Sichere Softwareentwicklung Das Übel an der Wurzel packen

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1 Sichere Softwareentwicklung Das Übel an der Wurzel packen Petra Barzin bwcon südwest

2 Secorvo Security Consulting Unabhängiges Beratungsunternehmen für IT-Sicherheit und Datenschutz (gegr. 1998) Ausbildungspartner von: Bayer Schering Pharma, BSI, Bosch Sicherheitssysteme, SAP und T-Systems Kunden: BMW, Daimler, BASF, Heidelberger, Deutsche Bank, Finanz Informatik, Datev, Toll Collect, Krones, Tchibo, SEW, Commerzbank, Bundesbank, BSI, Deutsche Bahn, Benteler, EZB, Linde, Liebherr, Novartis, Deutsche Post, FhG, BNetzA, DZ-Bank, SWR, ZF,... Auszeichnungen: Landespreis Baden-Württemberg 2002 Innovationspreis Initiative Mittelstand 2007 Sicherheitspreis Baden-Württemberg 2007 Best of Consulting 2010

3 Die Bedrohungslage

4 Was ändert sich? Größere Angriffsfläche durch immer stärkere Vernetzung der Anwendungen Geschäftsprozesse über Web-Anwendungen verknüpft Mobile Geräte erhöhen die Zahl der Angriffspunkte Einsatz von neuen Technologien ohne ausreichende Sicherheitsmechanismen Steigende Komplexität und Fehleranfälligkeit der Anwendungen Entwicklungsfehler durch den Hersteller Konfigurationsfehler durch das Unternehmen

5 Perimeter Security unzureichend Schutzmaßnahmen wie Firewalls, Intrusion Detection Systeme, Virenschutzsoftware und -Filterungslösungen sind nicht mehr ausreichend Angriffen zielen auf die Anwendung selber, z. B. durch code injections bei Benutzereingaben Mittels Application Firewalls können immerhin bekannte Schwachstellen in Anwendungen gestopft werden

6 Quelle: Symantec Internet Thread Report, 4/2011

7 Ein Viertel aller Befragten war in den letzten 3 Jahren von e-crime betroffen Quelle: KPMG e-crime Studie 2010

8 Welche Gefahren sehen Sie bei sich im Unternehmen in Bezug auf e-crime? Welche Technologien setzen Sie in Ihrem Unternehmen ein? Wie gehen Sie mit dieser Bedrohung um?

9 Was sind die Folgen bei Auslieferung und Betrieb von unsicherer Software?

10 Risiken von unsicherer Software Unsichere Software gefährdet die Datenverarbeitung und Transaktionen und führt zu finanziellen Verlusten, z. B. durch Verlust von unternehmenskritischen Daten Identitätsdiebstahl Einschleusen von schadhaften Programmen Absturz der Computersysteme Reputationsverlust und Imageschäden Kunden, die unsichere Software einsetzen, gefährden ihre Reputation und ihr Image Hersteller, die unsichere Software ausliefern, gefährden ihre eigene Geschäftsgrundlage

11 Höherer Wartungsaufwand Erstellung von Security Patches zur Behebung von Sicherheitslücken in der Anwendung Einspielen von Patches birgt Risiken bzgl. Stabilität, Einsatzfähigkeit und evtl. sogar weitere Sicherheitslücken Sichere Prozesse zum Ausrollen der Patches erforderlich Ausrollen der Patches verursacht zusätzliche Kosten Unsichere Software ist teurer als sichere Software

12 Tage bis zur Behebung des Fehlers Quelle: WhiteHat Website Security Statistic Report, 2009

13 Warum wird Sicherheit bei Softwareentwicklung aus Ihrer Sicht oft vernachlässigt?

14 Vorbehalte, Unkenntnis und fehlendes Sicherheitsbewusstsein Vorbehalte von Herstellern und Kunden: Reputationsverlust und Imageschäden Wettbewerbsnachteile Entscheidungsträgern kennen häufig nicht die Risiken von unsicheren Produkten die Bedeutung von sicherer Softwareentwicklung Kein ausreichendes Sicherheitsbewusstsein bei allen Beteiligten

15 Fokussierung auf Funktionalität Sicherheitsanforderungen sind im Projekt häufig nicht bekannt Schwierigkeiten mit der Definition der funktionalen Anforderungen nicht-funktionale Anforderungen wie Sicherheitsaspekte werden eher vernachlässigt Kosten- und Zeitdruck in Projekten führen zur Fokussierung auf die reine Funktionalität Performance und Usability kommen meist noch vor Sicherheit

16

17 Gewollte Funtionalität

18 Gewollte Funtionalität Realisierte Funktionalität

19 Fehlende Funktionalität

20 Ungewollte Funktionalität

21 Wer hat den Schwarzen Peter? Hersteller Implizite Erwartungen Implizite Erwartungen Service Provider Kunde Implizite Erwartungen Implizite Erwartungen Benutzer

22

23 Welche Bedrohungen gibt es? Was ist die Wahrscheinlichkeit eines bestimmten Vorfalls? Was sind die Auswirkungen eines Vorfalls?

