隨着數據泄露事件的頻繁發生，創建和維護安全的軟件產品對於每一個組織來說，都變得越來越重要了。儘管並非所有的攻擊都可以被預期或防範，但是我們至少可以通過消減軟件的漏洞，來避免攻擊的暴露面。
在本文中，您將瞭解一些最爲常見的軟件漏洞，以及如何避免它們的方法。此外，您還會學習到如何採用一些通用的優秀實踐，來確保軟件和數據的安全。
常見的軟件漏洞
2019年，MITRE.org的CWE（Common Weakness Enumeration，通用缺陷列表）推出了25項最危險的軟件錯誤列表，請參見：https://cwe.mitre.org/top25/archive/2019/2019_cwe_top25.html。儘管攻擊者的手法五花八門，但實際上卻是萬變不離其宗地組合了各種常見的攻擊方式。在此我們將重點討論其中的幾個常見軟件漏洞。
緩衝區溢出（Buffer Overflow）
當您的程序試圖讀取或寫入超出範圍的緩衝區時，就會發生緩衝區溢出的錯誤。其直接的危害是：可能導致數據覆蓋，或是在現有的代碼中附加不該出現的數據。因此，緩衝區溢出可以使得攻擊者通過執行代碼，來更改程序流，進而讀取某種敏感數據，或造成系統的崩潰。
緩衝區溢出漏洞的典型示例包括：
- 接受各種長度不受限制的輸入
- 允許從有效的索引處對數組進行讀取操作
緩衝區溢出漏洞通常潛藏在軟、硬件體系架構的設計、實施、以及操作階段。這些漏洞最常見於C、C ++和Assembly程序中。當然，它也可能出現在缺乏對內存管理提供支持的任何一種編程語言裏。
針對緩衝區溢出漏洞的預防措施
如上文所述，我們應當儘量選擇諸如：Java或Perl等具有防範，或降低此類漏洞風險機制的語言。而在C＃之類的編程語言中，我們千萬不要禁用溢出保護的選項。即便如此，那些具有“免疫”功能的編程語言，也可能會在運行環境中的易受攻擊的、原生代碼交互時，產生不可預期的錯誤。
爲了防止緩衝區溢出漏洞被利用，您可以使用諸如Visual Studio或StackGuard之類的編譯器，來針對函數或擴展名進行輸入的限制。同時，您還可以使用各種工具，在內存中隨機地排列程序的不同組件，以使得地址更難以被識別與預測，進而使攻擊者難以利用到這些特定的組件。
另外，請創建代碼時確保正確地分配緩衝區空間，並使用各種方法和功能來限制輸入的大小。
不當的輸入驗證（Improper Input Validation）
如果我們不能夠在接收端對用戶的輸入採取驗證，或驗證不足，那麼就會產生所謂的“輸入驗證不當”。而不當的驗證則會使得攻擊者通過執行惡意代碼，來更改程序流，訪問敏感數據，以及濫用現有的資源分配。
不當驗證的典型示例包括：
- 自認爲攻擊者無法訪問到隱藏的表單字段
- 僅驗證輸入的字段的長度，而不是具體內容
不當的驗證同樣會潛藏在軟、硬件體系架構的設計和實施階段。它可以發生在任何接受外部數據的編程語言或系統中。
不當驗證漏洞的預防措施
我們應該對任何用戶採取“零信任（zero trust）”的原則，並假設所有的輸入都是可疑的，直到它們被證明是安全的爲止。同時，我們可以使用白名單機制，來確保輸入的內容僅包含了可接受的格式與信息。
因此，在驗證輸入時，請評估其長度、類型、語法、以及邏輯上的符合性（即：輸入是否具有語義）。您可以使用多種工具來確保完成了充分的驗證，例如：OWASP ESAPI Validation API（https://owasp.org/www-project-enterprise-security-api/）和RegEx（RegularExpression，正則表達式）。這些工具可以幫助我們驗證所有的輸入源，包括：環境變量、查詢、文件、數據庫、以及API調用。
此外，我們應當確保在客戶端和服務器端都執行相應的檢查。爲了避免出現客戶端驗證被繞過的情況，我們需要重點在服務器端捕獲各項輸入，以識別攻擊者的潛在操縱。同時，在程序代碼進行任何必要的組合或轉換後，也請您再次驗證其輸入。
信息泄露（Information Exposure）
