Security testing C and C++ applications

DAG 1

Grunderna i cybersäkerhet

• Vad är säkerhet?
• Hot och risker
• Typer av hot mot cybersäkerheten – CIA-triaden
• Typer av hot mot cybersäkerheten – STRIDE-modellen
• Konsekvenser av osäker programvara
• Begränsningar och marknaden

Sårbarheter i minneshanteringen

• Grunderna i assembly och anropskonventioner
• x64 assembly essentials
• Register och adressering
• De vanligaste instruktionerna
• Anropskonventioner på x64
• Anropskonventioner – vad handlar det om
• Stapelramen
• Staplade funktionsanrop
• Buffer overflow
• Minneshantering och säkerhet
• Sårbarheter i verkligheten
• Säkerhetsproblem med buffertar
• Buffer overflow on the stack
• Buffer overflow on the stack – stack smashing
• Exploitation – Hijacking the control flow
• Lab – Buffer overflow 101, återanvändning av kod
• Exploatering – godtycklig exekvering av kod
• Injicering av skalkod
• Lab – Kodinjicering, exploatering med skalkod
• Buffer overflow på heapen
• Osäker avlänkning
• Fallstudie – Heartbleed
• Manipulering av pekare
• Modifiering av hopptabeller
• Överskrivning av funktionspekare
• Bästa praxis och några typiska misstag
• Osäkra funktioner
• Hantering av osäkra funktioner
• Lab – Fixa buffertöverflöd
• Vad är problemet med asctime()?
• Lab – Problemet med asctime()
• Använda std::string i C++
• Strängar som inte avslutas
• readlink() och strängavslutning
• Manipulera strängar i C-stil i C++
• Avsiktlig strängavslutning
• Lab – Förvirring kring strängavslutning
• Misstag vid beräkning av stränglängd
• Off-by-one-fel
• Allokera ingenting
• Testa för typiska misstag

DAG 2 — Förstärkning av minneshantering

• Runtime-skydd
• Runtime-instrumentering
• Address Space Layout Randomization (ASLR)
• ASLR på olika plattformar
• Labb – Effekter av ASLR
• Omgå ASLR – NOP-slädar
• Omgå ASLR – minnesläckage – ickekörbara minnesområden
• NX-biten
• Write XOR Execute (W^X)
• NX på olika plattformar
• Labb – Effekter av NX
• NX-omgåenden – Attacker mot återanvändning av kod
• Return-to-libc / arc injection
• Return Oriented Programming (ROP)
• Skydd mot ROP

Säkerhetstestning

• Säkerhetstestning kontra funktionstestning
• Manuella och automatiserade metoder
• Metodik för säkerhetstestning
• Säkerhetstestning – mål och metoder
• Översikt över processer för säkerhetstestning
• Identifiering och värdering av tillgångar
• Förberedelser
• Identifiering av tillgångar
• Identifiering av attackytan
• Tilldelning av säkerhetskrav
• Lab – Identifiering och värdering av tillgångar
• Hotmodellering
• SDL hotmodellering
• Mappning av STRIDE till DFD
• Exempel på DFD
• Attackera träd
• Exempel på angreppsträd
• Lab – Skapa ett angreppsträd
• Fall av missbruk
• Exempel på fall av missbruk
• Riskanalys
• Laboration – Riskanalys
• Rapportering, rekommendationer och granskning

Vanliga säkerhetsbrister i programvara

• Säkerhetsfunktioner
• Autentisering
• Grunderna för autentisering
• Multi-faktor autentisering
• Svagheter i autentiseringen
• Fallstudie – PayPal 2FA-bypass
• Lösenordshantering
• Inkommande lösenordshantering
• Lagring av kontolösenord
• Lösenord i transit
• Lab – Räcker det med att bara hasha lösenord?
• Dictionary attacks and brute forcing
• Salting
• Adaptiva hashfunktioner för lagring av lösenord
• Lösenordspolicy
• NIST authenticator requirements for memorized secrets
• Case study – The Ashley Madison data breach
• Attacken med ordbok
• Den ultimata sprickan
• Utnyttjande och lärdomar
• Migrering av lösenordsdatabas
• Testning av problem med lösenordshantering

DAG 3 — Vanliga säkerhetsbrister i programvara

• Validering av inmatning
• Principer för validering av indata
• Denylistor och allowlists
• Vad som ska valideras – attackytan
• Var ska man validera – försvar på djupet
• När ska man validera – validering kontra transformationer
• Validering med regex
• Injektion
• Injektionsprinciper
• Injektionsattacker
• Injektion av kod
• Injektion av OS-kommandon
• Lab – Kommandoinjektion
• Bästa praxis för injektion av OS-kommandon
• Undvik kommandoinjektion med rätt API:er
• Lab – Bästa praxis för kommandoinjektion
• Fallstudie – Shellshock
• Laboration – Shellshock
• Testning av kommandoinjektion – Processtyrning – Injektion av bibliotek
• Kapning av bibliotek
• Lab – Bibliotekskapning
• Problem med hantering av heltal
• Representera signerade tal
• Visualisering av heltal
• Heltal marknadsföring
• Överflöd av heltal
• Lab – Överflöd av heltal
• Förväxling av signerad och osignerad
• Fallstudie – Stockholmsbörsen
• Lab – Förväxling av signerade och osignerade tecken
• Trunkering av heltal
• Laboration – Trunkering av heltal
• Fallstudie – WannaCry
• Bästa praxis
• Upcasting
• Förberedande testning
• Testning efter konditionering
• Bästa praxis i C
• UBSan ändrar till aritmetik
• Lab – Hantering av heltalsöverskridanden på verktygskedjenivå i C och C++
• Bästa praxis i C++
• Laboration – Bästa praxis för hantering av heltal i C++
• Testning av numeriska problem
• Filer och strömmar
• Traversering av sökväg
• Lab – Traversering av sökväg
• Exempel på traversering av sökväg
• Bästa praxis för stigtraversering
• Lab – Kanonisering av sökväg
• Test för sökvägsgenomgång

Säkerhetstestning (fortsättning)

• Tekniker och verktyg för säkerhetstestning
• Kodanalys
• Statisk säkerhetstestning av applikationer (SAST)
• Laboration – Användning av verktyg för statisk analys
• Dynamisk analys
• Säkerhetstestning vid körning
• Penetrationstestning
• Stresstestning
• Dynamiska analysverktyg
• Dynamisk säkerhetstestning av applikationer (DAST)
• Fuzzing
• Fuzzing-tekniker
• Fuzzing – Observation av processen

Avslutning

• Principer för säker kodning
• Principer för robust programmering av Matt Bishop
• Principer för säker design av Saltzer och Schroeder
• Och nu då?
• Källor och vidare läsning om programvarusäkerhet
• Resurser för C och C++
• Resurser för säkerhetstestning