Varnost pri razvoju programske opreme in DevSecOps

Informatec Digital » Viri » Varnost pri razvoju programske opreme in DevSecOps

Varnost programske opreme ni več neobvezna dodatna oprema, ki se doda na koncu projekta, temveč ključna komponenta že od prve skice aplikacije. V svetu, kjer se koda uvaja večkrat na dan in kjer so kibernetski napadi vse bolj dovršeni, je nadaljnje zanašanje na ročne preglede v zadnjem trenutku recept za katastrofo.

Integracija varnosti skozi celoten življenjski cikel razvoja (od začetne zasnove do vzdrževanja produkcije) je temelj pristopov, kot so DevSecOps, varnost, osredotočena na razvijalce, in varni modeli SDLC iz ogrodij, kot sta OWASP SAMM ali NIST SSDF. Cilj je preprosto opredeliti, a ga je težko doseči: ustvariti varno programsko opremo že po zasnovi, ne da bi pri tem ovirali poslovno agilnost in preprečili, da bi varnost postala ozko grlo.

Kaj je varnost pri razvoju programske opreme in zakaj je pomembna?

Ko govorimo o varnosti razvoja programske opreme, mislimo na vse prakse, orodja in procese, ki se uporabljajo za zagotovitev, da aplikacija prenese napade, ohrani integriteto podatkov in ohrani razpoložljivost storitev skozi celoten življenjski cikel. Ne gre le za "namestitev požarnega zidu" ali uporabo šifriranja, temveč za načrtovanje in programiranje programske opreme na način, ki zmanjšuje verjetnost varnostnih ranljivosti.

Napadi zlonamerne programske opreme in ranljivosti programske opreme lahko ogrozijo preverjanje pristnosti, avtorizacijo, integriteto in zaupnost. Če se te grožnje obravnavajo že v fazi načrtovanja, jih je mogoče ublažiti, preden postanejo problem v produkciji, s čimer se preprečijo nujne popravke in kršitve podatkov.

Osrednja ideja je, da mora vsak kos programske opreme pred uporabo uporabnika opraviti varnostno testiranje in da ti testi ne smejo biti izoliran "filter", temveč rutinski del vsake različice. To ima za posledico bolj odporno programsko opremo, ki ji ni treba kopičiti plast za plastjo dodatne varnosti, ko se odkrijejo ranljivosti.

Končni cilj je doseči varne aplikacije že po zasnovi , z vgrajenimi kontrolami v njihovo arhitekturo, pogostim avtomatiziranim testiranjem in kulturo, v kateri razvijalci, varnostniki in operativni oddelki sodelujejo. To zahteva zavesten trud celotne tehnične ekipe, ne le majhne skupine strokovnjakov za kibernetsko varnost.

DevSecOps in varnost, osredotočena na razvijalce

Izraz DevSecOps se je pojavil za reševanje zelo specifične težave: tradicionalni modeli, pri katerih se je varnostna ekipa pridružila šele na koncu razvojnega cikla, niso več ustrezali pogostim izdajam, agilnim metodologijam in cevovodom CI/CD. Prej je posodabljanje aplikacije enkrat ali dvakrat na leto omogočalo temeljit pregled; zdaj pa je s stalnim uvajanjem ta pristop postal nesprejemljiva ovira.

DevSecOps spodbuja brezhibno integracijo varnosti v agilne metodologije in DevOps , tako da se varnost aplikacij in infrastrukture obravnava že od samega začetka in neprekinjeno. Ideja je, da se ranljivosti odkrijejo in odpravijo takoj, ko se pojavijo, ko jih je še mogoče poceni odpraviti, namesto da se odkrijejo tik pred uvedbo.

Poleg tega DevSecOps spodbuja varnost kot skupno odgovornost : razvoj, delovanje in varnost tesno sodelujejo, namesto da bi delovali ločeno, kar pomeni, da komunicirajo šele na koncu. Moto tega pristopa je pogosto povzet kot »programska oprema, varnejša, prej«: zagotavljanje hitrejše in varnejše programske opreme z avtomatizacijo kontrol in zmanjšanjem trenja v življenjskem ciklu razvoja.