數據被有意或無意地提供給潛在攻擊者，被稱爲信息泄露。除了泄露敏感的數據信息，向攻擊者提供可能被利用的軟、硬件環境信息也是一種泄露。
信息泄露的典型示例包括：
- 錯誤地暴露文件或程序的完整路徑
- 程序的錯誤、異常消息中暴露了數據庫中用戶的相關信息
信息泄露漏洞依然會潛藏在軟、硬件體系架構的設計和實施階段。它跟編程語言無關，更大程度上取決於編程的習慣。
信息泄露漏洞的預防措施
爲防止信息的泄露，您應當在設計程序架構時，針對明確的信任邊界區域（請參見：https://www.microsoft.com/en-us/itshowcase/implementing-a-zero-trust-security-model-at-microsoft），來保護敏感的信息；通過使用訪問控制，來保護和限制“安全”區域與各個端點之間的連接。
爲了最大程度地避免該漏洞，請在程序中驗證各類錯誤的提示消息，以及用戶警告信息中是否包含有不必要暴露的內容。同時，您還應該限制在URL和通信包的頭部（header）出現的敏感信息。例如：您可以隱藏完整的路徑名稱，以及API密鑰。
特權或認證不當（Improper Privileges or Authentication）
如果未能正確地分配，跟蹤，修改或驗證用戶的相關權限和憑據，那麼就可能發生特權或身份驗證不當的情況。此類漏洞可以讓攻擊者濫用特權，執行受限的任務，以及訪問受限的數據。
特權或身份驗證不當的典型示例包括：
- 未及時回收臨時的提權
- 僅通過黑名單、而不是白名單來限制特權
- 允許較低的特權級別去影響較高的特權帳戶，例如：重置管理員的密碼
- 限制登錄嘗試的次數或會話空閒時間
特權或身份驗證漏洞仍然可能發生在軟、硬件體系架構的設計、實施、以及操作階段。它同樣不限於某一種編程語言。
特權或身份驗證漏洞的預防措施
您應當將“最小特權原則”，應用於與目標軟件和系統交互的所有用戶和服務之中。只給真正需要某些資源和操作的用戶或服務，完成所需任務的最少權限。我們需要通過在整個程序和環境中使用訪問控制，來限制用戶和實體的權限。
如有可能，我們也可以將高級特權分給多個角色。通過分離，我們可以有效地削弱“高級用戶”，並降低攻擊者濫用其訪問權限的能力。此外，您還可以運用多因素身份驗證的方法，來防止攻擊者繞過系統的檢查機制，輕鬆地獲得訪問權限。
減少一般性漏洞的優秀實踐
除了採取針對特定漏洞的措施之外，我們還應該利用一些通用的措施，在總體上減少漏洞的暴露面。您可以從如下方面入手：
從威脅情報中學習
持續監控和使用來自漏洞數據庫（vulnerability databases，請參見：https://vuln.whitesourcesoftware.com/）和獨立監督組（如：OWASP或NIST）的消息。這些資源可以在出現漏洞後，及時地爲您提供該漏洞的相關信息，並能夠指導您如何解決或緩解當前存在的問題。據此，您可以根據實際情況，準確地修補目標系統及其組件。
謹慎地包含依賴性
請確保僅在需要時纔去使用那些已經過審覈、且值得信任的庫和框架。某些不知名的工具會將其自身的漏洞傳遞到您的軟件中，並且會給攻擊者提供潛在的訪問後門。而且，在使用選定的庫和框架時，請確保您已經充分了解了可用的功能，以及那些已知的漏洞與缺陷。
執行漏洞評估
永遠不要盲目地認爲自己的程序已經“固若金湯”，請不斷通過靜態代碼和動態運行時（runtime）的測試，以確保各種遺留的漏洞能夠得到及時的評估。只有將自動測試工具集成到現有開發環境中，您才能儘早地發現漏洞。據此，您可以確保自己不會因爲時間的限制而跳過某些重要的測試，也不會因爲人爲的錯誤而忽略掉應有的測試。
總結
綜上所述，軟件漏洞可謂層出不窮，顯然無法趕盡殺絕。我們能做的只有通過了解漏洞的原理和防範的措施，來及時地調整自己的實現方式，並開展全面的測試，儘量在產品發佈之前，儘可能多地發現並解決潛在的漏洞與問題。希望本文在上面所介紹到的各種最常見漏洞，以及在軟件開發中推薦採用的實踐和方法，能夠幫助您減少攻擊者乘虛而入的機會。
