1 / 71

Fejlett Programoz ási Technikák 2.

Fejlett Programoz ási Technikák 2. 15 / 8. Az előző előadás tartalma:. Java Applet Felépítése Tulajdonságai Paraméterátadás JDBC Típusai Kapcsolat típusok Statement objektumok RecordSet Tranzakciók. Források. http://www.javaworld.com/javaworld/jw-04-2000/jw-0428-security.html

tacita
Download Presentation

Fejlett Programoz ási Technikák 2.

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Fejlett Programozási Technikák 2. 15/8

  2. Az előző előadás tartalma: • Java Applet • Felépítése • Tulajdonságai • Paraméterátadás • JDBC • Típusai • Kapcsolat típusok • Statement objektumok • RecordSet • Tranzakciók

  3. Források • http://www.javaworld.com/javaworld/jw-04-2000/jw-0428-security.html • http://www.cacr.math.uwaterloo.ca/hac/ • http://java.sun.com/security/ • http://www.javaworld.com/javaworld/jw-09-2002/jw-0913-jaas.html • http://java.sun.com/sfaq/verifier.html • http://ei.cs.vt.edu/~wwwbtb/book/chap14/index.html • http://www.cab.u-szeged.hu/WWW/java/kiss/security.html#ch3.1 • http://www2.tw.ibm.com/developerWorks/tutorial/pdf/j-sec1-a4.pdf • http://www2.tw.ibm.com/developerWorks/tutorial/pdf/j-sec2-a4.pdf

  4. A mai előadás tartalma: • Számítógépes biztonság • Jáva és a biztonság • Biztonsági architektúra • Titkosító architektúra • JCE • JAAS • JSSE • GSSE

  5. Számítógépes biztonság • Mit jelent a számítógépes biztonság? • Korlátlan erőforrással bármely rendszer feltörhető. • Cél: Olyan rendszer kiépítése melynek feltörése sokkal nagyobb energia mint a benne fellelhető információ értéke • A bonyolult rendszer nem biztos, hogy biztonságosabb. • A biztonsági szempontok a rendszer tervezésének alapvető paraméterei közé tartoznak.

  6. Támadás típusok • Kategóriák: • Titkosság elleni támadás • Integritás elleni támadás • Rendelkezésre állás elleni támadás • Gyakori támadás fajták: • Nyers erő (brute force) • Trójai (trojan horse) • Ember középen (man-in-the-middle)

  7. Feltörhetőség • 1977: Diffie and Hellman, 20 milliógép, 10 óra alatt • 1987: Diffie and Hellman, 200,000 gép, 10 óra alatt • 1993: Diffie and Hellman, M. Wiener, kulcs kereső IC, 5760 IC, $10.50/IC, 1.5 nap alatt • 1997: DES challenges I, DESCHALL, 96 nap • 1998: DES challenges II-1, distributed.net, 41 nap • 1998: DES challenges II-2, Electronic Frontier Foundation, 56 nap • 1999: DES challenges III, distributed.net, 22 nap

  8. Jáva támadások • Trükkös kód • Régi, hack-elt javac • Class fájlok átírása (CGI jogosultságok) • Programok válogatása • Kapcsolat eltérítése (spoofing) (aláírt applet) • JVM bug

  9. Áttekintés

  10. Jáva és a biztonság/1 • Nyílt: • A fordító és a virtuális gép forrása is hozzáférhető, megvizsgálható • Jáva nyelv: • Nincsenek mutatók • Minden primitív típus adott méretű • Hozzáférési szintek • Final • Hibakezelés • Fordító: • Az utasítások sorrendje fordító független • Bájtkód • Erősen típusos, fordításkor szigorú ellenőrzés • Objektum típusátformázás ellenőrzött (casting) • Minden metódus, tagváltozó hivatkozás ellenőrzésre kerül (pl.: private) • Primitív adattípusok nem keverhetőek a referencia típusokkal (1.5 auto boxing)

  11. Jáva és a biztonság/2 • Futtató környezet: • Osztály betöltő • Bájt kód ellenőrző • Verzió problémák, Bináris kompatibilitás • Gonosz másik oldal (trükkös fordító, …) • Biztonsági Menedzser: • Az erőforrások elérésének ellenőrzése • Kód alapú • Felhasználó alapú • Szemét gyűjtő • Keretrendszerek, API-k

