Post on 05-Apr-2015
transcript
Johanna Fitzinger
Seminar aus Softwareentwicklung: Inside Java and .NET
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Sicherheitskonzept in Java
Das Sandbox Sicherheitsmodell:
Nicht vertrauenswürdige Programme laufen in einer geschützten Umgebung ab. Zugriff auf wichtige Systemressourcen wird dem Programm nicht gestattet
Komponenten des Basis Sandbox Modells:
Class Loader Class File Verifier Security Manager
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Ursprüngliches Sandbox Modell
JDK 1.0:
Das Sandkasten Sicherheitsmodell des JDK 1.0 untersagte nicht vertrauenswürdigem Applet-Code unter anderem folgende Aktionen:
Lesen oder Schreiben von der
lokalen Platte Netzwerkverbindung zu einem Host
aufzubauen mit Ausnahme des Hosts
von dem das Applet geladen wurde Einen neuen Prozess zu starten Eine neue DLL zu laden.
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Aufweichung der Sandbox
JDK 1.2: flexibleres feinkörniges Sicherheitsmodell
JDK 1.1: Signierung von Applets
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Spracheigenschaften
• keine Pointer-Arithmetik
• strenge Typprüfung
• Garbage Collection
• automatisches Prüfen von Arraylängen
• Zugriffsrechte (public, protected, private)
Einschränkung der Sichtbarkeit von Elementen
• Exception Handling
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Class Loader
Aufgaben:
Laden,Trennen und Verwalten von Klassen getrennte Namensräume für Klassen die von verschiedenen Class Loadern
geladen wurden
Klassen aus verschiedenen Namensräume können nicht direkt interagieren
Schutz der Java System-Klassen: Verhindern von Überschreibung der „trusted class libraries“ Zugriffsrechte auf Elemente innerhalb der Systemklassen-Packages müssen
geschützt werden
Code in Protection Domains einteilen Protection Domain definiert welche Rechte dem Code gegeben werden
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Class Loader Architektur
1 eingebauter Class Loader(Bootstrap Class Loader), der für das Laden der Core-Klassen der JAVA API verantwortlich ist
es kann bel. viele zusätzliche Class Loader gebenfür Web-Browser z.B. gibt es den Applet Class Loader
Class Loader bilden Hierarchie Oberster Class Loader: Bootstrap Class Loader Bevor ein Class Loader eine Klasse lädt, beauftragt er seinen
übergeordneten Class Loader, die Klasse für ihn zu laden.
Bsp: ‘Network Class Loader‘ möchte folgende Klassen laden:java.lang.Integer -> wird vom Bootstrap Class Loader geladen
-> kein Überschreiben der Klassejava.lang.Virus -> wird vom Network Class Loader geladen
-> keinen Zugriff auf ‘protected‘ Elemente des packages java.lang
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Class File Verifier
Der Class File Verifier prüft ob das Programm nach den Regeln der JVM abläuft.
Phase 1: Strukturelle Überprüfung der KlassendateiPhase 2: Semantische Überprüfungen Phase 3: Bytecode Verifikation
Phase 4: Verifikation symbolischer Referenzen
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Security Manager
Der Security Manager überprüft ob Code potentiell gefährliche Operationen ausführen darfKritische Aktionen: Zugriff auf Systemproperties Zugriffe auf das Dateisystem Manipulation/ Zugriff auf Threads Netzwerkzugriffe
Definiert check-Methoden, die kritische Aktionen überwachen:z.B. checkRead(String file),
checkAccess(Thread t) , checkDelete(Sting file),
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Anfrage an Security Manager
FileInputStream fis = new FileInputStream("Textdatei.txt");
Erzeugen des FileInputStream Objects -> Security Manager muss um Erlaubnis gefragt werden
Ist ein Security Manager installiert
checkRead() wird aufgerufen
Lesen erlaubt?
checkRead() returns
read wird ausgeführt
NO
YES
YES
NOcheckRead() throws Exception
Recht wird gewährt
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Security Manager Implementierung
Vor JDK Version 1.2. war die Klasse java.lang.SecurityManager eine abstrakte Klasse. Um benutzerdefinierte Sicherheitsrichtlinien zu installieren musste man seinen
eigenen Security Manager schreiben, und von der Klasse java.lang.SecurityManager ableiten
Seit Java 2 konkrete Klasse, die eine default Implementierung des Security Managers darstellt Eine benutzerdefinierte Sicherheitsrichtlinie wird, anstatt in Java-Code, in
einem ASCII-File, genannt policy file, definiert AccessControler überprüft Rechte Installieren des default Security Managers:
-Djava.security.manager
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Code Signing
Signatur stellt sicher: Code stammt von einem bestimmten Autor (Datenidentität) Code wurde auf dem Weg vom Autor zum Nutzer nicht verändert
(Datenintegrität)
• Schlüsselpaar erzeugen: keytool -genkey -alias me •Jar-Archiv erstellen: jar cvf MeinArchiv.jar *.class•Signieren: jarsigner MeinArchiv.jar me
Sender: Empfänger:
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Policy
Policy File: Rechte (Permissions) werden ‘Code Sources‘ zugeordnet.
Die zu gewährenden Rechte werden in .policy-Dateien gespeichert.
Bearbeiten des Policy Files mit Hilfe von: policytool (im JDK bzw. JRE enthalten)
keystore “.keystore“;
grant SignedBy "trustme" CodeBase "http://www.trustme.com/-" { permission java.io.FilePermission "<<ALL FILES>>", "read, write, delete, execute";
permission java.security.SecurityPermission "getPolicy"; };
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Protection Domains
Wenn Typen durch einen Class Loader in die JVM geladen werden, wird jedem Typ genau eine Protection Domain zugeordnet.
Eine Protection Domain: definiert alle Permissions, die einer bestimmten Code Source
gewährt werden. entspricht einem oder mehreren Grant-Statements in einem
Policy File
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Access Controller
AccessController ist die Instanz in der Java-API, die die Verwaltung und Durchsetzung der Rechte kapselt
Der Security Manager entscheidet nicht mehr selbst ob kritische Operation ausgeführt wird, sondern ruft die checkPermission(Permission perm) Methode des Access Controllers auf führt Stack Inspection durch und liefert eine
Entscheidung:
AccessControlException
Zugriff erlaubt
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Stack Inspection
alle Rufer werden überprüft Nur alle Rufer die Permission besitzen, darf auf die
Ressource zugegriffen werden
xyz
java.io.File
Systemressource
AllPermission
xyzPermission
FilePermission
AccessController
deleteFile()
delete()
check Permission(..) implies(..)
implies(..)
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