Ključni steber te filozofije je varnost, osredotočena na razvijalce . Namesto da varnostna ekipa na koncu procesa deluje kot "policijska sila", so varnostna orodja približana delovnemu okolju razvijalcev, na primer z integracijo skenerjev v integrirano razvojno okolje (IDE) ali sistem za nadzor različic. Na ta način se nekatere analize, testiranja in nameščanja popravkov izvajajo neposredno s tipkovnice razvijalca.

Ta pristop »približevanja varnosti kodi« omogoča odkrivanje in odpravljanje ranljivosti skoraj takoj, ko so napisane, brez čakanja na redne revizije ali obsežno testiranje penetracije. Posledično razvojne ekipe nehajo videti varnost kot nadlogo, ki upočasnjuje njihovo delo, in jo namesto tega sprejmejo kot osrednje merilo kakovosti.

Varnost je vgrajena v vsako fazo SDLC.

Da bi bila varnost resnično učinkovita, jo je treba vključiti v vse faze življenjskega cikla razvoja (SDLC), ne pa obravnavati kot končni "preverjanje kakovosti". Obravnavanje varnosti le kot skrbi ob zaključku projekta ustvarja ozko grlo za varnostno ekipo, še posebej ker ne morejo biti strokovnjaki za vse tehnologije in oblačna okolja, ki se uporabljajo danes.

Sodoben pristop predlaga varnost, ki je »vtkana« v celoten SDLC: od definiranja zahtev, preko načrtovanja in oblikovanja, do implementacije, testiranja, uvajanja in vzdrževanja. Celotna organizacija ponotranji, da je varnost bistveni del uspeha izdelka in ne ločena skrb, ki jo je mogoče odložiti.

Prej so bili varnostni pregledi predvsem ročno testiranje in izolirana orodja za vsako aplikacijo ali storitev, ki so združevala točkovne pregledovalnike s testiranjem penetracije. Danes so orodja zasnovana z mislijo na integracijo in avtomatizacijo: povezujejo se s cevovodi CI/CD, sistemi za sledenje incidentom in repozitoriji kode, kar omogoča veliko bolj gladek potek dela.

Skenerji ranljivosti so integrirani v proces neprekinjene integracije, zato se vsaka sprememba kode samodejno analizira, preden se preide na naslednjo fazo. Hkrati se ugotovitve beležijo kot redna opravila, vidna celotni ekipi, kar olajša določanje prioritet, sledenje in merjenje časov reševanja.

Vse to pomeni, da varnost ni več naknadna misel, temveč postane strukturna komponenta SDLC . Namesto da bi preprosto "opravili varnostno preverjanje" tik pred uvedbo, organizacija predpostavlja, da je vsaka potrditev, vsako združevanje in vsaka dostava del neprekinjene verige varnostnih preverjanj.

Pogoste prakse varnosti programske opreme

Znotraj tega načina dela obstaja več pobud za varnost programske opreme , ki jih številne organizacije že izvajajo ali začenjajo uvajati. Seznam ni izčrpen, vendar pomaga razumeti, katere vrste dejavnosti bi morali vključiti v SDLC za okrepitev varnosti.

Ključni prvi korak je statična analiza kode (SAST). Ta vključuje analizo izvorne kode (vključno z infrastrukturo kot kodo) za odkrivanje nevarnih programskih vzorcev ali znanih ranljivosti. Običajno gre za avtomatiziran postopek, ki ga je mogoče zagnati ob vsakem potrditvi ali potisku, kar razvijalcem zagotavlja povratne informacije skoraj v realnem času.

Po drugi strani pa dinamična varnostna analiza (DAST in podobni pristopi) ocenjuje celotno aplikacijo in njeno osnovno infrastrukturo med delovanjem. To vključuje na primer skeniranje vrat, teste medspletnega skriptanja, preglede konfiguracije vsebnikov in analizo internetnih storitev, da se odkrijejo ranljivosti, ki so vidne le, ko sistem deluje.