24 Wie sieht in Ihrem Unternehmen die Bedrohungsanalyse bei der Softwareentwicklung aus?

25 Typische Fehler im Entwicklungszyklus Keine Bedrohungsanalyse bei Erhebung der Anforderungen Schwachstellen im Entwurf der Anwendung Schwachstellen in der Programmierung der Anwendung Keine Testfälle für möglichen Missbrauch der Anwendung Unzureichende Dokumentation für sichere Konfiguration der Anwendung im Betrieb Unzureichende Sicherheitsmaßnahmen in der Entwicklungsumgebung

26 Entwurfsfehler Von Implementierung unabhängig Durchzieht ggf. das gesamte Endprodukt Schwieriger zu beheben, als etwa Implementierungsfehler Sind die "teuersten" Fehler Sind die häufigste Ursache für Sicherheitsvorfälle

27 Schwache Entwürfe

28 Authentisierung Authentisierung Server sendet Login-Seite über eine verschlüsselte Verbindung (https) zum Client. Login-Seite enthält ein hidden field mit Username und Passwort-Hash. Browser zeigt die Login-Seite an. Benutzer gibt seinen Username und Passwort ein. JavaScript hashed das Passwort. Login ist erfolgreich, wenn Username und Passwort-Hash mit den übermittelten Werten im hidden field übereinstimmen. Was sind in diesem Szenario aus Ihrer Sicht die Entwurfsfehler?

29 Authentisierung Angriffspotential: HTML/JavaScript Source-Codes enthält die Liste der gültigen Usernames und Passwort-Hashes und ermöglicht so offline dictionary attacks auf die Passwörter Umgehung der JavaScript Validierung im Browser ermöglicht ein Login ohne das Passwort zu kennen Zugrunde liegender Entwurfsfehler: Enthüllung der User Credentials Keine Authentisierung auf Client-Seite

30 Kontensperrung bei Rateangriff Kontensperrung bei Rateangriff: Benutzeranmeldung bei einer Auktionsplattform erfolgt über eine Login-Webseite via einer verschlüsselte Verbindung (https). Als Schutz gegen unberechtigte Anmeldungen über Rateangriffe wird nach drei aufeinanderfolgenden fehlerhaften Login-Versuchen das Konto vorübergehend gesperrt. Während einer Auktion ist der Benutzername des Höchstbietenden sichtbar für alle anderen Bieter. Was sind in diesem Szenario aus Ihrer Sicht die Entwurfsfehler?

31 Kontensperrung bei Rateangriff Angriffspotential: Lockout Attacke (Denial of Service, DoS) Angreifer versucht sich im Namen des Höchstbietenden anzumelden und gibt dreimal ein falsches Passwort ein. Benutzerkonto des Höchstbietenden ist vorübergehend gesperrt. Er kann nicht mehr bieten. Zugrunde liegender Entwurfsfehler: Sicherheitsmaßnahme gegen Passwort-Raten ermöglicht DoS Angriff Keine unnötigen Informationen anzeigen, d.h. der Name des Höchstbietenden darf nicht angezeigt werden.

32 Schwachstellen in der Programmierung

33 SQL-Injection 2 Zu welchem Benutzer sollen Informationen angezeigt werden? Example (SQL): $getid = "SELECT first_name, last_name FROM users WHERE user_id = '$id'"; $result = mysql_query($getid) SELECT FROM first_name, last_name users WHERE user_id = '2'

34 SQL-Injection Zu welchem Benutzer sollen Informationen angezeigt werden? Was sind in diesem Szenario aus Ihrer Sicht die Fehler in der Programmierung?

