Вебинар: Парсим С++ - 25.10
Впервые поддержка классификации CWE появилась в PVS-Studio с релизом 6.21, который состоялся 15 января 2018 года. С тех пор прошло уже очень много времени, и хотелось бы рассказать об улучшениях, связанных с поддержкой этой классификации в последних версиях анализатора.
Мы позиционируем анализатор PVS-Studio не только как средство для поиска опечаток и ошибок в коде, но и как инструмент статического тестирования защищённости приложений (Static Application Security Testing, SAST). Для этого необходимо уметь находить ошибки и потенциальные уязвимости, а также сопоставлять их с различными стандартами (например CWE, OWASP, SEI CERT, MISRA, AUTOSAR). Почему именно потенциальные уязвимости? Потому что они (CWE) станут реальными уязвимостями (CVE), только если кто-нибудь начнёт их эксплуатировать. А для этого нередко должно совпасть множество порой не связанных между собой факторов.
Именно с этой целью мы решили проверить, а насколько же хорошо PVS-Studio покрывает самые распространённые на данный момент дефекты. Для этого достаточно обратиться к списку CWE Top 25, который мы почему-то долго обходили стороной. Что ж, пора исправляться!
Думаю, для продолжения не помешает освежить в памяти основные моменты и определения. Если вы хорошо ориентируетесь в терминологии, знаете, чем отличается CVE от CWE, зачем нужен CVSS, как ранжируется CWE Top 25, то можете пропустить этот раздел. Остальным настоятельно советую ознакомиться для удобства дальнейшего чтения. Далее довольно вольный перевод и интерпретация некоторых пунктов CWE FAQ и CVE FAQ:
Чем "дефект" (недостаток) отличается от уязвимости в ПО?
Дефекты (недостатки) – это ошибки, сбои и прочие проблемы реализации, проектирования или архитектуры программного обеспечения, которые могут привести к уязвимостям.
Уязвимости – уже найденные кем-то ошибки, которые могут быть напрямую использованы злоумышленниками для получения доступа к системе или сети, нарушения работы сервисов и так далее.
Что такое CWE, чем отличается от CVE и при чем тут CVSS?
Что такое CWE Top 25?
CWE Top 25 – это список наиболее опасных и распространённых недостатков. Эти недостатки опасны потому, что часто их легко найти и использовать. Они могут позволить злоумышленникам помешать работе приложения, украсть данные или даже полностью захватить систему. CWE Top 25 – это значимый ресурс сообщества, который может помочь разработчикам, тестировщикам, пользователям, а также руководителям проектов, исследователям безопасности и преподавателям получить представление о наиболее распространённых и опасных на данный момент недостатках безопасности.
Каков алгоритм составления и ранжирования списка CWE Top 25?
При составлении текущей редакции списка CWE Top 25 были использованы данные, полученные из национальной базы данных уязвимостей США (U.D. National Vulnerability Database (NVD)) за 2019–2020 годы. Далее команда исследователей использовала на полученных данных собственную формулу для расчёта порядка ранжирования, учитывающую частоту, с которой какой-либо недостаток (CWE) является основной причиной уязвимости, и потенциальную опасность эксплуатации. Частота и прогнозируемая серьёзность нормализованы относительно своих минимальных и максимальных значений.
Для вычисления частоты упоминания в формуле подсчитывается, сколько раз CVE ссылались на CWE в базе данных NVD. В расчёте используются только те CVE, которые имеют ссылку на CWE, поскольку использование полного набора данных привело бы к очень низким показателям частоты и незначительной разнице между различными типами дефектов.
Freq = {count(CWE_X' ∈ NVD) for each CWE_X' in NVD}
Fr(CWE_X) = (count(CWE_X ∈ NVD) - min(Freq)) / (max(Freq) - min(Freq))
Другим важным компонентом формулы ранжирования является расчёт серьёзности недостатка, который вычисляется по формуле:
Sv(CWE_X) = (average_CVSS_for_CWE_X - min(CVSS)) / (max(CVSS) - min(CVSS))
Ну и в конце вычисляется итоговая оценка путём перемножения оценки частоты упоминания на оценку серьёзности.
