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

• 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

Packa upp

• 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