Sécurité logicielle

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Sécurité logicielle

Sécurité logicielle
Jean-Marc Robert
Génie logiciel et des TI
Plan de la présentation

Introduction

Les vulnérabilités logicielles

Développement de logiciels sécurisés




Le cycle de développement logiciel
Les bases de connaissance
Le rôle des participants
Conclusions
Jean-Marc Robert, ETS
Sécurité logicielle A08
2
Approche traditionnelle

La sécurité informatique considère généralement la sécurisation
du périmètre d’un réseau.




Pare-feu
Systèmes de détection ou de prévention d’intrusions
Pots de miel
…
Réaction plutôt que prévention à la source!
3
Approche préventive

La sécurité logicielle a pour but



de comprendre les risques de sécurité dus aux failles des logiciels,
de proposer de bonnes pratiques de développement logiciel.
Dans ce cadre, sécurité est synonyme à robustesse.

Comment s’assurer qu’un logiciel utilisé dans un environnement hostile
n’ait pas de faille de sécurité et réponde toujours selon les spécifications.
Éliminons les failles à la source!
4
Approche préventive

La difficulté provient du fait que:
La sécurité est une propriété pas une fonctionnalité!
5
Sécurité logicielle: Pour y parvenir

Microsoft’s Trustworthy Computing Initiative




Mémo de Bill Gates en janvier 2002 présente la nouvelle approche de
Microsoft de développer des logiciels sécurisés.
Microsoft aurait dépensé plus de 300 millions USD.
The Trusthworhty Computing Security Development Lifecycle.
Publications de Gary McGraw – CTO de Cigital
Sécurité = Robustesse du logiciel
6
Cycle de développement du logiciel

L’objectif est d’intégrer de bonnes pratiques simples tout au
long du cycle de développement logiciel afin de produire des
logiciels plus robustes donc plus sécurisés.

Cette liste de bonnes pratiques est relativement courte.
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
Cas abusifs
Spécifications de sécurité
Analyse des risques
Revue de code
Plan de tests de sécurité
Tests d’intrusions
Sécurité opérationnelle
7
Cycle de développement du logiciel
•Analyse des risques
•Cas abusifs
•Spécifications de
sécurité
Spécification
Cas d’usage
Architecture
•Tests sécurité
basés sur les
risques
Plan de tests
•Revue code
(outils)
Code
•Tests intrusion
Tests
•Tests intrusion
•Sécurité
opérationnelle
Déploiement
Adapté de Software Security de McGraw
8
I. Cas abusifs
Entrée: Documents de spécification et de cas d’usage.
Exemple de résultats


Cas abusifs – scénarios d’utilisation malveillante.
Pour atteindre l’objectif de cette phase, il peut être nécessaire
de recourir à divers intervenants.



Experts en sécurité
Experts en fiabilité (reliability)
Concepteurs du système

Analystes fonctionnels
9
I. Cas abusifs

Comment?

Répertorier les divers interfaces.


Chercher les hypothèses faites au sujet des usagers.



Les usagers ne peuvent faire …  Les attaquant peuvent le faire!
Les usagers ne feront pas …
 Les attaquant vont le faire!
Définir ce que le logiciel ne doit pas faire.


Lorsqu’un usager peut interagir avec le système, l’attaquant peut essayer d’abuser de
cet interface.
Aussi important que de définir ce que le logiciel doit faire.
Utiliser des listes de modèles d’attaque.
10
I. Cas abusifs – Exemple
Conduire
Inclus
Barrer
véhicule
Inclus
Voler
véhicule
Inclus
Court-circuiter
allumage
Barrer
la direction
Cas d’utilisation
Cas abusifs
I. Alexander, Misuse cases: use cases with hostile intent. IEEE Software, janvier 2003.
11
II. Spécifications de sécurité
Entrée: Documents de spécification, de cas d’usage et de cas
abusifs.



Pas de description de comment préserver l’intégrité des actifs.
Pas de description de comment préserver la confidentialité des actifs.
Cette phase doit faire partie intégrante de la phase de
spécification du système.

Une erreur typique est de développer les spécifications indépendamment
des spécifications du système.
12
II. Spécifications de sécurité – SQUARE
Security Quality Requirements Engineering


Développé à CMU – Software Engineering Institute
Neufs étapes









Établir les définitions
Identifier les objectifs de sécurité
Développer les artéfacts (cas d’utilisation, cas abusifs, arbres d’attaque) pour définir
les spécifications
Effectuer une analyse des risques
Choisir une méthode pour expliciter les spécifications
Expliciter les spécifications
Catégoriser les spécifications
Prioriser les spécifications
Revue des spécifications
13
III. Analyse des risques
Entrée: Documents de spécifications et d’architecture, de cas
d’usage et de cas abusifs.