Poleg avtomatiziranih orodij ostajajo ročni pregledi kode bistveni. Čeprav je veliko funkcij že pregledanih glede logičnih napak, vključitev varnostnega vidika v te preglede kode omogoča odkrivanje manj očitnih ranljivosti, ki jih skener lahko spregleda. Vendar pa to od ekipe zahteva nekaj usposabljanja o vzorcih napadov in najboljših praksah.

Testiranje vdora gre še korak dlje: najamejo strokovnjake, ki delujejo kot napadalci in poskušajo ogroziti infrastrukturo ali aplikacije. Uporabijo lahko karkoli od avtomatizirane analize do resničnih izkoriščanj, rezultat pa je običajno poročilo s podrobnostmi o ranljivostih, ki so jih standardni testi spregledali, s posebnimi priporočili za njihovo ublažitev.

Povezan, a drugačen pristop so programi Bug Bounty . Ta model vabi raziskovalce in napredne uporabnike, da prijavijo ranljivosti v zameno za finančno nagrado ali priznanje. To je učinkovit način za usmerjanje ugotovitev tretjih oseb in spreminjanje potencialnih napadalcev v sodelavce.

Nenazadnje ne smemo pozabiti na varnostno usposabljanje tehničnega osebja . Pokrajina groženj se hitro spreminja: kar je bilo smiselno pred desetimi leti, je danes lahko slaba praksa. Če razvijalce obveščate o top 10 OWASP, novih napadih in vzorcih varnega načrtovanja, to močno zmanjša tveganje za človeške napake, ki ostaja vzrok za znaten delež varnostnih kršitev.

Življenjski cikel varnega razvoja programske opreme (Secure SDLC)

Vključevanje varnosti v SDLC ne pomeni dodajanja "dodatne faze" na koncu, temveč vpletanja praks in kontrol v obstoječe faze. To ustvarja trajnostni proces, ki prinaša resnično vrednost, ne da bi pri tem motil dinamiko ekipe. Varen SDLC običajno vključuje naslednje faze:

Faza zahtev jasno opredeljuje problem, ki ga je treba rešiti, in potrebno raven varnosti. To je čas za pretvorbo incidentov, zahtev za nove funkcije in znanih ranljivosti v konkretne projekte, pri čemer se oceni njihov vpliv na celotno tveganje. Vključitev varnostne ekipe v tej fazi pomaga pri učinkovitem določanju prioritet in razumevanju posledic vsake spremembe.

Sledi faza načrtovanja , v kateri se sprejemajo odločitve o tem, kaj bo zgrajeno in kako se bo k temu pristopilo. Pomembno je, da v tej fazi sodeluje tudi varnost, ki potrjuje, da načrtovana rešitev ne uvaja novih vektorjev napadov in da so poslovni cilji usklajeni z zahtevami glede varstva podatkov, skladnosti s predpisi in odpornosti.

Faza načrtovanja rešitve se osredotoča na arhitekturo: kateri sistemi medsebojno delujejo, katere storitve so ustvarjene, kako so povezane in kateri tokovi podatkov so vzpostavljeni. Diagrame je treba pregledati z varnostno ekipo, da se ugotovijo morebitne ranljivosti v mejah zaupanja, vstopnih točkah, mehanizmih za preverjanje pristnosti, šifriranju itd. Tekoča komunikacija v teh zgodnjih fazah preprečuje odkrivanje resnih težav, ko je vse že programirano.

Sledi implementacija , trenutek, ko se zasnova prevede v kodo. Tukaj postanejo ključne prakse, kot so statična analiza pri vsakem zapisu, integracija varnostnih pravil v cevovod CI in izvajanje pregledov kode s poudarkom na varnosti. Prej ko je napaka v kodi odkrita, nižji so stroški njenega odpravljanja.

Ko je koda pripravljena, se premakne v fazo testiranja in implementacije . Poleg funkcionalnih testov je priporočljivo vključiti tudi obsežnejše varnostne analize: DAST skeniranje, ročno varnostno testiranje kritičnih funkcionalnosti in, kadar viri dopuščajo, penetracijsko testiranje, osredotočeno na večje spremembe. Ugotovitve na tej stopnji je treba uporabiti za prilagoditev avtomatiziranih orodij za preprečevanje regresij.

