應(yīng)用程序安全漏洞已成軟件應(yīng)用大威脅

天下沒有完美的事物，軟件會有bug，就跟一般人會說錯話、寫錯字一樣，在所難免。然而，隨著當(dāng)前行動應(yīng)用與大數(shù)據(jù)技術(shù)蓬勃發(fā)展，我們對于應(yīng)用程序與云端服務(wù)的依賴程度日漸提升，對于系統(tǒng)的可靠度與軟件質(zhì)量的要求也連帶水漲船高。

不論是硬件或硬件的因素，系統(tǒng)只要出一次包，就可能影響成千上萬使用者。不過，若是一般的硬設(shè)備故障或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)停擺，我們尚且能搭配各種高可用性與備援機(jī)制，將受影響的程度降至最低，但其中執(zhí)行的程序一旦有功能性的失誤，甚至有安全漏洞，想要修正就沒那么簡單，因?yàn)榭赡芤日业絾栴}所在的程序原始碼、提出解決方法、重新發(fā)布調(diào)整過的程序或安裝修補(bǔ)程序，甚至有時必須要先讓應(yīng)用系統(tǒng)脫機(jī)，才能套用修正的方式，若是牽涉到服務(wù)器端與客戶端程序或設(shè)定的重新部署，來來回回之間，往往又要耗費(fèi)許多時間和人力進(jìn)行。

對于軟件質(zhì)量的判斷，通常我們分為功能性與安全性等兩大層面，一般應(yīng)用程序或系統(tǒng)上線之前，多多少少都會檢核程序是否符合這兩種性質(zhì)的需求，但比較偏重功能性的驗(yàn)證，因?yàn)橐袛喑绦驁?zhí)行時是否能滿足需求，相對容易，至于安全性的部份，若開發(fā)時沒有考慮到功能遭到濫用的可能性，而刻意限縮特定程序執(zhí)行的條件，之后若被人發(fā)現(xiàn)有這樣的漏洞，可能會讓人乘虛而入。

軟件重大安全漏洞越演越烈

對許多it人員來說，持續(xù)關(guān)注系統(tǒng)資安弱點(diǎn)信息、定期執(zhí)行漏洞修補(bǔ)，已經(jīng)成為例行公事之一。從2001到2003年之間，開始有許多惡意軟件利用windows、ie、outlook express、outlook的安全性弱點(diǎn)發(fā)動攻擊，肆虐全球個人計(jì)算機(jī)與服務(wù)器，像是code red、nimda、blaster、sasser等蠕蟲，也是在那段時期，微軟強(qiáng)化了windows xp更新機(jī)制與系統(tǒng)防護(hù)，并決定在每月第二周的周二定期發(fā)布系統(tǒng)更新。

除了微軟，在個人計(jì)算機(jī)使用率相當(dāng)高的數(shù)字內(nèi)容格式adobe pdf和flash在2009年之后，也因?yàn)槁┒炊l頻遭到攻擊，到了2012年、2013年，java成為新的苦主，2013年1月，美國國土安全部計(jì)算機(jī)緊急應(yīng)變小組甚至呼吁使用者，在甲骨文公司推出穩(wěn)定java版本前，應(yīng)繼續(xù)停用瀏覽器上的java功能，然而在2月時，幾家知名的網(wǎng)站和it公司也都紛紛中招，包括推特(twitter)、臉書(facebook)、蘋果和微軟都宣布內(nèi)部計(jì)算機(jī)因此遭駭?shù)臓顩r。

到了今年4月，提供ssl/tls加密傳輸功能的開放源碼套件openssl，發(fā)布heartbleed臭蟲的重大安全通告，這套應(yīng)用上相當(dāng)普及的函式庫，在tls/dtls 傳輸安全層的heartbeat(心跳)擴(kuò)充功能之中，有程序臭蟲，若該漏洞遭黑客利用來發(fā)動攻擊，會造成內(nèi)存存放數(shù)據(jù)外泄，有可能從服務(wù)器端外泄到客戶端，或者由客戶端外泄到服務(wù)器端。

受到該漏洞影響的openssl版本，包含1.0.1到1.0.1f，以及1.0.2-beta，而目前有許多l(xiāng)inux和freebsd操作系統(tǒng)都內(nèi)建openssl，這些版本的openssl已整合其中，因此debian、ubuntu、centos、fedora、openbsd、freebsd及netbsd當(dāng)中一些版本，也都遭到波及。此外，因?yàn)樵S多系統(tǒng)與軟硬件產(chǎn)品也采用openssl，或是內(nèi)建整合openssl的軟件平臺，例如開源的網(wǎng)站服務(wù)器平臺apache和nginx，所以牽涉到的范圍更廣泛。