Score(CWE_X) = Fr(CWE_X) * Sv(CWE_X) * 100
Хотя этот метод и вносит некоторую предвзятость за счёт анализа только обнаруженных уязвимостей и потенциально может исключить широкий пласт данных, команда CWE считает, что в результате каждый год будет составляться более точный список CWE Top 25.
CWE Top 25 действительно обновляется каждый год?
Да, CWE Top 25 обновляется ежегодно. Предыдущие выпуски CWE Top 25 можно посмотреть в архиве.
Кто занимается составлением CWE Top 25?
Сообщество CWE включает как отдельных исследователей, так и представителей многочисленных организаций, научного сообщества и государственных структур, заинтересованных в активном сокращении и устранении недостатков в программном обеспечении. Конкретный список участников команды CWE можно получить на странице "CWE Community Members".
И зачем мне это знать?
Сегодня CWE используется как основное средство при обсуждении устранения и/или смягчения недостатков безопасности в архитектуре, дизайне, коде и реализации программного обеспечения. Организации используют CWE в качестве стандартной меры для оценки инструментов проверки безопасности ПО и в качестве общего базового стандарта для идентификации, предупреждения и смягчения негативных последствий.
Пару примеров ошибок?
Классификация CWE покрывает наиболее часто встречающиеся проблемы с разработкой ПО и различного оборудования. Например:
Более подробно познакомиться с классификацией можно на сайте cwe.mitre.org.
С момента начала использования классификации CWE для диагностик PVS-Studio прошло более трёх лет, и хотелось бы отметить существенное увеличение их количества. Если в 2018 году мы покрывали всего 94 пункта списка CWE, то сейчас уже почти 130. Однако сегодня у нас разговор не про общее количество диагностик, а только про те, что входят в список наиболее опасных в 2021 году. Если же вас интересует полный список, то ознакомиться с ним можно в разделе "Соответствие CWE" нашей документации.
Ниже представлена таблица соответствия между списком CWE Top 25 2021 и диагностиками PVS-Studio с разделением по языкам программирования. В дальнейшем мы собираемся регулярно обновлять таблицу с покрытием CWE Top 25 на нашем сайте.
# |
CWE ID |
Имя |
Оценка |
Диагностики PVS-Studio |
---|---|---|---|---|
1 |
Out-of-bounds Write |
65,93 |
C#: V3106 Java: V6025 |
|
2 |
Improper Neutralization of Input During Web Page Generation ('Cross-site Scripting') |
46,84 |
C#: V5610 |
|
3 |
Out-of-bounds Read |
24,90 |
C#: V3106 Java: V6025 |
|
4 |
Improper Input Validation |
20,47 |
||
5 |
Improper Neutralization of Special Elements used in an OS Command ('OS Command Injection') |
19,55 |
||
6 |
Improper Neutralization of Special Elements used in an SQL Command ('SQL Injection') |
19,54 |
C#: V5608 |
|
7 |
Use After Free |
16,83 |
||
8 |
Improper Limitation of a Pathname to a Restricted Directory ('Path Traversal') |
14,69 |
C#: V5609 |
|
9 |
Cross-Site Request Forgery (CSRF) |
14,46 |
Coming in the future |
|
10 |
Unrestricted Upload of File with Dangerous Type |
8,45 |
Coming in the future |
|
11 |
Missing Authentication for Critical Function |
7,93 |
Coming in the future |
|
12 |
Integer Overflow or Wraparound |
7,12 |
C++: V629, V658, V673, V683, V1026, V1028, V5004, V5005, V5006, V5007, V5010, V5011 C#: V3113 Java: V6105 |
|
13 |
Deserialization of Untrusted Data |
6,71 |
C#: V5611 |
|
14 |
Improper Authentication |
6,58 |
Coming in the future |
|
15 |
NULL Pointer Dereference |
6,54 |
C++: V522, V595, V664, V713, V1004 C#: V3027, V3042, V3080, V3095, V3100, V3125, V3145, V3146, V3148, V3149, V3152, V3153, V3168 |
|
16 |
Use of Hard-coded Credentials |
6,27 |
C++: V5013 C#: V5601 Java: V5305 |
|
17 |
Improper Restriction of Operations within the Bounds of a Memory Buffer |
5,84 |
||
18 |
Missing Authorization |
5,47 |
Coming in the future |
|
19 |
Incorrect Default Permissions |
5,09 |
Coming in the future |
|
20 |
Exposure of Sensitive Information to an Unauthorized Actor |
4,74 |
Coming in the future |
|
21 |
Insufficiently Protected Credentials |
4,21 |
Coming in the future |
|
22 |
Incorrect Permission Assignment for Critical Resource |
4,20 |
Coming in the future |
|
23 |
Improper Restriction of XML External Entity Reference |
4,02 |
Coming in the future |
|
24 |
Server-Side Request Forgery (SSRF) |
3,78 |
Coming in the future |
|
25 |
Improper Neutralization of Special Elements used in a Command ('Command Injection') |
3,58 |
Coming in the future |
Как видно из таблицы, на данный момент статический анализатор PVS-Studio обеспечивает покрытие 52% (13 из 25) списка CWE Top 25 2021. Вроде 52% это не так и много, но тут стоит учесть, что работы в этом направлении продолжаются и в будущем мы сможем находить ещё больше дефектов. Если же сократить этот список до 10 наиболее опасных и распространённых недостатков, то картина станет лучше — общее покрытие вырастет до 80%. :) Но это уже совсем другая история.