Mauvais contrôle d’accès.
Mauvaise protection de la confidentialité ou de l’intégrité des actifs.
Aucune moyen d’assurer la disponibilité des actifs.
L’objectif est d’identifier les erreurs de conception.


Documenter les hypothèses.
Identifier les attaques possibles.


Établir une liste des attaques usuelles.
Définir les objectifs de sécurité.
14
III. Analyse des risques – Méthodologie


Plusieurs méthodes existent.
La méthode retenue par les auteurs de Software Security
Engineering – A guide for project managers:

NIST SP800-30 Risk management guide for information technology systems
Cours no 5
15
IV. Revue de code
Entrée: Code du logiciel.






Débordement de tableaux
Utilisation de fonctions à risque (p.e. strcat, strcpy)
Cas d’erreur non traités
Tests insuffisants
…
L’objectif est d’identifier les erreurs d’implémentation.

Outils d’analyse statique (spécialement pour C et C++)


Coverity, Fortify Software, Ounce Labs, Secure Software
Revue de code humaine
16
IV. Revue de code : à la recherche de …

Common Weakness Enumeration – cwe.mitre.org













Improper access of indexable resource
Use of insufficiently random values
Interaction error
Insufficient control of resource through its lifetime
Incorrect calculation
Insufficient control flow management
Protection mechanism failure
Insufficient comparison
Failure to handle exceptional conditions
Use of incorrectly-resolved name or reference
Failure to enforce that messages or data are well-formed
Coding standards violation
Cours no 2
enrichi
Classification des vulnérabilités répertoriées par cve.mitre.org
17
V. Plan de tests de sécurité
Entrée: Modules et système

Documents d’architecture et d’analyse des risques.



Erreurs d’implémentation.
Erreurs fonctionnelles.
Deux aspects doivent être considérés.

Tests fonctionnels de sécurité.


Tester les fonctionnalités de sécurité comme toute autre fonctionnalité.
Tests malveillants de sécurité


Tester en se basant sur les attaques habituelles, l’analyse des risques et les cas abusifs.
Tester comme une personne malveillante voulant exploiter une faille de sécurité.

Toutefois, la personne effectuant les tests a plus d’information qu’un attaquant.
18

Objectif:


S’assurer qu’un logiciel est robuste et peut continuer de fonctionner de
façon acceptable malgré la présence d’attaques malveillantes.
Comment?

Les tests doivent débuter au niveau des composantes.


Les tests doivent se poursuivre lors de l’intégration.


Les risques contre les actifs doivent être atténués à ce niveau.
Les risques dus aux interactions entre composantes doivent être tester.
Par qui?


Les responsables QA ont l’habitude d’effectuer des tests de fonctionnalité.
Toutefois, ils n’ont pas l’expertise pour effectuer les tests malveillants.

Ces tests reposent sur l’expertise et l’expérience en sécurité.
19
V. Plan de tests de sécurité – Exemple
Changement de paradigme:
Au lieu de tester ce qu’un logiciel doit faire, il faut tester ce
qu’il ne doit pas faire.

Exemple: interface demandant d’entrer son identifiant


Entre 5 et 32 caractères
Caractères alphanumériques plus les caractères ‘-’ et ‘_’


Lettres non accentuées
Le premier caractère doit être une lettre
 Le responsable de QA va tester tous les cas représentatifs respectant les
spécifications.
 Mais il ne va pas tester les débordements de tableaux.

256 caractères!
20
Tests fonctionnels
 Tests classiques validant les
fonctionnalités de sécurité.

Exemples:



Tests malveillants
 Tests spécifiques validant ce que
le logiciel ne doit pas faire.

L’accès est bloqué après trois
tentatives d’accès invalides.
L’information est échangée ou
stockée de façon chiffrée.



Lorsque qu’un événement X
survient, le système réagit de la
façon Y.

Analyse des risques
Vulnérabilités classiques
Exemple:

Tests de la forme:

Tests basés:
Vérifier l’existence des
débordements de tableaux
Basés sur l’expérience et une
bonne connaissance des
vulnérabilités.
21
VI. Tests d’intrusion
Entrée: Système déployé dans un environnement d’utilisation.

Documents d’architecture et d’analyse des risques.



Problèmes de configuration (p.e. certificats X.509 absents)
Services ouverts inutilement (p.e. interface de débogage)
L’objectif est d’identifier les erreurs d’implémentation, de
conception et de configuration.


