Информационная безопасность
Статические анализаторы
Статические анализаторы проверяют исходные тексты и сообщают о подозрительных строках кода, которые могут оказаться уязвимыми. В отличие от компиляторов «строго типизированных» языков, таких как Java и ML, статические анализаторы могут посчитать подозрительными совершенно безопасные фрагменты кода. Однако излишняя подозрительность приводит к увеличению соотношения ложных/истинных тревог. Если статический анализатор слишком часто поднимает тревогу, разработчики начинают относиться к нему с недоверием и зачастую вообще отказываются от него. Так что избирательность для анализатора исходных текстов абсолютно необходима. С другой стороны, анализатор должен обладать достаточно высокой восприимчивостью. Если анализатор пропускает некоторые случаи патологий, на поиск которых он рассчитан (нераспознавание ошибки), он внушает разработчикам ложное чувство уверенности.
Таким образом, анализатор исходных текстов должен быть точным (т.е. восприимчивым и избирательным). К сожалению, в языках без строгого контроля типов, как правило, применяемых в разработке систем с открытым кодом (Си, Perl и т.д.), обнаружить дефекты защиты практически невозможно, и во многих случаях это требует слишком больших по сравнению с размером исходного текста ресурсов. Рассмотрим некоторые анализаторы исходных текстов, использующие разные эвристики, но при этом не способные дать абсолютно надежный результат. Такие инструментальные средства выступают лишь в качестве вспомогательного инструментария для специалиста, проверяющего корректность исходных текстов программ.
Беркли. Ученые университета штата Калифорния в Беркли разработали несколько инструментальных средств статического анализа, способных обнаруживать определенные дефекты защиты.
Он расширяет систему типов языка Си, добавляя к ним определенные пользователем идентификаторы типов. Программисты снабжают свои программы аннотациями, а CQual выполняет вывод идентификаторов, проверяя, корректны ли эти аннотации. Недавно в CQual были внесены изменения, благодаря которым этот инструментарий теперь может проверять согласованность и полноту использования "хуков" Linux Security Module в ядре Linux [4]. Также было расширено понятие аннотации типа с тем, чтобы инструментарий мог выявлять уязвимые места, возникающие из-за использования строки формата оператора printf [5].
RATS. Инструментарий Rough Auditing Tool for Security — утилита для проверки безопасности программ, написанных на языках Си, C++, Python, Perl и PHP. Сканирует исходный текст в поисках потенциально опасных вызовов функций. Цель разработки заключается не в том, чтобы непременно найти ошибки, — необходимо сделать обоснованные выводы, опираясь на которые специалист сможет вручную выполнять проверку кода. RATS использует сочетание проверок надежности защиты, от семантических проверок в ITS4 [7] до глубокого семантического анализа в поисках дефектов, способных привести к переполнению буфера, полученных из MOPS [3]. RATS распространяется в соответствии с лицензией GNU Public License (GPL).
FlawFinder. Как и RATS, это статический сканер исходных текстов программ, написанных на Си и C++. Выполняет поиск функций, которые чаще всего используются некорректно, присваивает им коэффициенты риска (опираясь на такую информацию, как передаваемые параметры) и составляет список потенциально уязвимых мест, упорядочивая их по степени риска. FlawFinder распространяется бесплатно и с исходными текстами в соответствии с условиями GPL.
Bunch. Средство анализа и визуализации программ, которое строит граф зависимостей, помогающий аудитору разобраться в модульной структуре программы.
PScan. В июне 2000 года исследователи обнаружили новый и достаточно обширный класс уязвимых мест, получивший название «ошибки формата» [8]. Проблема связана с описателем формата %n оператора форматного вывода строк printf, который указывает число байт, выводимых для соответствующего аргумента printf, при условии, что данный аргумент существует и имеет тип int *. Этот описатель может быть использован для нарушения защиты, если программа позволяет передавать «неотфильтрованные» данные непосредственно как первый аргумент printf.
Это действительно «дыра»: раньше повсеместно считалось, что строки формата совершенно безопасны. Впоследствии же в широко применяемых инструментальных средствах обнаружились десятки дефектов, связанных с форматами [9].
Теоретически причина «форматных» ошибок состоит в том, что соглашения о передаче аргументов в Си не проверяют корректность типов. В частности, механизм varargs позволяет функциям наподобие printf иметь различное число аргументов, «извлекая» из стека вызовов столько аргументов, сколько им необходимо, определяя на основе ранее извлеченных аргументов, сколько дополнительных аргументов и какого типа им еще нужно получить.
PScan сканирует исходные тексты на Си в поисках потенциально некорректного использования функций, аналогичных printf, и выявляет уязвимые места в строках формата. И хотя область применения PScan довольно узка, это простой, быстрый и достаточно точный инструмент; однако он может пропускать функции, подобные printf, если они используются в определенных пользователями макросах.