Po uvedbi se začne preventivno vzdrževanje . Tudi če je programska oprema izdana v produkcijo »brez znanih ranljivosti«, se okolje in grožnje spremenijo: pojavijo se nove CVE, odkrijejo se pomanjkljivosti v odvisnosti, spremenijo se zakonske zahteve itd. Faza vzdrževanja vključuje spremljanje novih ranljivosti, posodabljanje komponent, pregled varnostnih dnevnikov in odzivanje na incidente.

Celoten proces je krožen: vsaka nova odkrita napaka, izboljšava ali ranljivost se vrne v fazo zahtev . Varen SDLC je torej cikel nenehnega izboljševanja, ne linearna pot. Ta miselnost pomaga ekipam izpopolniti svoje kontrole in orodja z vsako iteracijo, namesto da bi mislile, da je po uvedbi »vse končano«.

Referenčni okviri: OWASP SAMM in NIST SSDF

Za organizacije, ki želijo iti še korak dlje, je zelo koristno, da se zanesejo na uveljavljene modele zrelosti in varne razvojne okvire . Dva najpomembnejša sta model OWASP SAMM in okvir NIST SSDF, ki ponujata praktične smernice za vključevanje varnosti v razvojne procese.

Model zrelosti programske opreme OWASP (SAMM) je nadgradnja nekdanjega modela CLASP podjetja OWASP. Predlaga niz varnostnih praks, organiziranih po domenah (kot so upravljanje, gradnja, preverjanje in uvajanje) z različnimi stopnjami zrelosti. Ideja je, da vsaka organizacija te prakse prilagodi svojemu profilu tveganja, namesto da bi poskušala uporabiti tog seznam kontrol.

Okvir za varen razvoj programske opreme (SSDF) NIST-a opisuje temeljne prakse varnega razvoja na podlagi priporočil več strokovnih organizacij. Varni SDLC deli na štiri glavne dele: priprava organizacije, zavarovanje programske opreme, izdelava varne programske opreme in odzivanje na ranljivosti. Vsak del vključuje specifične dejavnosti, ki jih je mogoče izvajati postopoma.

»Priprava organizacije« pomeni pripravo ljudi, procesov in tehnologij, tako da je varen razvoj medsektorska praksa, tako na ravni podjetja kot znotraj vsake ekipe. »Zaščita programske opreme« zajema ukrepe za preprečevanje nepooblaščene manipulacije kode, gradnje artefaktov in dobavne verige.

Blok »izdelava varne programske opreme« se osredotoča na zmanjševanje ranljivosti v vsaki različici , integracijo statične analize, pregleda odvisnosti, skeniranja vsebnikov in podobnih kontrol v vsakodnevno delovanje. Nazadnje se »odziv na ranljivosti« nanaša na prepoznavanje spregledanih pomanjkljivosti, njihovo hitro odpravljanje in prilagajanje procesa, da se prepreči njihova ponovitev.

Usposabljanje, modeliranje groženj in varnostna kultura

Da bi vse to delovalo, zgolj namestitev orodij ni dovolj; zahteva vzpostavitev skupne varnostne kulture znotraj ekipe. To pomeni, da morajo razvijalci razumeti, da je zaščita aplikacij del njihovega dela in da morajo biti varnostne ekipe vključene v vsakodnevno delovanje, ne le takrat, ko pride do incidenta.

Posebno usposabljanje je dobro izhodišče. Opolnomočenje razvijalcev za prepoznavanje ranljivosti in pisanje varnejše kode drastično zmanjša pojav osnovnih napak. Viri, kot je OWASP Top 10, pomagajo prepoznati najpogostejše slabosti v spletnih aplikacijah in razumeti, kako napadalci razmišljajo.

Druga praksa z velikim učinkom je modeliranje groženj . To vključuje analizo aplikacije (ali nove funkcije) z vidika napadalca: katera sredstva potrebujejo zaščito, kateri vhodni podatki obstajajo, kateri podatkovni tokovi so kritični in katere ranljivosti bi lahko izkoristili. Na podlagi te analize se oblikujejo ukrepi za ublažitev in vključijo v samo tehnično zasnovo.

