开发安全Java应用程序的13条规则

@高效码农  March 10, 2020

安全性是软件开发中最复杂,最广泛和最重要的方面之一。在开发周期结束时,软件安全性也经常被忽视,或者被简化为仅需进行少量调整。我们可以在年度主要数据安全漏洞清单中看到结果,该 清单在2019年总计超过30亿条暴露记录。如果Capital One可能发生这种情况,那么您也可能发生这种情况。

好消息是Java是具有许多内置安全性功能的长期开发平台。该Java安全包已经发生了强烈的战斗测试,并经常更新为新的安全漏洞。2017年9月发布的更新的Java EE安全API解决了云和微服务架构中的漏洞。Java生态系统还包括用于分析和报告安全性问题的各种工具。

但是,即使有了一个可靠的开发平台,也要保持警惕。应用程序开发是一项复杂的工作,漏洞可能隐藏在背景噪声中。您应该在应用程序开发的每个阶段都考虑安全性,从类级别的语言功能到API端点授权。

以下基本规则为构建更安全的Java应用程序奠定了良好的基础。

Java安全性规则#1:编写干净而强大的Java代码
漏洞喜欢隐藏在复杂性中,因此在不牺牲功能的情况下使代码尽可能简单。使用成熟的设计原则(例如 DRY)(不要重复),将帮助您编写更易于查看问题的代码。

始终在代码中公开尽可能少的信息。隐藏实施细节支持可维护和安全的代码。这三个技巧将大大有助于编写安全的Java代码:

充分利用 Java的访问修饰符。知道如何为类,方法及其属性声明不同的访问级别将大大保护代码。可以设为私有的所有内容都应该为私有的。
避免反思和内省。在某些情况下,应该使用这种高级技术,但是在大多数情况下,您应该避免使用它们。使用反射消除了强类型化,强类型化会引入弱点和代码不稳定。将类名与字符串进行比较很容易出错,并且很容易导致名称空间冲突。
始终定义尽可能小的API和接口表面。解耦组件并使它们在尽可能小的区域内交互。即使您的应用程序的某个区域感染了漏洞,其他区域也将是安全的。

Java安全性规则2:避免序列化
这是另一个编码技巧,但重要的是要成为一个规则。序列化接受远程输入,并将其转换为完全赋值的对象。它省去了构造函数和访问修饰符,并允许未知数据流成为JVM中的运行代码。结果,Java序列化在本质上是不安全的。

尽可能避免在Java代码中进行序列化/反序列化。相反,请考虑使用JSON或YAML之类的序列化格式。永远不要公开接收并作用于序列化流的不受保护的网络端点。这不过是混乱的欢迎垫

Java安全规则#3:永远不要公开未加密的凭证或PII
很难相信,但是这种可避免的错误会导致年复一年的痛苦。

当用户在浏览器中输入密码时,密码将以纯文本格式发送到您的服务器。那应该是它最后一次见面。您必须先通过单向密码对密码进行加密,然后再将其持久保存到数据库中,然后在每次与该值进行比较时再次进行加密。

密码规则适用于所有个人身份信息(PII):信用卡,社会保险号等。委托给您应用程序的任何个人信息都应得到最高程度的保护。

数据库中未加密的凭据或PII是一个巨大的安全漏洞,正在等待攻击者发现。同样,切勿将原始凭据写入日志,或以其他方式传输到文件或网络。而是为您的password创建一个盐腌哈希。请务必进行研究并使用推荐的哈希算法。

跳至规则4:始终使用库进行加密;不要自己动手。

Java安全规则4:使用已知和经过测试的库
尽可能使用已知的可靠库和框架。从密码哈希到REST API授权,这适用于整个范围。

幸运的是,Java及其生态系统支持您。对于应用程序安全性,Spring Security是事实上的标准。它提供了广泛的选择范围和灵活性,以适应任何应用程序体系结构,并且融合了多种安全方法。

解决安全性的第一个本能应该是进行研究。研究最佳实践,然后研究哪个图书馆将为您实施这些实践。例如,如果您要使用JSON Web令牌来管理身份验证和授权,请查看封装JWT的Java库,然后学习如何将其集成到Spring Security中。

即使使用可靠的工具,也很容易捆绑授权和身份验证。确保缓慢移动并仔细检查您所做的一切。

Java安全性规则5:对外部输入抱有偏执
无论是来自用户输入表单,数据存储区还是远程API,都不要信任外部输入。

SQL注入和跨站点脚本(XSS)只是最常见的攻击,可能是由于错误处理外部输入而导致的。一个不为人所知的例子(很多例子中的一个)是“ 十亿次攻击 ”,通过这种攻击,XML实体扩展会引起拒绝服务攻击。

每当您收到输入时,都应进行完整性检查和消毒。对于可能呈现给另一个工具或系统进行处理的任何事物尤其如此。例如,如果某些事情可能会成为OS命令行的参数,请当心!