35 SQL-Injection 2' OR '1'='1 Zu welchem Benutzer sollen Informationen angezeigt werden? $getid = "SELECT first_name, last_name FROM users WHERE user_id = '$id'"; $result = mysql_query($getid) SELECT FROM first_name, last_name users WHERE ( user_id = '2') OR ('1'='1')

36 SQL-Injection Zu welchem Benutzer sollen Informationen angezeigt werden?

37 Buffer Overflow Hauptprogramm Rufe Unterprogramm auf Weiteres Programm Unterprogramm Lege Variable Text an Lese Eingabe von Tastatur Speichere Eingabe in Variable Text Wachstum Freier Bereich Rücksprungadresse Variable Text Daten von anderen Unterprogrammen Stack (Stapel) Eingabetext Ende Programm des Angreifers Neue Rücksprungadr. Füllzeichen Eingabetext Anfang Springe zurück zum Hauptprogramm

38 Buffer Overflow Hauptprogramm Rufe Unterprogramm auf Weiteres Programm Unterprogramm Lege Variable Text an Lese Eingabe von Tastatur Speichere Eingabe in Variable Text Wachstum Programm Freier Bereich des Angreifers Neue Rücksprungadresse Rücksprungadr. Variable Füllzeichen Text Daten von anderen Unterprogrammen Stack (Stapel) Eingabetext Ende Programm des Angreifers Neue Rücksprungadr. Füllzeichen Eingabetext Anfang Springe zurück zum Hauptprogramm

39 Der Weg zur sicheren Software- entwicklung

40 Sicherheit im Entwicklungsprozess Integration von Sicherheit in die existierende Softwareentwicklungsmethodik Mit allen Entwicklungsmodellen kann sichere Software entwickelt werden Sicherheit von Software muss in allen Phasen der Entwicklung beachtet werden In jeder Phase sollten sicherheitsbezogene Maßnahmen ergänzt werden Auf das eigene Unternehmen zugeschnittener Prozess

41 Quelle: Gary McGraw, Cigital Inc., 2003

42 Bedrohungsanalyse

43 Attack Trees Safe öffnen Schloss knacken Kombination lernen Safe aufschneiden Safe nicht fachgerecht installieren Aufgeschriebene Kombination finden Kombination von Zielperson erfahren Zielperson bedrohen Zielperson erpressen Zielperson belauschen Zielperson bestechen Unterhaltung zuhören + Zielperson veranlassen, die Kombination zu sagen

44 Data Flow Diagrams (DFD) DFD Level 0 Context Level DFD: Enquiry Items Customer Order System Customer Order Invoice

45 Data Flow Diagrams DFD Level 1 High Level Diagram: Customer Enquiry 1 Process Enquiry Item information D1 Customer Store D2 Item Store Customer details Item details / availability Customer Order 2 Process Order Order details Items Invoice Customer D3 Order Store

46 Kennen Sie STRIDE? Welche Sicherheitsmechanismen helfen gegen diese Bedrohungen?

47 Minderung der Bedrohungen

48 Sicherer Entwurf

49 Präzise Spezifikation Eingaben Ausgaben Annahmen und Randbedingungen Synchronisation Mögliche Fehlerquellen Verhalten im Fehlerfall Privilegien Vertrauensverhältnisse zwischen Komponenten Rollen Zugriffskontrolle

50 Entwurfsprinzipien Design Principles Wiederverwendbarer Lösungsansatz für wiederkehrende Problemstellungen Unabhängig von spezifischer Umgebung Allgemein verfügbar

51 Beispiele bekannter Entwurfsprinzipien Defense-in-depth Least Privileges Fail safely Sichere Grundeinstellungen Enumerate Goodness keine globalen Geheimnisse keine Hintertüren Kryptografie: nur erprobte Methoden und Protokolle Härtung: Minimierung der Angriffsfläche

52 Beispiele bekannter Entwurfsprinzipien Defense-in-depth Least Privileges Fail safely Sichere Grundeinstellungen Enumerate Goodness keine globalen Geheimnisse keine Hintertüren Kryptografie: nur erprobte Methoden und Protokolle Härtung: Minimierung der Angriffsfläche

53 Sichere Programmierung

54 Welche Schwachstelle wird hier dargestellt?

55 Eingabeprüfung verhindert: Command Injection (startet ausführbaren Fremdcode) SQL-Injection (Einfügen einer SQL-Query) Code Injection (Einfügen von z.b. Script-Code in Parameter) Cross-Site Scripting (Angriffs-Script auf Webseite) Buffer Overflows (gezielte Pufferüberschreitung) Format String Attacke (Missbrauch der Ausgabefunktion)

56 Quelle: 2010

57 Sichere Entwicklungsumgebung

58 Wer hat Zutritt zu diesem Raum? Wer hat welche Zugriffsrechte auf welche Systeme? Werden ausschließlich personalisierte Accounts verwendet? Werden Passworte geshared? Wird auf Entwicklungssystemen im Internet gesurft? Arbeiten die Entwickler mit Admin-Rechten? Sind die Systeme gehärtet? Werden Ausdrucke und Unterlagen abends verschlossen? Gibt es einen Shredder? Verwenden die Entwickler USB-Sticks? Sind die Mitarbeiter in Bezug auf Sicherheit geschult?

59

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