Če se modeliranje groženj izvaja med fazo načrtovanja, že od samega začetka vpliva na arhitekturo in preprečuje nezanesljive rešitve, ki bi jih kasneje bilo treba prepisati. Za strukturiranje analize se običajno uporabljajo diagrami pretoka podatkov in znani vzorci napadov, pri čemer sodelujejo tako razvojne kot varnostne ekipe.

Vzporedno s tem je pomembno spodbujati razvojne ekipe, da se naučijo razmišljati kot napadalec . To ne pomeni, da mora biti vsak strokovnjak za penetracijske teste, temveč da mora razumeti, kako majhne ranljivosti skupaj ustvarijo večji napad, kako se ukradejo poverilnice ali kako se izkoriščajo šibke konfiguracije v oblaku.

Omejitve tradicionalnega testiranja penetracije

Tradicionalno testiranje vdora ostaja dragoceno orodje, vendar ima omejitve pri uporabi v okoljih z neprekinjenim uvajanjem. Po definiciji testiranje vdora zagotavlja posnetek varnosti v določenem trenutku: ocenjuje stanje aplikacije in infrastrukture na ta dan.

Takoj ko ekipa uvede nove različice ali spremeni konfiguracije, lahko nekatere ugotovitve zastarajo . Če so izdaje pogoste, postane vzdrževanje popolnih penetracijskih testov po vsaki spremembi nepraktično z vidika časa in stroškov.

Poleg tega je pri izvajanju penetracijskega testa v zelo naprednih fazah razvojnega življenjskega cikla odpravljanje odkritih ranljivosti pogosto drago in zahteva kompleksne varnostne posodobitve . Včasih to vključuje spreminjanje ključnih komponent ali prepisovanje celotnih delov aplikacije, kar posledično vpliva na načrtovanje, proračun in moralo ekipe.

V organizacijah s številnimi storitvami in aplikacijami je težko prilagoditi ročno testiranje penetracije celotnemu katalogu. Obstaja težnja, da se prednostno obravnavajo le najbolj kritični sistemi, kar pušča vrzeli na drugih področjih, ki jih lahko napadalci prav tako izkoristijo.

Neprekinjeno varnostno testiranje cevovodov CI/CD

Za prilagoditev temu tempu sprememb se pojavljajo modeli, kot je neprekinjeno varnostno testiranje v cevovodu CI/CD, ki združuje 24/7 avtomatizirane preglede s ciljno usmerjenimi, enkratnimi ročnimi testi. Ideja je preiti od ad hoc revizij k stalnemu toku odkrivanja in odpravljanja ranljivosti.

Ta pristop združuje avtomatizirane skenerje, ki preverjajo aplikacije, spletna sredstva, API-je in izpostavljene površine, s posredovanjem strokovnjakov za testiranje penetracije, ki raziskujejo najkompleksnejše ugotovitve in iščejo logične ranljivosti, ki jih orodja sama ne morejo zaznati.

Glavna prednost je, da ekipe prejmejo hitre in podrobne informacije o varnostnih težavah, tudi ko je cevovod CI/CD zelo hiter. To skrajša čas izpostavljenosti, saj se ranljivosti prepoznajo in odpravijo, preden prizadeta koda doseže (ali ostane) produkcijo dlje časa.

Druga prednost je, da nenehno testiranje olajša povezavo med upravljanjem ranljivosti in varnostjo aplikacij . Pogosta poročila z jasnimi seznami ranljivosti in njihovim razvojem skozi čas pomagajo pri sprejemanju odločitev o tveganjih, določanju prioritet popravkov in upravičevanju naložb v varnostne izboljšave.

Nekatere storitve ponujajo celo brezplačno ponovno testiranje po uporabi popravkov, kar vam omogoča, da preverite, ali rešitve dejansko delujejo in da niso bile uvedene nobene regresije. Vse to se popolnoma ujema z etosom nenehnega izboljševanja DevSecOps.