一个特殊的众所周知的实例是SQL注入,它将在下一条规则中介绍。

Java安全规则#6:始终使用prepared statements语句来处理SQL参数
每当您构建一条SQL语句时,您都有可能插值一段可执行代码。

知道这一点后,始终 使用java.sql.PreparedStatement类创建SQL是一个好习惯。对于NoSQL存储(如MongoDB)也存在类似的功能。如果您使用的是ORM层,则实现将在后台使用PreparedStatements。

Java安全规则#7:不要出现调试的错误信息
生产中的错误消息可以为攻击者提供丰富的信息来源。堆栈跟踪尤其可以揭示有关您正在使用的技术及其使用方式的信息。避免向最终用户显示堆栈跟踪。

登录失败警报也属于此类别。通常接受的错误消息应为“登录失败”与“未找到该用户”或“密码错误”。为潜在的恶意用户提供尽可能少的帮助。

理想情况下,错误消息不应显示您应用程序的基础技术堆栈。保持该信息尽可能不透明。

ava安全性规则#8:使安全性的发布版本
截至2019年,Oracle 为Java实施了新的许可方案和发布时间表。不幸的是,对于开发人员而言,新的发布节奏并不能使事情变得更容易。但是,您仍然需要经常检查安全更新并将其应用到JRE和JDK。

通过定期检查Oracle主页以获取安全警报,确保知道可用的重要补丁程序 。每个季度,Oracle都会为Java的当前LTS(长期支持)版本提供一个自动补丁更新。问题是,只有在您购买Java支持许可证的情况下,该补丁才可用。

如果您的组织正在为此类许可证付费,请遵循自动更新路线。如果没有,您可能正在使用OpenJDK,则必须自己进行修补。在这种情况下,您可以应用二进制补丁,也可以简单地用最新版本替换现有的OpenJDK安装。或者,您可以使用商业支持的OpenJDK,例如Azul的Zulu Enterprise。

Java安全规则#9:查找依赖项漏洞
有许多工具可以自动扫描您的代码库和相关性漏洞。您所要做的就是使用它们。

OWASP(开放式Web应用程序安全性项目)是致力于改善代码安全性的组织。OWASP的值得信赖的高质量自动代码扫描工具列表 包括多个面向Java的工具。

定期检查您的代码库,但还要注意第三方依赖性。攻击者同时针对开放源代码库和封闭源代码库。监视对依赖项的更新,并在发布新的安全修复程序时更新系统。

Java安全规则#10:监视和记录用户活动
如果您没有主动监视应用程序,那么即使是简单的暴力攻击也可能成功。使用监视和日志记录工具来监视应用程序的运行状况。

如果您想确信监视为何如此重要,只需坐在应用程序侦听端口上观看TCP数据包即可。除了简单的用户交互之外,您还将看到各种活动。其中一些活动将是机器人和邪恶者扫描漏洞。

您应该记录和监视失败的登录尝试,并部署对策以防止远程客户端不受攻击地受到攻击。

监视可以提醒您无法解释的峰值,而日志记录可以帮助您了解攻击后出了什么问题。Java生态系统包括大量用于日志记录和监视的商业和开源解决方案。

Java安全规则#11:当心拒绝服务(DoS)攻击
每当您处理潜在的昂贵资源或进行潜在的昂贵操作时,都应防止资源使用失控。

Oracle在其“ Java SE安全编码指南”文档的“拒绝服务”标题下维护了针对此类问题的潜在媒介列表 。

基本上,每当您要执行昂贵的操作(例如将压缩文件解压缩)时,都应监视资源使用量是否爆炸。不信任文件清单。仅信任实际的磁盘或内存消耗,对其进行监视,并防止服务器过度使用。

同样,在某些处理中,务必注意意外的永久循环。如果怀疑存在环路,请添加一个保护措施以确保该环路正在进展中,并在环路看起来像僵尸时将其短路。

Java安全规则#12:考虑使用Java安全管理器
Java有一个安全管理器,可用于限制正在运行的进程可以访问的资源。它可以根据磁盘,内存,网络和JVM访问来隔离程序。缩小对应用程序的这些要求,可以减少攻击可能造成的危害。这种隔离也可能带来不便,这就是SecurityManager默认情况下未启用的原因。

您必须自己决定解决SecurityManager的强烈意见是否值得为您的应用程序提供额外的保护。请参阅Oracle文档,以了解有关Java安全管理器的语法和功能的更多信息。

Java安全规则#13:考虑使用外部云身份验证服务
某些应用程序仅必须拥有其用户数据。其余的,云服务提供商可能有意义。

到处搜索,您会发现一系列的云身份验证提供程序。这种服务的好处在于,提供者负责保护敏感的用户数据,而不是您。另一方面,添加身份验证服务会增加企业体系结构的复杂性。一些解决方案(例如FireBase Authentication)包括用于在整个堆栈中集成的SDK。



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