  12. Osztály betöltő • Típusai: • Ősi (primordial) • Java osztálybetöltő • Saját osztály betöltőt is írhatunk (pl.: címtárból történő betöltésre…) • Feladatai: • Az osztály fájlok megtalálása (megfelelő sorrendben, biztonsági okokból) • Böngésző értelmezi a html kódot • Indít egy JVM-et • A JVM meghívja az Applet osztály betöltőt • A betöltő megpróbálja a helyi lemezről betölteni (java., …) (ősi) • Végigkeresi a classpath-ot (URLClassLoader) • Megpróbálja letölteni a webszerverről (Bönégsző specifikus class loader, vagy URLClassLoader) • A biztonsági beállítások lekérdezése • Egy osztály objektum definiálása megfelelő jogosultságokkal • A névterek kezelése

  13. Bájt kód ellenőrző • Class file verifier • Az alap Java osztályokat nem bántja (esetenként a helyi lemezen lévő fájlokat sem) • Problémák: • Illegális mutató (egy objektumot más objektumként használunk) • Illegális bájtkód utasítások • Illegális paraméterek kiszűrése • Verem túlcsordulás • Illegális cast • Láthatóság megsértése • A fentieket megoldhatná a JVM csak lassabb lenne a végrehajtás • Folyamat: • Osztályállomány szintaktikus ellenőrzése • Osztályállomány összefüggéseinek ellenőrzése • Az utasításfolyam ellenőrzése • Külső hivatkozások ellenőrzése

  14. Példa Exception in thread "main" java.lang.VerifyError: (class: TestVerify, method: add signature: ()I) Accessing value from uninitialized register 1 import java.awt.*; import java.applet.*; public class TestVerify extends Applet { public static void main(String[] args) { System.out.println("3 + 4 = " + add()); } static int add() { int a,b,c; a = 3; b = 4; return (a+b); } public void paint(Graphics g) { g.drawString("3 + 4 = " + add(), 10, 20); } } Compiled from TestVerify.java public class TestVerify extends java.applet.Applet { public TestVerify(); static int add(); public static void main(java.lang.String[]); public void paint(java.awt.Graphics); } Method TestVerify() 0 aload_0 1 invokespecial #9 <Method java.applet.Applet()> 4 return Method int add() 0 iconst_3 1 istore_0 2 iconst_4 3 istore_1 4 iload_0 5 iload_1 6 iadd 7 ireturn

  15. Osztályállomány szintaktikus ellenőrzése ClassFile { u4 magic; (0xCAFEBABE) u2 minor_version; u2 major_version; u2 constant_pool_count; cp_info constant_pool[constant_pool_count-1]; u2 access_flags; u2 this_class; u2 super_class; u2 interfaces_count; u2 interfaces[interfaces_count]; u2 fields_count; field_info fields[fields_count]; u2 methods_count; method_info methods[methods_count]; u2 attributes_count; attribute_info attributes[attributes_count]; } • Aláírás ellenőrzés • A struktúrák hosszának ellenőrzése • Constant pool ellenőrzése

  16. Osztályállomány összefüggéseinek ellenőrzése • Olyan ellenőrizések melyeket a kód értelmezése nélkül meg lehet tenni • Final • Superclass • Konstans Tároló

  17. Az utasításfolyam ellenőrzése • Adatfolyam ellenőrzés minden metóduson, a program egy-egy pontban az elérési útvonaltól függetlenül: • A stack ugyanolyan méretű és ugyanazokat az objektumokat tartalmazza • A regiszterek csak akkor használtak, ha megfelelő típust tartalmaznak • A metódusok megfelelő paraméterekkel hívódnak meg • A mezők megfelelő típusú értékkel módosulnak • A kódot statikusan ellenőrzi (nem futtatja) • Eredménye: • Futásidejű viselkedés bizonyíthatóan biztonságos • Futásidejű viselkedés bizonyíthatóan nem biztonságos • Futásidejű viselkedés sem nem bizonyíthatóan biztonságos sem nem bizonyíthatóan nem biztonságos

  18. Külső hivatkozások ellenőrzése • Az előző menetekben nem ellenőrizte a külső osztályok és azok mezőinek valódiságát • Futás közben ellenőrzi a fentieket amikor betöltődnek az osztályok

  19. Biztonsági Menedzser • Futás idejű biztonsági ellenőrzés • Java2 előtt egy absztrakt osztály volt (főleg a böngészők implementálták) • Homokozó • java.lang.SecurityManager • Biztonsági rendszabály alapú (policy based) • Természetesen ez is bővíthető

  20. Hely függő (homokozó modell) • Java 1.0 • Nagyon szigorú a távoli kódokkal • Nincs kivétel

  21. Kód alapú (digitálisan aláírt) • Java 1.1 • A digitálisan aláírt kód alapján eldönthetjük, hogy milyen jogosult-sággal akarjuk futtatni • Probléma: Érdekes játék, háttérben a bankkártya adatokat

