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32 | 如何评估代码的安全缺陷?

有一点小小的强迫症,遇到事情,喜欢自己动手整个清楚明白。我的大部分失眠,都要拜这点强迫症所赐。时间永远都不够用。如果上天给我一个机会,我是不是可以借上五百年?其实,借上五百年,时间一定还是不够用的。

经常被问到三个问题:

  1. 有什么事情是你必须要做的?

  2. 哪些事情是只有你能做的?

  3. 哪些事情是别人可以帮你做的?

这就是一种时间管理的思路,隐含的意思是:

  1. 识别并且选择最重要的事情;

  2. 确定自己最擅长的事情,全力以赴地做好;

  3. 选择你的帮手,充分信任并授权。

评估软件的缺陷就是这个思路运用得最广泛的一个场景。作为程序员,我们需要了解软件存在的问题,以及问题的严重程度。那么,我们该如何评估软件存在的问题,以及代码的安全问题呢?

关注用户感受

软件缺陷的定义方式和衡量方式有很多种。从用户感受的角度出发,定义和计量软件缺陷,是其中一个比较好的、常用的软件缺陷评估体系。我个人比较倾向一种观点,软件缺陷的严重程度应该和用户的痛苦程度成正比。

从用户感受出发,衡量软件缺陷有两个最常用的指标:

1. 缺陷影响的深度,软件缺陷带来的问题的严重性:软件缺陷导致的最严重的问题是什么?

2. 缺陷影响的广度,软件缺陷带来问题的可能性:软件缺陷导致问题出现的频率是多大?

比如说,一个外卖系统只要订餐金额超过 32766 元就无法提交订单,因为软件系统允许的最大金额为 32766 元。这种事情 一旦发生,就是一个非常严重的错误(订单无法提交)(影响的深度)。但是,在外卖系统里,金额超过 3 万元的订单数量应该不多,该错误发生的几率并不大(影响的广度)。

如果我们把每个指标都划分高、低两种程度,就能得到如下四种情况:

  1. 高严重性,高可能性;

  2. 高严重性,低可能性;

  3. 低严重性,高可能性;

  4. 低严重性,低可能性。

依据这四种情况,我们就可以定义软件缺陷的优先等级了:

  1. 高优先级 (P1): 高严重性、高可能性;

  2. 中优先级 (P2): 高严重性、低可能性; 低严重性、高可能性;

  3. 低优先级 (P3): 低严重性、低可能性。

上述外卖系统的软件缺陷的优先级应该是中等优先级(P2,高严重性、低可能性)。

缺陷,需要从外向内看

假设这个外卖系统有一个 bug,订餐金额可以是 0 或者负数。如果订餐金额是负数,餐厅不仅需要送餐上门,还需要倒贴钱。这可是一个好玩的 bug,当然不能坐视不管。

过一段时间,bug 修好了。大部分餐厅都能接受新系统。可是有一个商家表达了不同意见。原来他们有一个“寻找美食家”的活动,餐厅不仅不要顾客的钱,还倒贴同等餐费,请客人品尝最新餐品。负数金额,正是他们倒贴钱的“定价”。 美其名曰“你尝,我负”。该商家声称,新系统存在一个严重的缺陷,定价无法使用负数,导致这个活动无法进行。

如果你是这个外卖系统的工程师,这个 bug 你修不修?

你是否认可和接受这个缺陷报告,背后反映的就是你看待这个软件缺陷的态度。如果从用户感受的角度出发,定义和计量软件缺陷,这就是一个符合条件的 bug。这个问题对该商家的影响非常大,无法开展正常的商业活动。但这个问题发生的可能性比较小,大概只有这么一个商家使用负数定价。那么这个软件缺陷的优先级是中等优先级(P2,高严重性、低可能性)。

你看, 这个外卖系统的代码变更本身并不存在真正的缺陷,但是,如果从用户角度来看,又的确存在一个中等优先级的缺陷。我们当然可以认为,这个缺陷应该在用户那里得到校正。但是有时候,用户并没有校正这种缺陷的机会和能力。

你会不会觉得这个例子有点离奇、离谱,甚至有点搞笑?其实处理这种事情,是我日常工作中非常重要的一部分。 一旦 Java 的接口规范和规范实现发布,我们并不知道在现实世界中,用户如何运用他们的聪明才智,发挥他们的创造性,灵活地使用这些接口和实现。而无论用户怎么使用,在软件升级变更中,我们都没有充分的理由打断用户的应用运转和商业运营。所以软件的升级或者变更,处处充满了乐趣和挑战,步步惊心。

在一个好的软件缺陷评估体系中,不是只有代码错误才会被关注,没有错误的代码,也可能存在需要变更或者改进的“缺陷”。这就是我们要强调的,从用户的感受出发,定义和计量软件缺陷。缺陷,需要从外向内看。