例如，就連google、amazon的網(wǎng)站服務(wù)，以及cisco、juniper的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都深陷安全漏洞的風(fēng)暴，還有vmware的虛擬化平臺與管理軟件、mysql、mariadb和postgresql等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以及symantec、mcafee、kaspersky、f-secure、sophos旗下一些資安軟件的特定版本，也受到影響。

由上面的例子來看，應(yīng)用程序的安全漏洞所引發(fā)的效應(yīng)越來越大，而且日益復(fù)雜，要在短時間內(nèi)修復(fù)，都需要時間，所牽涉到的軟件性質(zhì)也日益多元化──從一開始針對個人端計(jì)算機(jī)的微軟windows操作系統(tǒng)、ie瀏覽器與office應(yīng)用程序，以及pdf、flash及java，現(xiàn)在許多網(wǎng)站服務(wù)器、云端服務(wù)運(yùn)作時所仰賴的重要組件，也被踢爆有軟件安全漏洞的問題，除了事后要有完善的機(jī)制，盡速亡羊補(bǔ)牢，更重要的是記取教訓(xùn)，做到事前預(yù)防，才能夠降低漏洞出現(xiàn)的機(jī)率，連帶地，后續(xù)黑客如果想要用漏洞來發(fā)動攻擊，也會越來越困難。但若要達(dá)到這樣的目標(biāo)，從軟件還沒有釋出、正式上線之前的開發(fā)過程中，就要采取對應(yīng)的作法，目前像是微軟、adobe、cisco等公司，都已經(jīng)發(fā)展或?qū)肓怂^的軟件安全開發(fā)生命周期(security development lifecycle，sdlc)，由于安全性也是軟件質(zhì)量的一部分，因此，通常都會透過測試的方式，在軟件正式發(fā)布前，執(zhí)行相關(guān)的功能與安全性檢驗(yàn)。

行動裝置成為市場寵兒，也成為惡意軟件橫行的新戰(zhàn)場

除了個人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器端會有應(yīng)用程序安全漏洞，行動裝置的操作系統(tǒng)平臺和app也都是由開發(fā)人員所寫出來的軟件，同樣不可能做到100%無漏洞，而兩個主要平臺android和ios，當(dāng)然也是有心人士鎖定的目標(biāo)。

以市占比例最大的android裝置數(shù)量來說，市調(diào)分析機(jī)構(gòu)gartner和idc均預(yù)測今年底將突破10億個，因?yàn)樘^普及，所以，在這個平臺所發(fā)展的惡意、高風(fēng)險或擾人app也是最多。根據(jù)趨勢科技全球技術(shù)支持與研發(fā)中心所發(fā)布的《2013年trendlabs信息安全總評》來看，2013年底已累積140萬個，單就2013這一年就出現(xiàn)了1百萬個新的app威脅，2014年底預(yù)估將突破300萬個，不過在趨勢科技最新公布的《2014年第一季trendlabs信息安全總評》當(dāng)中，他們發(fā)現(xiàn)相關(guān)的app威脅現(xiàn)在就已經(jīng)突破2百萬個。

除了app威脅，過去我們所熟悉的網(wǎng)絡(luò)釣魚網(wǎng)站、垃圾郵件詐騙威脅，行動裝置同樣會面臨，值得注意的是，針對行動裝置平臺的漏洞攻擊也開始增多，例如去年android平臺爆出masterkey漏洞(cve-2013-4787)，已經(jīng)安裝的正常app可能在不知情的狀況下被偷換成惡意軟件;另一個攻擊是叫做backdoor.androidos.obad的惡意軟件，運(yùn)用類似后門程序與rootkits的手法，透過操作系統(tǒng)漏洞──root與裝置管理者的權(quán)限，取得整臺android裝置的權(quán)限;而蘋果的行動裝置平臺ios6也傳出安全漏洞，若iphone或ipad接上黑客所改造、特制的充電座，這個弱點(diǎn)將會授與對方完整存取這個設(shè)備的權(quán)限。

