使用 Rational AppScan 保证 Web 应用的安全性

'); //-->'); //--> +r%P,|J7m:c0打印本页51Testing软件测试网)_j%gc YP 51Testing软件测试网$V Bnk` n.a9A@1C^   ad6F la"z5C|8uy0 51Testing软件测试网h-s.Hb7m$[q(@uf 将此页作为电子邮件发送 |+cG2hX3{$yM6q0 51Testing软件测试网%Nz2]G0f(P-F0v$EY   *k&x6^#u%@6{-Bi$A0 -o4x9aw0n)^Wz@4A0未显示需要 JavaScript. 的文档选项51Testing软件测试网E g,^XLK7ouq 51Testing软件测试网5jNch^,JI

 51Testing软件测试网PK+p
c/~G;^4j@

Web 应用现状

Web 应用的基础概念

在讨论 Web 应用安全之前，先简单介绍一下 Web 应用基础概念，这样便于理解为什么 Web 应用是脆弱的，容易受到攻击。51Testing软件测试网w@.{-z*F4o#o

v$mI.Ux#UDgT01、 什么是 Web 应用

;P,k4Ho9S%@-MVS)e0Web 应用是由动态脚本、编译过的代码等组合而成。它通常架设在 Web 服务器上，用户在 Web 浏览器上发送请求，这些请求使用 HTTP 协议，经过因特网和企业的 Web 应用交互，由 Web 应用和企业后台的数据库及其他动态内容通信。

4X$f%_@nT G#G$Z02、 Web 应用的架构51Testing软件测试网~7D?2u$TZrU

T"o(n#j0fBW2a@ {/d0尽管不同的企业会有不同的 Web 环境搭建方式，一个典型的 Web 应用通常是标准的三层架构模型，如图 1 所示。51Testing软件测试网i.G.k8O\L-f*?

\'Al;g!xe0在这种最常见的模型中，客户端是第一层；使用动态 Web 内容技术的部分属于中间层；数据库是第三层。用户通过 Web 浏览器发送请求（request）给中间层，由中间层将用户的请求转换为对后台数据的查询或是更新，并将最终的结果在浏览器上展示给用户。

.u D!G Kgm~0Web 应用安全全景51Testing软件测试网*Nbe?9b#C1x(n$k H

YC3Rkf:O$b*p6z:A }0当讨论起 Web 应用安全，我们经常会听到这样的回答：51Testing软件测试网1?+pD6t2pN-A%_]4d)E
“我们使用了防火墙”、“我们使用了网络脆弱扫描工具”、“我们使用了 SSL 技术”、“我们每个季度都会进行渗透测试”……所以，“我们的应用是安全的”。现实真是如此吗？让我们一起来看一下 Web 应用安全的全景图。

&Q8Ra^"a J+M0在企业 Web 应用的各个层面，都会使用不同的技术来确保安全性。为了保护客户端机器的安全，用户会安装防病毒软件；为了保证用户数据传输到企业 Web 服务器的传输安全，通信层通常会使用 SSL（安全套接层）技术加密数据；企业会使用防火墙和 IDS（入侵诊断系统）/IPS（入侵防御系统）来保证仅允许特定的访问，不必要暴露的端口和非法的访问，在这里都会被阻止；即使有防火墙，企业依然会使用身份认证机制授权用户访问 Web 应用。51Testing软件测试网X3XK(On6z1I,O

但是，即便有防病毒保护、防火墙和 IDS/IPS，企业仍然不得不允许一部分的通讯经过防火墙，毕竟 Web 应用的目的是为用户提供服务，保护措施可以关闭不必要暴露的端口，但是 Web 应用必须的 80 和 443 端口，是一定要开放的。可以顺利通过的这部分通讯，可能是善意的，也可能是恶意的，很难辨别。这里需要注意的是，Web 应用是由软件构成的，那么，它一定会包含缺陷（bugs），这些 bug 就可以被恶意的用户利用，他们通过执行各种恶意的操作，或者偷窃、或者操控、或者破坏 Web 应用中的重要信息。51Testing软件测试网,u ^6D0s ^u

