Sicherheit in der Softwareentwicklung

Gesamter Prozess der Softwareentwicklung:

1. Analyse/ Anforderungen

2. Entwurf

3. Implementierung

4. Test

5. Betrieb

• Berücksichtigung von Sicherheit im gesamten Prozess

• Definition von Aktivitäten und Verantwortlichkeiten (z.B. Bedrohungsanalysen, Schulungen, etc.)

• Erhebung und Aufbereitung von Sicherheitsanforderungen für das zu entwickelnde System

  • funktionale und nicht-funktionale Sicherheitsanforderungen

• Ermittlung von Bedrohungen und Risiken

• Festlegung von Schutzzielen für verarbeitete Daten

Werkzeuge:

• Angriffsbäume (Darstellung von Bedrohungen in Baumstruktur)

• Threat Modelling (Iterative Modellierung und Detailierung von Bedrohungen in Software)

Abbildung der vorher definierte Sicherheitsanforderungen durch den Entwurf

• Sicherheitsmuster (Security Patterns): Zur Verfügungsstellung von Entwurfslösungen für immer wieder auftretende Herausforderungen im Sicherheitsbereich

• Angriffsmuster (Attack Patterns): Beschreibung von Angriffen (inkl. Vorbedingungen, die erfüllt sein müssen) → Ableitung von Sicherheitsaspekten

• UML: Spezielle Erweiterung zur Modellierung von Sicherheitsanforderungen (z.B. UMLsec)

• Economy of Mechanism: Einfachheit der Schutzmechanismen

• Fail-Safe Defaults: Standard-Einstellung als sicherer Zustand und bei Fehlerfall Rückkehr zum sicheren Zustand

• Complete Mediation: Vollständige Berechtigungsprüfung (Prüfung aller Zugriffe über einen Mediator)

• Open Design: Offenes Design

  • Sicherheit eines Systems darf nicht auf Geheimhaltung beruhen

• Separation of Privilege: 4-Augen-Prinzip

  • Beispiel: Zugriff auf Information durch 2 kryptographische Schlüssel geschützt

• Least Privilege: Minimum an Rechten

  • Nur erforderliche Rechte verwenden/ vergeben

• Least Common Mechanism: Minimum an gemeinsamen Mechanismen

  • Abhängigkeiten minimieren

• Psychological Acceptability: Psychologische Akzeptanz

  • Sicherheitsmechanismen müssen einfach und gut bedienbar sein

• Nutzung von Auflistungen von häufigsten Sicherheitsfehlern

• Entwicklung von Programmierrichtlinien

• Nutzung von Sicherheitskonzepten von Programmiersprachen

• Code Review

Manipulation eines SQL Statements durch Angreifer

Gegenmaßnahmen:

• Validierung von jeder Eingabe

• Ausfiltern von speziellen Datanbankzeichen

• Prüfung auf gültige Zeichen mit Allowlist Filtering

• Verwendung von Precompiled Statements

• Principle of Least Privilege -> Minimierung des Schadens

Einschleusen und Ausführen von unerwünschtem Programmcode ohne ausreichende Validierung für einen Systemaufruf

Gegenmaßnahmen:

• Validierung von jeder Eingabe

• Verwendung der Funktionen von Programmiersprachen zum Lesen von Dateien

• Beschränkung der Zugriffsrechte (Rechtevergabe oder Verwendung einer chroot Umgebung)

• Minimierung von möglichen ausführbaren Dateien

• Berücksichtigung der System-Konfigurationen

Cross-Site-Scripting (XSS): Unvalidierte Benutzereingaben werden von Software entgegen genommen und ausgegeben

-> Schädliche Skripte werden dabei in einen vertrauenswürdigen Kontext eingespeist, aus dem heraus sie das System der Nutzer angreifen können.

Reflected XSS

1. Angreifer sendet präparierte URL an Benutzer über Kanal wie E-Mail

2. Benutzer ruft Seite im Browser auf

3. Server liefer reguläre Seite mit zusätzlichen Inhalten aus präparierter URL zurück

4. Browser wertet Rückgabe von Servern aus und je nach Angriff werden Daten sofort an Angreifer übermittelt oder erst nach Eingabe des Benutzers zum Angreifer umgeleitet

Stored XSS:

1. Angreifer für präparierten Inhalt ein → Speicherung des Inhalts durch Server

2. Benutzer ruft Seite im Browser auf

3. Server liefert reguläre Seite mit zusätzlichen Inhalten des Angreifers zurück

4. Browser wertet Rückgabe von Server aus und je nach Angriff werden Daten sofort an Angreifer übermittelt oder erst nach Eingabe des Benutzers zum Angreifer umgeleitet

• Gefahr:

  • Session-Hijacking

  • Überschreibung von Teilen der Website

  • Weiterleitung von Benutzern zu einer anderen Seite

• Gegenmaßnahmen:

  • Validierung von allen Eingaben bevor Website erneut angezeigt wird

  • HTML-Encoding der Eingaben von Benutzern

  • Client-seitige Verhinderung durch Browser oder Client-Firewalls

Cross-Site-Request-Forgery (CSFR):

• Designschwachstelle, wo durch untergeschobene präparierte URL ein Angreifer einen Benutzer zu einer Aktion am Server missbrauchen kann

  • Aktionen: Logout, Einträge erstellen, Passwörter abändern, etc.

• Hinzufügen eines Shared Secrets zu jeder internen URL und Formularen

  • Shared Secret: Geheimer Token, den nur der Server und Client kennen → Bei jeder Anfrage vom Client wird Token dem Server übermittelt und dort geprüft

• Verifizierung von Aktionen durch Benutzer anfordern

  • “Möchten Sie wirklich Ihr …?”

• Entstehung durch Programmierfehler, wenn keine oder falsche Längenüberprüfung beim Schreiben in Buffer durchgeführt wird

• Überschreibung nachfolgender Speicherbereiche bei zu langen Eingaben

• Absturz

• Ungewöhnliches Systemverhalten

• Ausführung von eingeschleisten Code

• Keine Auswirkungen, wenn überschriebener Speicher nicht gebraucht wird

• Korrekte Input Validierung und Lägenprüfung

• Verwendung von Programmiersprachen mit automatischer Längernüberprüfung

• Vermeidung von gefährdeten Funktionen

• Verwendung von Testmethoden zum Finden von Buffer Overflows

• Definition und Einhaltung (inkl. Überprüfung) der Service Levels (SLAs)

• Detection von und Reaction auf Sicherheitsvorfälle

-> Organisatorische Sicherheitsanforderungen