有些漏洞則可以影響任何行動裝置操作系統(tǒng)平臺，因?yàn)閱栴}出在跟所連接的周邊裝置有關(guān)，例如行動裝置搭配的sim卡，當(dāng)中所采用的舊型加密系統(tǒng)有程序臭蟲，黑客只需傳送sms簡訊到這臺裝置，即可觸發(fā)裝置錯誤，進(jìn)而釋出56位長度的安全密鑰，而這把密鑰可以觸發(fā)下載惡意的java applet，以便散播簡訊和位置監(jiān)控等惡意行為。

到了今年3月，趨勢科技發(fā)現(xiàn)了一個針對android 4.0以上版本的系統(tǒng)漏洞，它要是遭到有心人士濫用，可能會造成系統(tǒng)不斷重新啟動的狀態(tài)，如此等于讓行動裝置應(yīng)提供的各種功能處于失效狀態(tài)，無法操作、通話。同月，又出現(xiàn)了另一個自定權(quán)限漏洞，它讓app能夠讀取其他app所保護(hù)的數(shù)據(jù)，而這可能會導(dǎo)致機(jī)密外泄。

ios和mac os x今年初也出現(xiàn)安全漏洞cve-2014-1266，這是跟ssl/tls加密聯(lián)機(jī)有關(guān)的弱點(diǎn)，攻擊者可能擷取或修改聯(lián)機(jī)過程中所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，問題在于傳輸時并未驗(yàn)證聯(lián)機(jī)的真實(shí)性。若未修補(bǔ)這項(xiàng)漏洞，蘋果的行動裝置在連上因特網(wǎng)時，有可能因此受到監(jiān)聽及聯(lián)機(jī)挾持。

該漏洞影響的操作系統(tǒng)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。后來，蘋果為此陸續(xù)發(fā)出ios 7.0.6、mac os x 10.9.2和apple tv6.0.2的安全更新檔。

程序代碼少了括號，系統(tǒng)安全性竟然就破功？

從上述來看，應(yīng)用程序的安全漏洞太多了，從個人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器，現(xiàn)在連云端服務(wù)、行動裝置也都遭殃，簡直是野火燒不盡，春風(fēng)吹又生，然而真的每一個問題都無法事先預(yù)防嗎？不能在軟件開發(fā)的過程中，就及早發(fā)現(xiàn)問題并解決掉嗎？

其實(shí)這是可以做到的，有的程序臭蟲之所以產(chǎn)生，甚至只是因?yàn)橐恍┬∈韬鏊斐?，前面提到的ios和mac os x漏洞cve-2014-1266，就是典型的例子，一些專家追本溯源后發(fā)現(xiàn)，原本的程序代碼只是少了一個括號，若加上去，程序運(yùn)作就安全了。

這個操作系統(tǒng)的安全性弱點(diǎn)很特別，很多人都叫它「goto fail」漏洞，因?yàn)椋P(guān)鍵在這兩種操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全組件securetransport安全傳輸功能的sslkeyexchange.c程序代碼當(dāng)中，一支sslverifysignedserverkeyexchange函式寫錯了，里面有兩行的goto fail敘述緊接著執(zhí)行，第一個goto fail是正確的，它對應(yīng)到if敘述，但第二個goto fail就不是條件式，不論前面的if條件式是否成立，程序代碼總是會執(zhí)行到第二個goto fail，也就是回傳err，而且也不會執(zhí)行sslrawverify函式。

接下來會發(fā)生什么事？google資深軟件工程師adam langley在他的部落格《imperialviolet》上，透過〈apple's ssl/tls bug〉這篇文章，提出了進(jìn)一步解釋。他認(rèn)為，這里的err將會包含1個值，因?yàn)閟ha1更新作業(yè)會順利完成，所以，驗(yàn)證簽署的作業(yè)永遠(yuǎn)不會失敗。

此外，這個驗(yàn)證簽署的作業(yè)會檢查serverkey exchange傳輸訊息的簽名，這會用在dhe和ecdhe的ciphersuites加密演算集，讓聯(lián)機(jī)能與臨時密鑰(ephemeral key)溝通，服務(wù)器可以藉由自身憑證的暫時密鑰和簽署，讓客戶端知道聯(lián)機(jī)是從這邊而來的。然而，如果臨時密鑰和憑證煉(certificate chain)之間的連結(jié)斷了，一切的驗(yàn)證和信任關(guān)系將會面臨崩壞。因?yàn)?，在這樣的環(huán)境下，服務(wù)器端有可能送出一個正確的憑證煉給客戶端，卻是以錯誤的私鑰來簽署交握，或者根本就不用簽署就可驗(yàn)證聯(lián)機(jī)，服務(wù)器無法證明它的憑證里面擁有與公鑰匹配的私鑰。