M2|giG#\G0因此可以看出，企业的回答，并不能真正保证企业的应用安全：

• 网络脆弱性扫描工具，由于它仅仅用来分析网络层面的漏洞，不了解应用本身，所以不能彻底提高 Web 应用安全性；
• 防火墙可以阻止对重要端口的访问，但是 80 和 443 端口始终要开放，我们无法判断这两个端口中通讯数据是善意的访问还是恶意的攻击；
• SSL 可以加密数据，但是它仅仅保护了在传输过程中数据的安全性，并没有保护 Web 应用本身；
• 每个季度的渗透测试，无法满足处于不断变更之中的应用。

只要访问可以顺利通过企业的防火墙，Web 应用就毫无保留的呈现在用户面前。只有加强 Web 应用自身的安全，才是真正的 Web 应用安全解决之道。51Testing软件测试网$}8R"x3G~

+U#]f(u4}8Bs0

i?xhvA U#~0常见的 Web 应用攻击

两个重要的国际应用安全组织

在讨论常见的 Web 应用攻击之前，我们需要先了解两个组织：WASC 和 OWASP。这两个组织在呼吁企业加强应用安全意识和指导企业开发安全的 Web 应用方面，起到了重要的作用。

w_&s-wFO/Eq|0Web Application Security Consortium（WASC），是一个由安全专家、行业顾问和诸多组织的代表组成的国际团体。他们负责为 WWW 制定被广为接受的应用安全标准。WASC 组织的关键项目之一是“Web 安全威胁分类”，也就是将 Web 应用所受到的威胁、攻击进行说明并归纳成具有共同特征的分类。该项目的目的是针对 Web 应用的安全隐患，制定和推广行业标准术语。WASC 将 Web 应用安全威胁分为如下六类：

Authentication（验证）

用来确认某用户、服务或是应用身份的攻击手段。

Authorization（授权）

用来决定是否某用户、服务或是应用具有执行请求动作必要权限的攻击手段。

Client-Side Attacks（客户侧攻击）

用来扰乱或是探测 Web 站点用户的攻击手段。

Command Execution（命令执行）

在 Web 站点上执行远程命令的攻击手段。

Information Disclosure（信息暴露）

用来获取 Web 站点具体系统信息的攻击手段。

Logical Attacks（逻辑性攻击）

用来扰乱或是探测 Web 应用逻辑流程的攻击手段。

NQ&m;u:t4^0可以通过如下的网址访问该组织网站，获得更多详细信息：www.webappsec.org。也可以通过参考资料中链接，具体了解“Web 安全威胁分类”项目。51Testing软件测试网])V)~&WHS3?8dfwM

&FD]N2S0Open Web Application Security Project（OWASP），该组织致力于发现和解决不安全 Web 应用的根本原因。它们最重要的项目之一是“Web 应用的十大安全隐患”，总结了目前 Web 应用最常受到的十种攻击手段，并且按照攻击发生的概率进行了排序。这个项目的目的是统一业界最关键的 Web 应用安全隐患，并且加强企业对 Web 应用安全的意识。

k5KJ'v8A4N\7t0可以通过如下的网址访问该组织，了解更为详细的信息：www.owasp.org。也可以通过参考资料中链接，具体了解“Web 应用十大安全隐患”项目。

1_f@M(`M;c0IBM Rational，是上述两个组织的成员。

常见的 Web 应用攻击示例

在 OWASP 组织列举的十大 Web 应用安全隐患中，有两个概率最高的攻击手段，它们分别是“跨站点脚本攻击”（Cross-Site Scripting）和“注入缺陷”（Injection Flaws）。下面将通过举例来说明这两种攻击是如何实施的。51Testing软件测试网d2GY#Bx)tU^

