miércoles, 30 de marzo de 2011

Cómo buscar vulnerabilidades en software

Hace mucho que no escribo nada, y esta vez será solo para recomendaros un artículo escrito por mi. El artículo describe las formas de búsqueda de vulnerabilidades actuales, aunque con ingenio seguramente se os ocurra alguna que sea eficaz también.

Cómo buscar vulnerabilidades en software
Voy a introducir en mi primer post en este blog, el cual trata sobre la búsqueda de vulnerabilidades enfocadas a binarios y no a aplicaciones web. Normalmente, los software vulnerables a buffer overlow, vulnerabilidades double free, null dereference… están programados en C o C++, lo que aumenta su peligrosidad, ya que otros lenguajes de programación tratan, por ejemplo, los arrays de caracteres de forma segura chequeando el tamaño de los mismos, en cambio en C Y C++, se le da total libertad al programador y es él quien debe encargarse de esos chequeos, esto no pasa en lenguajes como Java, Ruby, Perl, Delphi, etc.
Cuando auditamos una aplicación en busca de vulnerabilidades, podemos hacerlo de dos formas, a partir de su código fuente, lo que se llama análisis de código fuente, también llamada auditoría de Caja Blanca (WhiteBox), o a partir del binario de la aplicación llamada auditoría de Caja Negra (BlackBox). Realmente, en ciertas ocasiones podemos tener sólo disponibles partes del código pero de momento vamos a ir viendo esos dos casos:

Auditoría de código fuente
Para realizar dichos análisis, debemos indispensablemente saber programar muy bien en algún lenguaje como C y alguno orientado a objetos. Cuantos más conocimientos se tenga de programación, varios lenguajes completamente distintos, tecnologías, framework’s, etc. Nos será más efectivo llevar el análisis de código, además de conocer los posibles tipos de vulnerabilidades existentes, y normalmente en qué situaciones son provocadas o qué funciones son muy peligrosas de utilizar, si no se controlan bien. Para ello, nos podemos informar en internet aunque al final dejaré enlaces y libros enfocados a fallos típicos en binarios, los cuales pueden ser de nuestro interés para analizar aplicaciones en busca de vulnerabilidades. En la auditoría de binarios veremos algunas técnicas que perfectamente pueden servir para esto.

Análisis de binarios
En este caso suele estar disponible sólo el ejecutable, ya sea el típico PE de Windows, ELF de Linux, ROM…Veremos ejemplos más delante de binarios sobretodo enfocados a Windows. Veamos varias formas de buscar vulnerabilidades en binarios:

-Fuzzing: Consiste en realizar pruebas automáticas, en base a una investigación previa sobre la estructura de lo que queremos analiza, ya sea mediante el documento de especificación, o reverseando algún programa. Se utiliza para todo tipo de programas, pero es normal verlo para programas que abren “X” tipo de fichero y tienen una estructura interna por dentro. Por ejemplo, los pdf’s que están de moda, tienen una estructura y si se hace un programa que vaya generando numerosos documentos pdf’s malformados, pueden salir que un mismo pdf puede afectar a varios programas que no tienen nada que ver o que van copiando partes unos de otros, incluso varios fallos en un mismo lector de pdf’s.

-Ingeniería inversa: Mediante un depurador o desensamblador, como IDA Pro u OllyDbg, se puede ver el código en ensamblador y depurar el mismo. Tenemos el problema de que puedan ir protegidos, y se necesita un conocimiento en estas áreas, pero son herramientas perfectas si sabemos dónde buscar y nos pueden ayudar bastante a encontrar vulnerabilidades complejas, o incluso backdoors dejadas por programadores, que no se esperan que nadie pueda verlas, por ejemplo un condicional tipo ” if(password == “magicword:P”) “.