很多时候,程序员认为是严重的缺陷,用户可能一点儿都感受不到;程序员认为无关紧要的事情,放到了用户的使用场景中,可能就是非常严重的事故。从外向内看缺陷,要求我们站在用户的角度思考问题,看待缺陷。这是一个可以让我们深切关注用户感受的视角。从用户视角出发的决策,可以让我们的时间使用得更有市场价值。

细化的优先级

在一定程度上,作为软件的原作者或者维护者,我们被各种各样的软件缺陷包围着,永远存在修补不完的缺陷,永远存在无法修复的问题。上述软件缺陷的优先等级的定义,稍显粗糙。我们可能需要更细致一些的等级划分,以便更好地安排我们的时间和区分做事情的轻重缓急。

如果我们把每个指标都划分高、中、低三种程度,就可以得到九种情况,定义五种优先等级。五种等级,是一个常用的优先级数目。太少了,显得粗糙;太多了,容易迷糊。

第一优先级 (P1): 高严重性、高可能性;

第二优先级 (P2): 高严重性、中可能性;中严重性、高可能性;

第三优先级 (P3): 高严重性、低可能性;中严重性、中可能性;低严重性、高可能性;

第四优先级 (P4): 中严重性、低可能性;低严重性、中可能性;

第五优先级 (P5): 低严重性、低可能性。

你自己试试看,上面我们讨论过的外卖系统的软件缺陷属于第几优先级?

优先级的灵活性

软件缺陷优先等级的定义是为了帮助我们更好地解用户的感受程度,以及安排时间和处理事情。

由于时间和资源有限,在大多数情况下,特别是对于职业的程序员来说,并不能在一定时间内修复所有的缺陷,满足所有的变更要求。

实际工作中,我们有时候需要调节软件缺陷的优先等级,比如说:

  1. 如果已经存在应对办法,优先等级可以下调;

  2. 如果软件缺陷引起广泛的公开关注,优先等级应该上调;

  3. 如果软件缺陷影响了重要的客户,优先等级应该上调;

  4. 如果软件缺陷影响了重要的商业运营,优先等级应该上调。

对于一般的软件缺陷管理,五个等级是一个恰当的优先级分割。然而,除非特别注明,仅从优先级别来看,我们并不清楚 P3 缺陷的严重性是高是低,或者发生的可能性是高是低,而且问题的严重性在哪儿体现,可能性又是如何度量的? 这些也都是模糊的地方,可能受主观影响比较大。但是有一些软件缺陷,需要对这些问题有一个更加清晰的认识和感受,比如软件安全漏洞。应该如何评估软件的安全漏洞? 我们会在稍后的接着聊这个话题。

管理好自己的时间

好了,我们定义了软件缺陷的优先级,是时候看看如何使用它管理我们的时间了。还记得开头提到的三个问题吗?

  1. 有什么事情是你必须要做的?

P1 的事情需要我们立即全力以赴、必须完成;P2 的事情需要我们协调资源,尽快完成;P3 的事情需要我们密切关注,尽量完成。

  1. 哪些事情是只有你能做的?

只有你能够修复的 bug,你可以记到自己名下,负责修复这些缺陷。

  1. 哪些事情是别人可以帮你做的?

适合别人修复的 bug,如果还没有记到别人名下,你可以琢磨下谁是最合适的人选,然后和他商量,看他有没有时间,愿不愿意负责这个缺陷。当然,别人也可能会问你愿不愿意修复另外一些缺陷。

相信我,大部分情况下,在得到足够的尊重以及有适当时间的前提下,人们愿意做些有意义的事情。

如果 P1、P2、P3 的问题修复完了,你就可以放心休假去了。休完假,充分从疲劳中恢复过来后,你就可以考虑,是不是可以看看 P4 和 P5 的问题了。

安全漏洞,需要大范围协作

在软件缺陷中,安全漏洞是一个奇异的存在。软件的安全漏洞,常常会导致非常严重的后果,以及恶劣的影响,甚至会直接导致一个公司的破产。

由于编写安全代码本身的挑战性,以及消除安全漏洞的复杂性,业界通常需要进行大范围的合作,以便准确、快速、周全地解决安全缺陷问题。大规模协作需要标准的描述语言,以及对安全问题的准确认知。通用缺陷评分系统(CVSS)就是一种评判安全缺陷优先等级的标准。

对于安全缺陷,我们还可以使用上面提到过的严重性和可能性两种指标进行衡量。对这两种指标进行细化,才能更符合安全缺陷的特点。

对于安全缺陷的严重性,有四个互相独立的测量维度(量度):

  1. 对私密性的影响(Confidentiality)

  2. 对完整性的影响(Integrity)

  3. 对可用性的影响(Availability)

  4. 对授权范围的影响(Authorization Scope)

题外话:

私密性、完整性以及可用性,是描述信息安全的最基本的三个元素。

私密性指的是数据未经授权,不得访问,解决的是“谁能看”的问题。

完整性指的是数据未经授权,不得更改,解决的是“谁能改”的问题。

可用性值得是数据经过授权,可以访问,解决的是“可以用”的问题。

对于安全缺陷的可能性,有四个互相独立的测量维度(量度):