1、 跨站点脚本攻击51Testing软件测试网;@2RNl:u3~2iM:aj7i

*D3^8n'j/n*Z&\o0首先来看一下跨站点脚本的利用过程，如图 4。

#P Rx9v8a1GZ.|"z"E0在上图中，恶意攻击者（这里使用 Evil.org 表示）通过 E-mail 或 HTTP 将某银行的网址链接发给用户（银行用 bank.com 表示），该链接中附加了恶意的脚本（上图步骤一）；用户访问发来的链接，进入银行网站，同时，嵌在链接中的脚本被用户的浏览器执行（上图步骤二、三）；用户在银行网站的所有操作，包括用户的 cookie 和 session 信息，都被脚本收集到，并且在用户毫不知情的情况下发送给恶意攻击者（上图步骤四）；恶意攻击者使用偷来的 session 信息，伪装成该用户，进入银行网站，进行非法活动（上图步骤五）。

因此，只要 Web 应用中，有可被恶意攻击者利用执行脚本的地方，都存在极大的安全隐患。黑客们如果可以让用户执行他们提供的脚本，就可以从用户正在浏览的域中偷到他的个人信息、可以完全修改用户看到的页面内容、跟踪用户在浏览器中的每一个动作，甚至利用用户浏览器的缺陷完全控制用户的机器。

目前，跨站点脚本攻击是最大的安全风险。51Testing软件测试网8FKTQ|

];b6R5I6s.pLP*y W02、 注入缺陷

*?4_4[3b"H j_$G*l.YD0目前的 Web 应用中，绝大多数都会向用户提供一个接口，用来进行权限验证、搜索、查询信息等功能。比如一个在线银行应用，首先会有对注册客户进行身份验证的登录界面，在正确登录后，会提供更多交互功能，如根据客户的银行卡号信息，查询客户的最近交易、转账细节等。这些都是注入缺陷的最佳利用场景。所谓注入缺陷，就是在上述场景中，用户输入的数据被当做命令和查询的一部分，送到后端的解释器中解释执行。如果用户的输入是正常合法的，Web 应用自然会返回正常合理的结果，但是，如果恶意攻击者，利用输入数据可被后台执行的原理，偷梁换柱，使用非法的输入，脆弱的 Web 应用会怎样呢？51Testing软件测试网u2RJ[:`Z yAr'm

下面我们举一个例子来说明注入缺陷是如何进行的。在一个交易网站中，用户必须输入产品 ID 号才可以查看该产品的详细信息。为了实现这个需求，通常会用 SQL 语句查询数据库来实现。开发人员在编写应用程序时，可能会使用如下的 SQL 语句来实现上述目的（这里仅为示例）：

1)Select * from products where product_id = ` + 用户输入的 ID + `51Testing软件测试网Ssp,]N*^"T(I_+}Q

8Tl7`(UX:kE0这里的 products 是数据库中用来存放产品信息的表，＋号表示 SQL 语句需要和用户输入的真实 ID 进行拼接。如果用户输入 325，则该语句在执行时变为：

Select * from products where product_id = ` 325 `

X$X:vV-aAV0数据库会将 ID 为 325 的产品信息返回给用户。

fC}7l/{S;Blhk~9c)N2P02) 在界面上，需要用户输入产品 ID 的地方，黑客会输入如下数据：51Testing软件测试网1M:\dz'Vf@0G

` or `1`= `1

9MA SW)W e0可以看到，黑客并没有输入正常合法的产品编号。51Testing软件测试网)e4Iu9K+x @/T1o

k#^JZ Qak03) 通过黑客的非法输入，需要执行的 SQL 语句变为：

Select * from products where product_id = ` ` or `1`=`1`

8]']0U)Ft}qA-v?-[$g0可以看出，SQL 语句的意义就完全改变了，当产品 ID 为空或者 1＝1 时，返回产品所有信息，而 1＝1 是永远成立的条件，因此，黑客并没有输入任何产品编号，就可以返回数据库中所有产品的详细信息。51Testing软件测试网!g |y(L ]9n

dk,Kn9UG~_0通过这个例子，我们可以看出，注入缺陷是风险非常高的安全漏洞，一旦 Web 应用中给用户提供了需要其输入数据的接口，就有可能遭到攻击，将后台的数据完全暴露在用户的面前。51Testing软件测试网(to!oNk_0D2n

