2018年1月31日水曜日

[書評]サイバー攻撃 ネット世界の裏側で起きていること

中島明日香氏の近著『サイバー攻撃 ネット世界の裏側で起きていること』を読んだので紹介したい。本書は、一見すると入門者向けの初歩的なセキュリティ解説書の体裁をとっているが、その内部に著者の恐ろしい野望が秘められていると感じた。

重要事項説明

  • 著者と評者には特筆すべき利害関係はない
  • 評者は本書を自費で購入した(献本等ではない)
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はじめに

本書は、ブルーバックスの1冊として、サイバーセキュリティの分野の、特に脆弱性について焦点をあて、入門的な解説を試みるものである。本書6ページから、「本書で扱う内容」の一節を引用しよう。
本書の目的は、適切なサイバー攻撃対策を講じる際の一助となることです。そこで、脆弱性そのものとそれを突く攻撃手法について、情報科学の知識を持たない人でも理解できるように、基本的なところから解説します。
この一節だけでも、本書の狙いが意欲的なものであることが分かる。情報科学の基礎知識のない人に対して、脆弱性の成り立ちを説明することがどんなに困難であるか、評者は身にしみて実感している。だが、私が驚いたのはここではなく、本書の目次である。目次を引用しよう。
第1章 サイバー攻撃で悪用される「脆弱性」とは何か
第2章 サイバー攻撃は防げるか:脆弱性の発見・管理・修正
第3章 プログラムの制御はいかにして乗っ取られるか:バッファオーバーフローの脆弱性
第4章 文字列の整形機能はいかにして攻撃に悪用されるか:書式指定文字列の脆弱性
第5章 いかにしてWebサイトに悪意あるコードが埋め込まれるか:クロスサイト・スクリプティングの脆弱性
第6章 機密情報はいかにして盗まれるか:SQLインジェクションの脆弱性
第7章 脆弱性と社会:脆弱性市場からサイバー戦争まで
第4章に注目いただきたい。何と「書式指定文字列の脆弱性」(CWE-134)が紹介されているではないか。よりによってマニアックな…ということもあるが、CWE-134を入門者向けに簡単なイラスト等で比喩的に説明するのは不可能ではないのか。著者はどうやってこれを説明するつもりなのか、評者の第一の興味はここにあった。

本書の構成

ここで本書の構成を概観しよう。
第1章では、脆弱性とは何かということで、「ソフトウェアとは何か」というところから話を起こしている。著者は脆弱性を「欠陥の中でとくに第三者が悪用可能なもの」と定義しており、これは評者の定義「脆弱性は悪用可能なバグ」とよく整合していて評者の満足度が少し高くなったw それはともかく、著者は、ソフトウェアの説明をその分類(ファームウェア、OS、ミドルウェア、アプリケーション)から丁寧かつ簡潔に始め、脆弱性が悪用されると何が怖いのか、なぜ脆弱性は生まれるのかというポイントを説明していく。
第2章は「サイバー攻撃は防げるか」として、脆弱性の歴史や、脆弱性情報共有のためのCVE、CVSS等の仕組み、脆弱性のライフサイクルやゼロデイ攻撃の説明、脆弱性の現状等を概観する。
第3章から第6章は、代表的な脆弱性として、バッファオーバーフロー、書式指定文字列の脆弱性、クロスサイト・スクリプティング、SQLインジェクションを取り上げ、詳しく説明していく。これらの章が本書の中核であろう。
第7章は、脆弱性と社会というテーマで、脆弱性にまつわる光と影のエコシステム(脆弱性報奨金・バグハンターや、脆弱性売買のブラックマーケット)の存在、サイバー戦争への言及と続き、最後は「いかにしてサイバー攻撃から身を守るか」で締められている。

本書の眼目は 3章から6章

前述のように、本書の眼目は、脆弱性というものを基本から解き明かす3章から6章にある。驚くべきことに、著者は、脆弱性を説明するに際して、比喩に逃げずに正面から脆弱性の成り立ちについて説明している。そのために、3章の冒頭は、簡素なC言語入門の様相を呈している。スタックオーバーフローについて理解するには、ソースコードをコンパイルして機械語にすること、関数や引数の概念、オートマチック変数を実現するスタックフレーム等の概念が必要になるが、著者は、プログラミングを知らない読者に向けて、これらを簡潔に説明していく。その上で、スタックベースのバッファオーバーフローの実際について、C言語ソース、アセンブリ言語のソース、機械語、図表等を交えながら丁寧に説明する。
バッファオーバーフローの実例として、著者はPHPの脆弱性 CVE-2011-1938 を取り上げているが、ここでも評者は驚くことになる。評者はかつて、この脆弱性をブログ記事で取り上げたことがあるからだ。