基本上，這個安全漏洞會影響任何使用securetransport的系統(tǒng)，但不包括chrome和firefox，因?yàn)樗鼈兌际褂胣ss for ssl/tls，然而，這意義不大，因?yàn)楦讓拥牟僮飨到y(tǒng)軟件更新機(jī)制仍然是用securetransport來進(jìn)行。同時，這個程序臭蟲，也會影響任何使用dhe或ecdhe的cipher suites加密算法的站臺。

該漏洞倒是不會影響tls 1.2，因?yàn)樵诋?dāng)中負(fù)責(zé)驗(yàn)證serverkeyexchange訊息的函式是不同的，然而，為了讓客戶端能接受該訊息，攻擊者還是可以自行挑選任何的tls版本。一旦客戶端只啟用tls 1.2，就會解決這個問題，同樣地，如果客戶端只選擇完全以簡單的rsa演算集，也就等于沒有進(jìn)行serverkeyexchange的作業(yè)，此時，也可以解決該漏洞。

這類的臭蟲一旦出現(xiàn)，要如何偵測出來呢？adam langley說，若在蘋果的軟件開發(fā)工具平臺xcode編譯這段程序代碼時，可以加上-wall的參數(shù)來啟用所有警示，可以隱約看見出問題的程序代碼段落(即便不是使用2013年發(fā)布的gcc 4.8.2或clang 3.3)。因此，他認(rèn)為若有更明顯的警示，將有助于及時發(fā)現(xiàn)這個問題，但這么一來，對于整體程序代碼也會產(chǎn)生誤報(bào)率太高的狀況。

相較于每隔一陣子就撲天蓋地而來的各種應(yīng)用程序安全漏洞信息，蘋果爆出這個嚴(yán)重危害ssl安全傳輸功能的操作系統(tǒng)漏洞，雖然只是滄海一粟，乍看之下，它似乎是個離譜的微小錯誤，卻能讓網(wǎng)絡(luò)傳輸不再安全，同時，這個紕漏可能有許多開發(fā)人員就算用人工方式逐行檢查，未必能一眼識出，而且，就算透過整合式開發(fā)工具，或是程序代碼安全檢測工具，也不一定能偵測出來。

此外，也幸好有蘋果愿意開放部分版本的系統(tǒng)程序代碼，還有發(fā)掘出該問題的資安專家，外界才有機(jī)會更全面地了解這樣的問題何以發(fā)生，并進(jìn)行充分的討論，從而學(xué)到教訓(xùn)，不再重蹈覆轍。雖然類似這樣的漏洞、甚至更難以發(fā)現(xiàn)的漏洞，未來可能還是會出現(xiàn)，但認(rèn)真研究過這種問題的開發(fā)人員，想必將更有機(jī)會消弭掉這類漏洞。

除此之外，我們也必須意識到應(yīng)用程序漏洞遭到濫用的方式，也在轉(zhuǎn)變。

例如，讓許多網(wǎng)站管理者都相當(dāng)頭痛的目標(biāo)式攻擊，黑客通常會設(shè)法尋找、利用網(wǎng)站的漏洞，以便取得系統(tǒng)控制權(quán)，并在站內(nèi)植入惡意軟件，以便感染瀏覽網(wǎng)站的用戶計(jì)算機(jī)。

而根據(jù)賽門鐵克4月發(fā)布的最近一期全球網(wǎng)絡(luò)安全威脅研究報(bào)告(internet security threat report，istr)，就2013這一整年而言，最常被有心人士利用的網(wǎng)站弱點(diǎn)是ssl與tls網(wǎng)絡(luò)安全傳輸協(xié)議的會談重建程序漏洞(ssl and tls protocol renogotiation)，這幾年以來，有不少攻擊事件都跟這有關(guān)，例如diginotar的數(shù)字證書外泄、beast攻擊(browser exploit against ssl/tls attack)、ssl會談重建程序攻擊(ssl renegotiation attack)、crime攻擊，以及l(fā)ucky 13攻擊。

這跟今年爆出的ios、mac os x的ssl漏洞，以及openssl的heartbleed漏洞陸續(xù)被揭露，似乎都有一些關(guān)聯(lián)性，這樣的發(fā)展趨勢，軟件開發(fā)人員和資安人員需多加留意。