  1. 安全攻击的路径(Attack Vector)

  2. 安全攻击的复杂度(Attack Complexity)

  3. 安全攻击需要的授权(Privileges Required)

  4. 安全攻击是否需要用户参与(User Interaction)

由于这些测量维度都是相互独立的,二维的平面图已经不足以表示这么多维度了。通用缺陷评分系统使用了标识符系统计分系统,通过标识符来标识测量维度的指标,通过十分制的计分来衡量安全问题的严重程度。由于测量维度的增多以及评分计算的复杂性,我们通常使用工具来记录和查看安全缺陷问题的等级。

比如,本文评审案例的那个缺陷,并不是一个安全问题。 如果我非要使用通用缺陷评分系统来描述它,这个计分应该是 0.0 分,直观描述看起来如下图:

我们曾经谈到过"goto fail"这个安全问题,如果使用通用缺陷评分系统,计分是 7.2,直观描述如下图所示:

今天介绍了通用缺陷评分系统的一些最基本的概念,先形成一个基本的印象,算是一块敲门砖。你可以进一步了解通用缺陷评分系统的有关规范和工具。

安全漏洞和软件缺陷优先级

为了方便管理,安全漏洞和软件缺陷通常使用同一个代码缺陷管理系统。我们要注意两点:第一点是安全漏洞细节不可泄露;第二点是和普通软件缺陷相比,安全漏洞要优先考虑。

安全漏洞细节不可泄漏

我们反复强调过,软件的安全漏洞常常会导致非常严重的后果,以及恶劣的影响。最糟糕的是,我们并不能总是预料到谁可以利用这些漏洞,以及由此带来的后果有多严重。所以处理安全漏洞的态度,一定要保守。

安全漏洞不能像普通的代码缺陷那样,可以公开细节、公开讨论。相反,安全漏洞的知情人员一定要控制在一个尽可能小的范围内,知道的人越少越好。如果安全漏洞和普通缺陷共享一个代码缺陷管理系统,一定要想办法做好安全漏洞信息的权限管理。

安全漏洞要优先修复

一旦发现一个安全漏洞,不管是来源于外部情报,还是内部发现,我们都要考虑最快地修复,不要等待,更不要拖沓。即使我们全力以赴地修复,在系统修复之前,安全攻击随时都有可能发生。我们能做的,就是尽最大努力,缩短这段时间。

所以,大部分的安全漏洞问题,都是属于 P1 级别的缺陷。有一小部分深度防御的安全问题,优先级可以是 P2。安全问题,不要使用 P3 及以下优先级。另外在所有的同级缺陷中,安全问题要优先考虑。

小结

今天,我们讨论了如何评估软件存在的问题。软件的缺陷问题,要考虑缺陷影响的深度(严重性)和广度(可能性)。为了更好地认识安全漏洞,我们还要了解安全缺陷的评价标准。

有了软件缺陷的优先级,我们就可以更好地管理我们的工作和时间。下面的三个问题可以帮助你做好安排:

  1. 有什么事情是你必须要做的?

  2. 哪些事情是只有你能做的?

  3. 哪些事情是别人可以帮你做的?

一起来动手

我们要想掌握安全编码的技术,熟练修复软件漏洞的实践,需要先过三道关。

第一道关,是意识(Conscious)。也就是说,要意识到安全问题的重要性,以及意识到有哪些潜在的安全威胁。

第二道关,是知晓(Awareness)。要知道软件有没有安全问题,安全问题有多严重。

第三道关,是看到(Visible)。要了解是什么样的问题导致了安全漏洞,该怎么修复安全漏洞。

比如我们上一次谈到的 Equifax 公司的信用记录泄漏的安全问题,首席信息官和首席安全官之所以退休,我们从外部可以猜测到的原因,就是意识不够强烈,没有及时更新安全修复。之所以没有及时地更新,大概率是不知道有安全问题,或者不知道安全问题有多严重。

系统管理员,最少需要过两关(意识和知晓);而软件开发工程师,需要过三关(意识、知晓和看到)。这三关并不容易过。

记得我们前面讨论的“安全漏洞细节不可泄漏”的实践吗?知道安全漏洞的人越少越好。这样保守的安全防范实践,和培养优秀的软件工程师所要求的实践,就成了悖论。

掌握编码安全技术,要培养意识,要知道得更多,要看到问题的细节。而“安全漏洞细节不可泄漏”的实践,却要求尽量不要公开安全细节。但是看不到细节的时候,我们就很难掌握这些技术,很难认识到威胁的严重性,从而阻碍了安全意识的培养。面对这一对几乎不可调和的矛盾,我们该怎么办?!

有数据披露,2019 和 2020 两年,全球信息安全专业人员的缺口会有 300 多万。资源不足,需求强劲,我们怎样才可以学好安全代码的编写技能,提升自己的价值?

标签: 安全

本文转载自: https://blog.csdn.net/qq_37756660/article/details/135815090
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