Tipične komponente in orodja DevSecOps

V praksi se okolje DevSecOps zanaša na več ključnih tehnoloških komponent . Neprekinjena integracija (CI) poenoti delo vseh razvijalcev in samodejno izvede enotne, integracijske in varnostne teste vsakič, ko je integrirana nova koda.

Neprekinjena dobava (CD) zagotavlja, da je programska oprema vedno pripravljena za uvajanje, tako da jo zaporedno preverja in odobrava (vključno z varnostnimi pregledi) na vsaki stopnji. V okolja višje ravni se prenesejo le različice, ki prestanejo vse definirane kontrole.

Varnostna avtomatizacija se doseže z orodji SAST in DAST, skenerji odvisnosti, analizo infrastrukture kot kode in pregledi vsebnikov. Ta orodja so integrirana v cevovod CI/CD v sistemih, kot so Jenkins, GitLab CI ali podobni, zato delujejo brez ročnega posredovanja.

Rešitve za upravljanje ranljivosti se pogosto uporabljajo tudi za centralizacijo ugotovitev, določanje prioritet tveganj in sledenje njihovemu reševanju. Poleg tega orodja za upravljanje skrivnosti (kot je Vault) preprečujejo razkritje poverilnic in ključev v kodi ali konfiguracijah uvajanja.

Končno, stalno spremljanje in revidiranje se zanašata na platforme za opazovanje in SIEM (kot sta ELK ali Splunk), ki zbirajo dnevnike, zaznavajo nepravilno vedenje in omogočajo revizije skladnosti. Ta plast zaključi zanko in omogoča odkrivanje produkcijskih incidentov in pravočasen odziv.

Uporaba DevSecOps pri razvoju mobilnih aplikacij

Ko govorimo o mobilnih aplikacijah , je treba pristop DevSecOps prilagoditi njihovim specifičnim značilnostim. Faza načrtovanja in oblikovanja mora upoštevati specifična tveganja: upravljanje dovoljenj naprav, varno shranjevanje poverilnic, šifriranje komunikacije in skladnost s predpisi, kot je GDPR.

Med razvojem se uporabljajo SAST skenerji, prilagojeni jezikom, kot so Kotlin, Swift in Java, skrbno pa se pregledajo tudi zunanje odvisnosti in SDK-ji. Številne ranljivosti v mobilnih aplikacijah izvirajo prav iz slabo vzdrževanih knjižnic tretjih oseb ali tistih s pretiranimi dovoljenji.

V fazi testiranja se skeniranje DAST kombinira s testi, specifičnimi za mobilne naprave : simulacijo napada »človek v sredini« (MITM), preverjanjem integritete binarnih datotek, analizo lokalnega shranjevanja in pregledom interakcije z zalednim API-jem. To pomaga prepoznati pomanjkljivosti tako v aplikaciji kot v storitvah, ki jih uporablja.

Integracija v cevovod CI/CD pomeni, da se vsaka potrditev (commit) samodejno preveri z varnostnimi pregledi , kar zagotavlja, da nobena različica z resnimi pomanjkljivostmi ne doseže trgovin z aplikacijami. Poleg tega je sistem za spremljanje po uvedbi konfiguriran tako, da zazna nenavadno vedenje, porast napak ali vzorce, ki bi lahko kazali na napad.

Končno je opredeljen jasen postopek odzivanja na incidente , ki omogoča hitro izdajo nujnih popravkov, če se v produkciji odkrije kritična ranljivost. Zmožnost hitrega odzivanja in posodabljanja aplikacije je ključnega pomena za ohranjanje zaupanja uporabnikov.

Vse te prakse, ogrodja in orodja skupaj omogočajo, da varnost preneha biti ovira in postane zaveznik agilnega razvoja. Z vključevanjem razvijalcev od samega začetka, avtomatizacijo testiranja z vsako spremembo in uporabo standardov, kot sta OWASP SAMM ali NIST SSDF, lahko organizacije ustvarijo robustnejšo programsko opremo, zmanjšajo stroške odpravljanja napak in so veliko bolje pripravljene na nenehno spreminjajočo se krajino groženj.