  22. Finomhangolás • Java2 • Aláírás/URL alapú • Távoli és helyi kódra isvonatkozhat • Policy fájl • Adott jogosultság adottkódrésznek adott erő-forráshoz

  23. Védelmi tartomány • Rendszer Tartomány • Alkalmazás tartományok • Principal • Policy fájl grant signedBy "sysadmin", codeBase "file:/home/sysadmin/*" { permission java.security.SecurityPermission "Security.insertProvider.*"; permission java.security.SecurityPermission "Security.removeProvider.*"; permission java.security.SecurityPermission "Security.setProperty.*"; };

  24. Lexikális szűkítés • Csak az adott kódrésznek adunk jogosultságot • Minden érzékeny kód egy helyre gyűjthető • java.security.AccessControler.doPrivileged()

  25. Futás idejű hozzáférés vezérlés • I/O, … • SecurityManager.checkPermission() • A szál jogosultságát ellenőrzi • A hívási veremben minden metódust ellenőriz (az általuk használt objektumokat) • A legkisebb közös jogosultság • Használata: • java -Djava.security.manager HelloWorld • java.lang.System

  26. Áttekintés

  27. Eszközök • Jar • Jarsigner • Keytool • Keystore • policytool

  28. Kód biztonság • Bájt kód • Sok információt tartalmaz • Könnyű visszafejteni • Eszköz: • Mocha, … • Algoritmus másolás • Érzékeny információ (passwd, …) • Biztonsági rendszer megismerése • …

  29. Megoldás • Obfuscator • A változó, metódus neveket lecseréli a constant pool-ban • Védett nevek használata (if, for, …) • Hosing • Értelmetel kódokat szúr be (pl.: pop, push) • Nagyban rontja a JVM JIT hatékonyságát • Írjunk olyan kódot melynél nem baj ha más is elolvassa

  30. J2SE 1.5 biztonsági eszközök • JCA/JCE • JSSE • Java CertPath • JAAS/JGSS

  31. JCA/JCE JCA • Titkosító architektúra • Alap titkosítás • Export korlátozás mentes • Aláírások, kivonat, .. JCE • Titkosító architektúra bővítmény • Fejlett titkosítás • Export korlátozás • Titkosítók

  32. Titkosító architektúra • Titkosító eljárások: • Szimmetrikus kulcsú titkosítás (bulk encripiton) • DES • DEA • RC4 • AES • Aszimmetrikus kulcsú titkosítás (public key encripition) • RSA • Kivonatolás • MD5

  33. Kivonatolás • Kulcs nélkül • Algoritmusok: • MD2, MD5 (128 bit) • SHA-1 (160 bit) • SHA-256,SHA-382, SHA-512 • Használata: MessageDigest.getInstance("MD5") .update(plaintext) .digest() • Kulcs használatával (MAC) • Algoritmusok: • HMAC/SHA-1 • HMAC/MD5 • Használata: KeyGenerator.getInstance("HmacMD5") .generateKey() Mac.getInstance("HmacMD5") .init(MD5key) .update(plaintext) .doFinal()

  34. Példa kivonatoló import java.security.*; import javax.crypto.*; public class MessageDigestExample { public static void main (String[] args) throws Exception { if (args.length !=1) { System.err.println("Usage: java MessageDigestExample text"); System.exit(1); } byte[] plainText = args[0].getBytes("UTF8"); MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("MD5"); messageDigest.update( plainText); System.out.println( "\nDigest: " ); System.out.println( new String( messageDigest.digest(), "UTF8") ); } }

  35. Példa MAC import java.security.*; import javax.crypto.*; public class MessageAuthenticationCodeExample { public static void main (String[] args) throws Exception { if (args.length !=1) { System.err.println("Usage: java MessageAuthenticationCodeExample text");System.exit(1);} byte[] plainText = args[0].getBytes("UTF8"); System.out.println( "\nStart generating key" ); KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("HmacMD5"); SecretKey MD5key = keyGen.generateKey(); System.out.println( "Finish generating key" ); Mac mac = Mac.getInstance("HmacMD5"); mac.init(MD5key); mac.update(plainText); System.out.println( "\n" + mac.getProvider().getInfo() ); System.out.println( "\nMAC: " ); System.out.println( new String( mac.doFinal(), "UTF8") );}}