Cette étape est essentielle afin de déterminer les failles dues à la
configuration et aux autres facteurs environnementaux.
Sans analyse des risques, cette étape donne peu de résultats concluants.
 Un ethical hacker testant un système comme une boîte noire est très limité.
22
VI. Tests d’intrusion – Pièges

Les tests de pénétration sont faits généralement très (trop?) tard.


Les erreurs découvertes par les outils ne sont pas priorisées en
fonction des risques d’affaire.



Il est possible qu’une erreur grave n’expose pas d’actif important.
Les erreurs sont souvent corrigées individuellement sans
chercher à corriger la cause commune.
Les erreurs ne sont pas intégrées au système de gestion d’erreurs
(bug tracking)


Les erreurs sont généralement coûteuses à éliminer.
Les tests de pénétration sont effectués par un équipe indépendante.
La couverture des tests est difficile à évaluer.
23
VI. Tests d’intrusion – Outils

Logiciel gratuit





nmap
nessus
nikto
…
Commercial








Core Impact
QualysGuard family
IBM Internet Scanner
HP WebInspect
Watchfire Appscan
Paros Proxy
OWASP WebScarab
…
https://buildsecurityin.us-cert.gov/daisy/bsi/articles/tools/penetration/657-BSI.html
24
VII. Sécurité opérationnelle
Entrée: Système déployé dans un environnement opérationnel.



Fichier d’audit ne contient pas suffisamment d’information.
Gestion de mots de passe pas assez flexible.
L’objectif est d’évaluer comment le système réagi lorsqu’il est
déployé dans un milieu « hostile ».


Identifier les failles dues aux erreurs d’implémentation ou de conception
mais plus particulièrement celles dues aux « carences » ou « insuffisances »
du système.
Ces informations opérationnelles doivent être incluses dans le prochain
cycle de développement du système afin de pallier aux failles découvertes.
25
Sécurité logicielle ce n’est pas que …

Une histoire de codage ou de convention!


Une histoire de fonctionnalité!


Il y a plus que les débordements de tableaux et d’entiers.
Mots de passe, chiffrement, authentification, …
Une histoire de listes de contrôle (check lists)!
26
Bases de connaissance requises

Connaissances normatives

Principes de la sécurité



Guides
Règles


Interdire l’utilisation des fonctions strcpy, sprintf, … (langage C)
Connaissances descriptives




Principe du moindre privilège, usage exclusif de clés, méthodes de contrôle d’accès,…
Vulnérabilités
Exploits
Scénarios des attaques
Connaissances historiques

Base de données des risques et des vulnérabilités
27
Le rôle de chacun

Certaines des bases de connaissance sont traditionnellement du
domaine des spécialistes des TI.




Exploits
Scénarios des attaques
Connaissance historique des risques
Certaines des activités sont traditionnellement du domaine des
spécialistes logiciels.



Définition des spécifications et cas abusifs.
Tests des fonctionnalités.
Revue de code.
28
Spécialiste des TI
•Cas abusifs
sécurité
Spécification
Cas d’utilisation
Architecture
•Tests sécurité
basés sur les
risques
Plan de tests
•Revue code
(outils)
Code
•Tests intrusion
Tests
•Tests intrusion
•Sécurité
opérationnelle
Déploiement
29
Spécialiste de génie logiciel
•Cas abusifs
sécurité
Spécification
Cas d’utilisation
•Analyse de risque
•Tests sécurité
basés sur les
risques
Architecture
Plan de tests
•Revue code
(outils)
Code
•Tests intrusion
Tests
•Tests intrusion
•Sécurité
opérationnelle
Déploiement
30
Conclusions

La sécurité est une propriété d’un logiciel et non une fonctionnalité dudit logiciel.

La sécurité doit faire partie intégrante du logiciel.

Dès sa conception et au cours de chacune des phases subséquentes de
son développement.
Security is a process, not a product.
Bruce Schneier, CTO de BT Counterpane
Auteur de nombreux livres de sécurité.
31
Références


Les livres de Gary McGraw
Le site Build Security In (http://buildsecurityin.us-cert.gov/)

Best Practices


















Acquisition
Architectural Risk Analysis
Assembly, Integration, & Evolution
Code Analysis
Deployment & Operations
Governance & Management
Incident Management
Legacy Systems
Measurement
Penetration Testing
Project Management
Requirements Engineering
Risk Management
Security Testing
System Strategies
Training & Awareness
White Box Testing
Outils
32

Sécurité logicielle

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