I9K(Wo!KC
s2u0上述说明的“跨站点脚本攻击”和“注入缺陷攻击”，是目前 Web 应用中比例最高的两种攻击手段，按照 OWASP 的项目排序，还有如下八种风险性较高的攻击方法：51Testing软件测试网3@k4E8U6Z4Yg

• Malicious File Execution（恶意文件执行）；
• Insecure Direct Object Reference（不安全的直接对象引用）；
• Cross-Site Request Forgery（跨站点的请求伪造）；
• Information Leakage and Improper Error Handling（信息泄漏和不正确的错误处理）；
• Broken Authentication & Session Management（损坏的认证和 Session 管理）；
• Insecure Cryptographic Storage（不安全的密码存储）；
• Insecure Communications（不安全的通信）；
• Failure to Restrict URL Access（未能限制 URL 访问）

m,LGO;b7e^ c h @0在这里，我们就不过多的讨论这几种安全隐患，可以使用 3.1 节中提供的链接得到更多的描述信息。51Testing软件测试网3wv T6o/q&S

V#Kd|(K1D9u0

L6wGoS!f V+Zlw0 l$jHsY,w0W4\0 回页首

?r2}$k2G[6SjU0构筑安全的 Web 应用51Testing软件测试网;G!l1e I(u-pI{5if

)q9b}:V {9p~0功能和性能，往往是我们衡量应用是否满足需求的指标，但是，对于载体为 Internet 的特殊应用－Web 应用而言，安全性也是必要的考量标准，皮之不存，毛将焉附？如果失去了安全性，即使功能再完备、性能再可靠的 Web 应用，一旦遭到黑客的攻击和破坏，一切都失去了意义。因此企业，尤其是提供 Web 应用的企业，一定要加强对应用安全的重视程度。

XV
^*]6zOkC0针对目前 Web 应用安全性不高的现状，IBM Rational 提出了构筑安全 Web 应用的解决方案。

加强全员应用安全性意识51Testing软件测试网WY&\D.D`

8]O+b*ky8{1Kd0一个根本、底层的战略手段就是加强企业全员的应用安全意识。正如前面所阐述过的，对于应用而言，无论是开发人员、测试人员、质量管理人员还是项目经理、企业高层，都会对其功能和性能做更多的关注，这也是由于早期应用多为 C/S 架构的应用，安全问题并不突出。但是在当今的环境，就不得不将安全作为应用质量的基础。

图 5 中功能、易用性、可靠性、性能、可支持性，是由 Rational Unified Process（RUP）定义的 FURPS 质量模型，它告诉我们应用的质量需要从这几个方面着手衡量，对于 Web 应用，就必须将安全性作为质量模型的基础条件。

要加强全员应用安全意识，就需要对每一个相关角色落实安全要求。

7y;LD:Mn'q7kK01) 对于需求分析、设计人员而言，是否已将产品的安全性考虑到产品的需求设计中，从而保证在项目初期，安全因素已被关注；

2) 对于开发人员，在应用中实现了身份认证等安全功能，并不意味着在编程中已考虑到了应用安全性，它们还必须掌握 Web 应用安全编程规范等技术；

UVs3v-qCM;Y8L03) 对于测试人员，验证了应用的 FURPS，不能保证产品已具备安全性，还需要借助其他工具或平台，对应用的安全隐患，进行自动化的扫描，得出全面的安全性报告；

Q:w9cah04) 对于质量管理人员，产品的质量过关，也不等于产品已经安全可靠，他们和测试人员一样，需要借助工具，掌握 Web 应用全面的安全隐患汇总和分析。

Yi-_.^tDjzi*Q&x0使用先进的工具确保软件开发生命周期中的安全性

,TY8}\ Dz"}6^
Q]0在企业全员都具有了应用安全意识之后，必须将该意识贯彻到项目的具体工作之中，除了要求每个人具备严谨认真、不断学习的态度之外，还需要借助先进的工具，对开发的 Web 应用进行自动化的安全隐患发现、分析、报告、提供修复意见等工作，建立人工检查和自动化工具配合的完整保障措施。IBM Rational AppScan，正是这样一种 Web 应用自动化诊断工具，下面我们对其进行简单的介绍。