Для самых искушённых предлагаю посмотреть краткую статистку по передвижениям в CWE Top 25 за последний год.
Пять самых крупных передвижений вверх:
# |
CWE ID |
Название |
Позиция в 2020 г |
Позиция в 2021 г |
Изменение за год |
---|---|---|---|---|---|
1 |
Incorrect Default Permissions |
41 |
19 |
22▲ |
|
2 |
Missing Authentication for Critical Function |
24 |
11 |
13▲ |
|
3 |
Deserialization of Untrusted Data |
21 |
13 |
8▲ |
|
4 |
Missing Authorization |
25 |
18 |
7▲ |
|
5 |
Improper Neutralization of Special Elements used in a Command ('Command Injection') |
31 |
25 |
6▲ |
Пять самых крупных передвижений вниз:
# |
CWE ID |
Название |
Позиция в 2020 г |
Позиция в 2021 г |
Изменение за год |
---|---|---|---|---|---|
1 |
Exposure of Sensitive Information to an Unauthorized Actor |
7 |
20 |
13▼ |
|
2 |
Improper Restriction of Operations within the Bounds of a Memory Buffer |
5 |
17 |
12▼ |
|
3 |
Improper Control of Generation of Code ('Code Injection') |
17 |
28 |
11▼ |
|
4 |
Improper Privilege Management |
22 |
29 |
7▼ |
|
5 |
Incorrect Permission Assignment for Critical Resource |
16 |
22 |
6▼ |
Большинство CWE, представленных в таблице выше, относятся к категориям, которые трудно поддаются анализу. Объяснить их снижение в рейтинге (а соответственно и появление в этой таблице) можно тем, что сообщество улучшило свои образовательные, инструментальные и аналитические возможности, тем самым уменьшив частоту упоминания ошибок, относящихся к данным категориям.
"Новички" в Top 25:
# |
CWE ID |
Название |
Позиция в 2020 г |
Позиция в 2021 г |
Изменение за год |
---|---|---|---|---|---|
1 |
Incorrect Default Permissions |
41 |
19 |
22▲ |
|
2 |
Server-Side Request Forgery (SSRF) |
27 |
24 |
3▲ |
|
3 |
Improper Neutralization of Special Elements used in a Command ('Command Injection') |
31 |
25 |
6▲ |
Ну и в конце – дефекты, которые выбыли из CWE Top 25 в 2021 году:
# |
CWE ID |
Название |
Позиция в 2020 г |
Позиция в 2021 г |
Изменение за год |
---|---|---|---|---|---|
1 |
Uncontrolled Resource Consumption |
23 |
27 |
4▼ |
|
2 |
Improper Control of Generation of Code ('Code Injection') |
17 |
28 |
11▼ |
|
3 |
Improper Privilege Management |
22 |
29 |
7▼ |
Надеюсь, что данный материал был для вас интересен и помог разобраться в актуальной терминологии.
К счастью, в борьбе с потенциальными уязвимостями нам могут помочь статические анализаторы и поэтому, по традиции, мне хотелось бы предложить вам скачать и попробовать проверить свой проект статическим анализатором PVS-Studio. Вдруг и у вас в код закралась парочка CWE, которые только и ждут удобного момента, чтобы стать полноценными CVE :)
0