目前，軟件開發(fā)人員在兼顧軟件性能、功能、易用性、架構和可觀測性等的同時，還需要重點關注系統(tǒng)應用的安全問題。面對復雜的工作需要，軟件專業(yè)人員可以采取工具進行協(xié)助，而威脅建模正是確保系統(tǒng)應用安全的工具之一。本文將主要對威脅建模的定義、價值以及威脅建模的應用等進行詳細介紹。
威脅建模的定義
威脅建模是識別并評估如何管理系統(tǒng)中的安全弱點的過程。安全弱點好比一場戰(zhàn)斗，威脅建模能夠幫助開發(fā)人員知道敵人可能在哪里發(fā)動攻擊，將會受到多大的傷亡，從而幫助企業(yè)建立有效的防御體系。
威脅建模的應用價值主要包括：
更清楚地了解安全需求
威脅建模將幫助企業(yè)明確精力應該優(yōu)先投入在哪里、應該優(yōu)先考慮哪些方面等。
反饋更快速、修復更省錢
威脅建模可以幫助企業(yè)盡早發(fā)現設計過程中的問題，在漏洞出現之前消除，這意味著不會失去客戶的信任。
增加信心
恐懼未知會導致非理性的危險行為。整體安全常常給人以迷宮的感覺，但威脅建模可以幫助企業(yè)可以走出迷宮，讓企業(yè)有信心迅速采取行動，推進創(chuàng)新的計劃。
改進產品質量
安全歷來是一種看不見的特性，很難量化。當開發(fā)人員急于向客戶交付產品時，常常將安全拋在設計的后面。最近的許多數據泄露事件就是佐證。威脅建模讓安全可以量化，被賦予相應的優(yōu)先級。
威脅建模的類型與方法
以資產為中心的威脅模型，側重于系統(tǒng)的不同部分或資產（通常是攻擊面或信任邊界）。然后分析資產可能面臨的各種潛在攻擊途徑。
以攻擊者為中心的威脅模型，讓組織洞察威脅/攻擊者的思維模式。他們在找什么？他們如何在系統(tǒng)中找到信息并利用它？然后組織把這些想法與可能有關的攻擊面聯(lián)系起來。
以軟件為中心的威脅模型，使用設計和圖表來直觀呈現威脅和攻擊面。這是主流的威脅建模方法，可以更全面、更清晰地洞察漏洞。
威脅建模有許多方法，但在團隊選擇一種或多種方法之前，有必要從更簡單的方面入手，重點考慮關鍵問題：
1. 我們在開發(fā)什么？
先要了解我們在開發(fā)什么：新軟件、物聯(lián)網生態(tài)系統(tǒng)還是功能？為此創(chuàng)建數據流程圖也很有用，然后我們可以標注系統(tǒng)的信任邊界。
2. 會出現什么問題？
針對數據流圖中的每個要素或聯(lián)系列出潛在的威脅。在這一步還可以充分利用安全卡、STRIDE或殺傷鏈等方法。
3. 應該如何做？
根據系統(tǒng)的當前狀態(tài)和潛在威脅，開始跟蹤漏洞，并確定優(yōu)先級。具體表現為需求中的惡意用戶故事或測試用例。制定管理這些漏洞的措施：
緩解：使系統(tǒng)更難被利用，比如默認要求身份驗證才可訪問應用程序。
消除：盡量減少功能，以縮小應用程序的攻擊面。
轉移：轉移處理風險的責任。比如，利用API管理器來處理身份驗證。
接受：緩解、消除或轉移風險可能成本過高；接受風險是最后的手段。我們仍需要將此記錄下來，以便所有人意識到剩余風險。
確保上面的第1步到第3步足夠具體、可操作，以便將來針對發(fā)現的新威脅作修訂調整。這好比敏捷方法中的回顧。數據流程圖是活文檔，我們可以定期更新、管理控制版本。
威脅建模的常見模型
安全卡
安全卡方法不是很全面，但可以對開發(fā)的系統(tǒng)和威脅的具體例子提出探索性問題。該方法由華盛頓大學的Tamara Denning、Batya Friedman和Tadayoshi Kohno于2013年開發(fā)，包括四個維度的探索性問題：
對手的動機
對手的資源
對手的方法
人員的影響
STRIDE模型
微軟的Praerit Garg和Loren Kohnfelder開發(fā)了STRIDE，這種方法列出了系統(tǒng)威脅的一般類別：
欺騙：我們如何確保用戶的真實性？
篡改：我們如何核查數據的完整性？
拒絕：我們如何審計系統(tǒng)中的操作，驗證某人有沒有企圖做某事？
信息泄露：我們如何避免機密信息被不應該看到的人看到？
拒絕服務：我們如何防止資源被惡意耗盡？
權限提升：我們如何阻止某人獲得不應該被授權獲得的額外權限？
DREAD
DREAD用于量化威脅帶來的風險，每個字母代表計算風險時考慮的因素。DREAD風險=損害+可重現性+可利用性+受影響用戶+可發(fā)現性。DREAD在確定威脅優(yōu)先級方面非常有用。如果企業(yè)面臨眾多威脅，又不清楚當前面臨的風險，DREAD是明智的選擇。
PASTA
PASTA代表“攻擊模擬和威脅分析流程”。它是2012年開發(fā)的一種以風險為中心的威脅建模方法。PASTA包括以下步驟：
1. 定義業(yè)務目標：目前的里程碑或產品目標是什么？
2. 定義技術范圍：這些目標的故事圖或書面功能需求是什么？
3. 分解應用程序：如果需要，將應用程序的架構分解為可部署的構件、基礎架構，甚至更小的組件。
4. 威脅分析：查看信任邊界和攻擊面；可能會有哪些潛在的攻擊？
5. 弱點和漏洞分析：查看當前狀態(tài)，看看已分析的威脅在哪個環(huán)節(jié)可能缺少防御。
6. 攻擊枚舉和建模：模擬潛在的攻擊途徑。看看結果會怎樣。
7. 風險和影響分析：找出每個漏洞面臨的風險，優(yōu)先處理高風險漏洞。
如果企業(yè)有不確定的潛在風險時，PASTA是一種全面的建模方法，非常有用。IT人員可以幫助描述組織安全的整體狀況，并將安全列為設計的核心。
殺傷鏈
殺傷鏈是一種軍事技術，由洛克希德？馬丁公司稍加改動用于網絡安全。它描述了整條攻擊鏈：偵察、武器化、投放、利用、安裝、指揮和控制以及對目標實施的行動。它還描述了殺傷鏈每個階段可能出現的步驟：檢測、拒絕、破壞、降級、欺騙和遏制。
殺傷鏈可以清楚地回答“會出什么問題？”和“我們該怎么做？”這類問題。一旦組織確定了特定的威脅、攻擊面或信任邊界，就可以對殺傷鏈和防御進行建模。
MITRE ATT&CK
MITRE ATT&CK圍繞收錄已知威脅和歷史攻擊的資料庫，組織可以將其應用于目前的系統(tǒng)中。沒有什么比實際經歷更能幫助防御了。在這種模式下，我們可以汲取以往教訓，防止未來出現類似的安全問題。
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