-Decompilación de código: A partir de decompiladores específicos de cierto lenguaje como los existentes para Delphi o .NET, tendríamos disponible el código fuente, siempre y cuando no viniera ofuscado ni con otras protecciones que llevaran más tiempo analizar. En este tipo de lenguajes y binarios pueden ser comunes los fallos tipo Command Injection y demás. Si intentamos decompilar un binario con código C/C++ podemos usar el IDA Pro con un plugin llamado Hex-Rays Decompiler que te lo traduce a código C aunque se pierden todos los símbolos y es difícil de seguir, pero mejor C que ensamblador en muchas ocasiones. De este modo, podríamos comenzar una auditoría manual y un análisis automatizados del código fuente como el de Buguroo BugScout.

-Ejecución simbólica: Es una técnica que, a partir de un método que se ejecuta al principio (un mecanismo interesante es el de proporcionar de entrada “X” valores de interés como entradas de usuario, para ello habría que adaptar el programa) es capaz de recorrer dinámicamente, todas las posibles rutas de ejecución de un programa y así encontrar vulnerabilidades difíciles de encontrar mediante otros métodos. El compilador-optimizador se llama LLVM y para esta tarea de búsqueda de vulnerabilidades se suele usar la máquina virtual KLEE. Se necesita compilar el código fuente de C, por ejemplo, con gcc-llvm. Se utiliza para programas que ya han sido testeados muchas veces. Este método puede descubrir alguna vulnerabilidad adicional ya que explora todo en ejecución y algunos compiladores modifican el código cuando compilan, (optimizaciones y demás) y se han dado varios casos en los que los códigos se han vuelto inseguros a través de estas modificaciones.

- Diff de binarios: Actualmente, un modo de hacer exploits es una vez que han parcheado un software, se aplican comparaciones entre la versión parcheada y la antigua, como pasa con los parches de Microsoft del tipo MS11-xxx, y se descubre el trozo de código que ha cambiado y se puede ver el fallo. Aunque propiamente el fallo ya ha sido descubierto antes, a veces se puede usar para encontrar fallos que han parcheado de manera silenciosa. Esta técnica también se puede aplicar a la auditoría manual si es un diff de código disponible.

-Testing manual: Hay varias formas de realizar este testeo para lograr buenos resultados, vamos a repasarlos brevemente:

Dejar la aplicación en manos de compañeros desarrolladores, y que vayan accediendo por todos lados probando inputs aleatorios y en algún caso, si existen zonas restringidas se les pase claves para que vayan probando en todas las zonas.

Una técnica utilizada por muchos productos, es lanzar el producto en versión Beta, y que la gente reporte problemas y errores descubiertos mediante su uso, estas versiones suelen llevar formas de reporte especial, además algo molestas para usuarios que en versiones oficiales no tienen.
Después de repasar cada método podemos inferir que ventajas y limitaciones tiene cada uno. En base a las limitaciones temporales que conlleva en muchas ocasiones la búsqueda de vulnerabilidades, elegiremos uno u otro. Utilizando todos de forma eficaz se puede llegar a un construir un software seguro.

También hay que destacar que hay tipos de análisis que se solapan. Por ejemplo, en este artículo no veo necesario entrar en el caso del threat model. Abajo os muestro algunos enlaces divididos por vulnerabilidades descubiertas con los distintos tipos de búsqueda de vulnerabilidades. Además, os dejo información de algunos de los temas tocados para que investiguéis en profundidad, aunque en posteriores post se irán tocando estos temas y otros de cómo aprovechar dichas vulnerabilidades mediante exploits.

Enlaces sobre distintos tipos de vulnerabilidades descubiertas con los métodos vistos:

Fuzzing:
Ingenieria Inversa:
Decompilación:
Ejecución Simbólica:
Diff de binarios:
Manual testing:
*Decir que hay cientos de ejemplos en Internet, es cuestión de buscarlos. Entre ellos, alguno mio del que estoy seguro del método que se usó para descubrir la vulnerabilidad. En algún enlace se puede ver mezcla de métodos, incluso alguno general que tienen muchas vulnerabilidades pero que considero interesantes.
Otros enlaces de interés:

 Link: http://blog.buguroo.com/?p=344

Saludos!!
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