とは言えないです。辛うじて普及しているかも?と言えるのはセキュアコーディング/セキュアプログラミングでは枝葉末節にあたるコーディング技術(ああすべき/こうすべき)くらいではないでしょうか?

なぜセキュアコーディング/セキュアプログラミングが普及していないのか?考えられる理由を挙げます。

セキュアコーディング/セキュアプログラミングとは?という方は以下を参考にしてください。

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5分で解るセキュアコーディング

セキュアコーディングで最も重要な部分を理解するのは簡単です。スライドを作ったので公開します。

出力対策だけのセキュリティ対策は”誤り”です。

「出力対策だけのセキュリティ設計」が誤りである理由

確証バイアスのせいか、”セキュリティ専門家”を含め、この基本原理が理解できないケースが多いです。