  36. Titkosítás • Típusai: • Adatkezelés • Blokk titkosító (block cipher) • 64 bit • Padding (No padding,PKCS5,OAEP, SSL3) • Bit titkosító (stream cipher) • Algoritmus: • Nyilvános kulcsú • Titkos kulcsú • Működési módok • ECB (Electronic Code Book) • CBC (Cipher Block Chaining) • CFB (Cipher Feedback Mode) • OFB (Output Feedback Mode) • PCBC (Propagating Cipher Block Chaining)

  37. Szimmetrikus titkosítás • Algoritmusok: • DES (Data Encription Standard) – 54 bit • TriplDES – 112 bit • AES (Advanced Encription Standard) – 128,192,256 bit • RC2,RC4,RC5 • Blowfish – 32 - 448 bit • PBE (Password Based Encryption) • Használatuk: • KeyGenerator.getInstance("DES"), .init(56),.generateKey() • Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding") • .init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key) • .doFinal(plainText) • .init(Cipher.DECRYPT_MODE, key): • .doFinal(cipherText)

  38. import java.security.*; import javax.crypto.*; public class PrivateExample { public static void main (String[] args) throws Exception { if (args.length !=1) { System.err.println("Usage: java PrivateExample text"); System.exit(1);} byte[] plainText = args[0].getBytes("UTF8"); System.out.println( "\nStart generating DES key" ); KeyGenerator keyGen = KeyGenerator.getInstance("DES"); keyGen.init(56); Key key = keyGen.generateKey(); System.out.println( "Finish generating DES key" ); Cipher cipher = Cipher.getInstance("DES/ECB/PKCS5Padding"); System.out.println( "\n" + cipher.getProvider().getInfo() ); System.out.println( "\nStart encryption" ); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key); byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainText); System.out.println( "Finish encryption: " ); System.out.println( new String(cipherText, "UTF8") ); System.out.println( "\nStart decryption" ); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key); byte[] newPlainText = cipher.doFinal(cipherText); System.out.println( "Finish decryption: " ); System.out.println( new String(newPlainText, "UTF8") ); } }

  39. Aszimmetrikus titkosítás • Tipikus kulcs hosszúság 1024 bit • 100, 1000 –szer lassabb mint a szimmetrikus • Algoritmusok: • RSA • Diffie-Hellman (kulcs csere) • Használata: • KeyPairGenerator.getInstance("RSA") • .initialize(1024) • .generateKeyPair(): • Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding") • .init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key.getPublic()) • .doFinal(plainText) • .init(Cipher.DECRYPT_MODE, key.getPrivate()) • .doFinal(cipherText)

  40. import java.security.*; import javax.crypto.*; public class PublicExample { public static void main (String[] args) throws Exception { if (args.length !=1) { System.err.println("Usage: java PublicExample text");System.exit(1);} byte[] plainText = args[0].getBytes("UTF8"); System.out.println( "\nStart generating RSA key" ); KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); keyGen.initialize(1024); KeyPair key = keyGen.generateKeyPair(); System.out.println( "Finish generating RSA key" ); Cipher cipher = Cipher.getInstance("RSA/ECB/PKCS1Padding"); System.out.println( "\n" + cipher.getProvider().getInfo() ); System.out.println( "\nStart encryption" ); cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, key.getPublic()); byte[] cipherText = cipher.doFinal(plainText); System.out.println( "Finish encryption: " ); System.out.println( new String(cipherText, "UTF8") ); System.out.println( "\nStart decryption" ); cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, key.getPrivate()); byte[] newPlainText = cipher.doFinal(cipherText); System.out.println( "Finish decryption: " ); System.out.println( new String(newPlainText, "UTF8") );}}

  41. Digitális aláírások • Tipikusan hash+asszimmetrikus titkosítás • Módszerek: • Barkácsolós • Egyszerű • Algoritmusok: • MD2/RSA • MD5/RSA • SHA1/DSA • SHA1/RSA • Használatuk: • KeyPairGenerator.getInstance("RSA") • .initialize(1024) • .generateKeyPair() • Cipher.getInstance("MD5WithRSA") • .initSign(key.getPrivate()) • .update(plainText) • .sign() • .initVerify(key.getPublic()) and .verify(signature):

  42. Példa import java.security.*; import javax.crypto.*; public class DigitalSignature2Example { public static void main (String[] args) throws Exception { if (args.length !=1) {System.err.println("Usage: java DigitalSignature1Example text");System.exit(1);} byte[] plainText = args[0].getBytes("UTF8"); System.out.println( "\nStart generating RSA key" ); KeyPairGenerator keyGen = KeyPairGenerator.getInstance("RSA"); keyGen.initialize(1024); KeyPair key = keyGen.generateKeyPair(); System.out.println( "Finish generating RSA key" ); Signature sig = Signature.getInstance("MD5WithRSA"); sig.initSign(key.getPrivate()); sig.update(plainText); byte[] signature = sig.sign(); System.out.println( sig.getProvider().getInfo() ); System.out.println( "\nSignature:" ); System.out.println( new String(signature, "UTF8") ); System.out.println( "\nStart signature verification" ); sig.initVerify(key.getPublic()); sig.update(plainText); try {if (sig.verify(signature)) {System.out.println( "Signature verified" );} else System.out.println( "Signature failed" ); } catch (SignatureException se) { System.out.println( "Signature failed" ); }}}