Rational AppScan，是对 Web 应用和 Web Services 进行自动化安全扫描的黑盒工具，它不但可以简化企业发现和修复 Web 应用安全隐患的过程（因为这些工作，以往都是由人工进行，成本相对较高，但是效率却非常低下），还可以根据发现的安全隐患，提出针对性的修复建议，并能形成多种符合法规、行业标准的报告，方便相关人员全面了解企业应用的安全状况。图 6 说明了 AppScan 在软件开发生命周期中的各个阶段，都可以协助安全隐患的诊断。51Testing软件测试网G/@6u'km

1) 开发过程中的安全保障51Testing软件测试网z W{]c

AppScan DE（AppScan 开发版）可以作为多种平台的插件，这些平台包括 Eclipse、WebSphere、Visual Studio、JBuilder，协助开发人员对编写的模块进行自我安全诊断。图 7 是 AppScan DE 作为 Visual Studio 插件使用的示例。

'Kr;^Rn9|R:U&iF02) 质量管理过程中的安全保障51Testing软件测试网
` o2?cK;y*Q

{X'k#u\ maf*]0通过和 Rational ClearQuest 的集成，AppScan 可以将发现的安全隐患方便的导入到变更管理平台中，确保发现的每一个问题，都被记录，并详细跟踪其在整个修复过程中的状态变化。如图 8 所示。51Testing软件测试网 dWAY+u2id~*S

G-X;j@ e B-LR6m3Z0除 Rational ClearQuest 之外，AppScan 还可以和 Mercury 的 Quality Center 集成。

D-}]$@~hv2d03) 在集成和发布阶段中的安全保障

(A(z#~*|6y~ek0在集成和发布阶段，可以通过简单的配置，使用 AppScan 对应用进行全面的扫描，企业仅需要指明 Web 应用的入口链接，AppScan 就会利用网络爬行（Crawling）技术，遍历应用中所有需要测试的链接，并对每个链接发送多种测试参数，诊断其有无漏洞可被利用。最后将结果呈现在用户面前。如图 9 是对示例网站 http://demo.testfire.net 进行诊断的结果。

8P7OOe[;o(n3k h2N0从结果可以看出，本次诊断共发现了 88 个安全隐患，并按照严重程度进行了统计。诊断结果的中部，显示了 AppScan 扫描出来的应用结构、每个模块或链接包含的漏洞数；右上方则按照严重程度，对扫描出来的漏洞进行了分类；结果的右下方对每一种隐患，进行了解释，并提出了详细的修复建议，同时说明了为发现这个漏洞，AppScan 发送了哪些测试参数等。

4) 对诊断结果进行全面的分析和报告51Testing软件测试网2n5v6\ B4^V

N {(b!O1D0Rational AppScan 不仅可以对 Web 应用进行自动化的扫描、指出安全漏洞的修复意见，还可以将诊断结果，使用不同的行业标准、法规，形成针对性的报告，让相关人员对应用安全状况和法规遵从等有了全面的认识。如图 10，左图是 AppScan 可以自动生成的行业标准报告，而右图则是近 40 种的法规遵从报告，如赛班斯法规遵从等。51Testing软件测试网Z!D7S3ax,}W

$R2X5`9r} M&}g%~,d0

小结

通过上述对 Web 应用现状和常见的 Web 应用攻击示例分析，我们可以看出，目前因特网上的 Web 应用，存在着极大的安全隐患和风险，企业对 Web 应用安全的保护，已经刻不容缓。IBM Rational AppScan，作为先进的 Web 应用自动化诊断工具，可以协助企业在整个 Web 应用开发生命周期，将安全意识贯彻到企业全员具体的工作中，高效率的发现应用中存在的安全隐患、给出详细的修复建议、并生成多种符合行业标准和法规的报告，已在全球拥有近千个成功案例，是一个完整的、端到端的 Web 应用安全解决方案，能真正为企业的 Web 应用披上安全的盔甲51Testing软件测试网8PX[o-X/F6|S