PHPのsocket_connect()関数における *つまらない* 脆弱性の話

当脆弱性を紹介した理由を著者は以下のように説明している。
本節で紹介したCVE-2011-1938の脆弱性は、ほとんど悪用される可能性はありません。なぜならば、攻撃者がsocket_connect関数の引数を指定できるケースはほとんどないためです。脆弱性の構造が単純で、初心者にもその仕組が把握しやすいため、この例を紹介しました。
実は評者も先のブログ記事で似たような説明をしているのだ。
memcpy関数でUNIXドメインソケットのソケット名をコピーしていますが、addr_lenのチェックをしていません。絵に描いたようなバッファオーバーフローですね…そもそもUNIXドメインのソケット名を外部から指定できるというシナリオが「あり得ない」状況です。UNIXドメインのソケット名を外部に公開する必要がなく、任意のソケット名を外部から指定できることによる脆弱性も考えられるからです。
さて、評者が本書を取り上げるきっかけになったのは何と言っても第4章の「書式指定文字列の脆弱性」である。著者はどのようにこの脆弱性を説明しているか。著者はまずprintf等の書式指定について説明を始め、書式指定子を外部から指定できることの問題点を詳細に説明している。書式指定子の指定によるバッファ書き換えの方法として、%n書式による悪用の実際を実に丁寧に、図やソースコードを交えて説明する。おそらく著者が一番書きたかったのはこの第4章なのだろう。
書式指定文字列の脆弱性としては、sudoの脆弱性 CVE-2012-0809 を取り上げ、脆弱なソースの紹介、脆弱性が混入した原因、修正後のソースの説明に至っている。ここの内容は評者も初めて知るもので興味深かった。

ここまで紹介した第3章と第4章はいわゆる「バイナリ」の分野だが、第5章と第6賞はウェブアプリケーションの脆弱性についてである。XSSやSQLインジェクションを説明するためには、脆弱性の説明の前に、HTTPやHTML、JavaScript、セッション、SQL等の要素技術を説明する必要がある。これだけで力尽きてしまいそうだが、著者はこれまで通り基礎事項の丁寧な説明を続ける。XSSとSQLインジェクションの基礎的な説明の後、悪用例として、XSSはセッションハイジャック、SQLインジェクションは認証回避とUNIONを用いた情報漏えいを紹介している。いずれも妥当な解説である。

著者の野望は果たされたか

冒頭で述べたように、著者は本書でプログラミングを知らない層向けに、脆弱性について詳しく説明を試みている。そのためにはプログラミングの知識が必要不可欠であるため、脆弱性の説明のために必要なプログラミングの知識から本書では説明が始まっている。実に野心的な試みと言わざるを得ない。
では、その著者の野心は成功しているのだろうか。これについて、評者は「分からない」と言うしかない。既に評者はプログラミングをある程度知っているので、プログラミングを知らない読者が本書を読んでどんな感想を持つかはわからないし、正直なところ、プログラミングをまったく知らない読者にとって、本書は難しいのではないかと思った。この点については、しかるべき読者の評を待ちたい。
ただし、本書は、プログラミングをある程度知っている読者にとっても極めて有益だ。なので、著者の狙いはともかくとして、本書の「現実の読者層」は、ある程度はプログラミングになじんでいるセキュリティ入門者なのではないかと思った。

ささいな指摘

いくつか軽微なミスを見つけたので報告しておこう。

・CVE-2011-1938が影響を受けるバージョンについて
本書P97にて、CVE-2011-1938は、「PHPのバージョン5.3.3~5.3.6に存在していました」と説明している。これは公式な説明がそうなので無理もないが、正しくは5.2.7~5.3.6である。詳しくは、前述の評者のブログ記事を参照されたし。

・SQLについて
「SQL(Structured Query Language)」はという説明があるが、ISO等の規格では、SQLは何かの略語ではないとされている(P172)。

・SQLインジェクションにおける認証回避の攻撃文字列
SQLインジェクションの攻撃例で、認証回避の文字列を以下のように説明しているが、
'OR'A'='A'
正しくは下記である(P181; 末尾のシングルクォーテーションが余計)
'OR'A'='A

まとめ

中島明日香氏の『サイバー攻撃 ネット世界の裏側で起きていること』を紹介した。プログラミングの知識のない層向けに脆弱性の本質を説明するという著者の試みはまことに野心的であり、評者はその野心と、野心の実現のための努力に敬意を表する。果たしてその野心が額面通りに実現されたかどうか、評者には判断できないが、少なくともプログラミングをある程度知る層に向けては、脆弱性についてのよい手引になると考える。



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