  43. Digitális igazolványok • Hitelesító Hatóság - certificate authority(CA) • Certificate Revocation Lists (CRL) • Típusok: • X.509 • Tárolás: • Keystore

  44. Kulcstároló (Keystore) • java.secutity • keytool -> .keystore • A privát kulcsokat és a megfelelő bizonyítványokat tároljuk benne • Jelszóval van titkosítva (Java Key Store) • Minden kulcs külön jelszóval titkosítható • Hash-el van védve a változtatástól • Természetesen ez is bővíthető (pl.: adatbázist akarunk használni fájl helyett)

  45. Használata C:\Documents and Settings\bilickiv.INFORM>keytool -genkey -v -alias Vili -keyalg RSA Enter keystore password: jelszó What is your first and last name? [Unknown]: Vilmos Bilicki What is the name of your organizational unit? [Unknown]: SZTE What is the name of your organization? [Unknown]: InfTSZCS What is the name of your City or Locality? [Unknown]: Szeged What is the name of your State or Province? [Unknown]: Csongrád What is the two-letter country code for this unit? [Unknown]: HU Is CN=Vilmos Bilicki, OU=SZTE, O=InfTSZCS, L=Szeged, ST=Csongrád, C=HU correct? [no]: yes Generating 1á024 bit RSA key pair and self-signed certificate (MD5WithRSA) for: CN=Vilmos Bilicki, OU=SZTE, O=InfTSZCS, L=Szeged, ST=Csongrád, C=HU Enter key password for <Vili> (RETURN if same as keystore password): jelszó [Saving C:\Documents and Settings\bilickiv.INFORM\.keystore]

  46. cacerts • Rendszer szintű tároló • A megbízható CA bizonyítványok tárolója • keytool -list -keystore cacerts

  47. Certification Path API import java.security.*; import java.security.cert.*; // CertificateFactory for X.509 CertificateFactory cf =CertificateFactory.getInstance("X.509"); // Obtain CertPathValidator CertPathValidator cpv =CertPathValidator.getInstance("PKIX"); // Set the Trust anchor TrustAnchor anchor = new TrustAnchor((X509Certificate)cf.getCertificate("ca"),null); PKIXParameters params = newPKIXParameters(Collections.singleton(anchor)); // Revocation as false params.setRevocationEnabled(false); // Validate PKIXCertPathValidatorResult result =(PKIXCertPathValidatorResult) cpv.validate(cp, params);

  48. JSE • Java Platform Security Extension (JSE) • Java Secure Socket Extension (JSSE) • Java Authorization and Authentication Service API (JAAS) • Java Crypography Extenision (JCE)

  49. Java Secure Socket Extension • Jáva SSL megvalósítás • Vég-vég biztonság import java.io.*; import java.net.*; import javax.net.ssl.*; SSLServerSocketFactory sslsrvfact =SSLServerSocketFactory.getDefault(); SSLServerSocket s =sslsrvfact.createServerSocket(port); s.accept(); import java.io.*; import java.net.*; import javax.net.ssl.*; SSLSocketFactory sslfact =SSLSocketFactory.getDefault(); SSLSocket s =sslfact.createSocket(host, port);

  50. import java.io.*; import java.net.*; import javax.net.ssl.*; public class HTTPSServerExample { public static void main(String[] args) throws IOException { SSLServerSocketFactory sslsf =(SSLServerSocketFactory)SSLServerSocketFactory.getDefault(); ServerSocket ss = sslsf.createServerSocket(8080); while (true) { try { Socket s = ss.accept(); System.out.println( "Client connection made" ); BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(s.getInputStream())); System.out.println(in.readLine()); PrintWriter out = new PrintWriter( s.getOutputStream() ); out.println("<HTML><HEAD><TITLE>HTTPS Server Example</TITLE>" + "</HEAD><BODY><H1>Hello World!</H1></BODY></HTML>\n"); out.close(); s.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace();}}}} java -Djavax.net.ssl.keyStore=sslKeyStore -Djavax.net.ssl.keyStorePassword=password HTTPSServerExample

More Related