# Secure Programming for Linux and Unix HOWTO

David
A.
Wheeler

    dwheeler@dwheeler.com

高橋
聡
日本語訳

    hisai@din.or.jp

v2.962, 12 March 2002
v2.962
1999
2000
2001
2002
David A. Wheeler

This book is Copyright (C) 1999-2002 David A. Wheeler. Permission is granted to copy, distribute and/or modify this book under the terms of the GNU Free Documentation License (GFDL), Version 1.1 or any later version published by the Free Software Foundation; with the invariant sections being ``About the Author'', with no Front-Cover Texts, and no Back-Cover texts. A copy of the license is included in the section entitled "GNU Free Documentation License". This book is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

この文書は、Linux および Unix システム上で安全なプログラムを書く際に必要と なる設計や実装について、そのガイドラインを提供します。 遠隔のデータを見るためのビューアーや Web アプリケーション(CGI スクリプト を含む)、ネットワーク・サーバ、setuid や setgid してあるプログラムが対象です。 C や C++、Java、Perl、PHP、Python、TCL、Ada95 個別のガイドラインも掲載します。

secure programming
secure programs
secure applications
secure
programming
security
Linux
Unix
hack
crack
vulnerability
buffer overflow
design
implementation
web application
web applications
CGI
setuid
setgid
C
C++
Java
Perl
PHP
Python
TCL
Ada
Ada95

## はじめに

旧約聖書 箴言 21 章 22 節

【訳註：聖書の訳は、日本聖書協会 聖書 新共同訳から引用しました。原文の参照元で ある NIV(New International Version)が改版されていたため、その日本語版 (http://www.gospelcom.net/ibs/bibles/japanese/) は用いませんでした。以下同様です】

知恵ある人はひとりで勇士たちの町に上り その頼みとする砦を落とすこともできる。

この文書は Linux および Unix システム上で安全なプログラムを書く際に必要と なる設計や実装について、そのガイドラインを提供します。 この文書の意図する、「安全なプログラム」とは、セキュリティの境界線上に位置し、 そのプログラムとは異なるアクセス権限を持つ接続元からの入力を扱うプログラム です。 そのようなプログラムには、遠隔のデータを見るためのビューアーを使ったものや、 Web アプリケーション(CGI スクリプトを含む)、ネットワーク・サーバ、setuid もしくは setgid してあるプログラムがあります。 この文書では、オペレーティングシステムのカーネル自体の修正は扱いませんが、 これから議論する原則はカーネルに対しても適用できる場合がよくあります。 安全なプログラムをどのように作成するかについて、さまざまな情報源を調べ回った 「教訓」を元に、ガイドラインとして構成し直し、広範に適用できるようにしました (著者の考えも加えています)。 この文書はいくつかの言語、具体的には C や C++、Java、Perl、PHP、Python、TCL、 Ada95 に固有の手引きも記載しています。

この文書は、保証基準やソフトウェア・エンジニアリングの工程、品質保証から 見た取り組みについては触れていません。そのような指標は大切ですが、既に あちこちで議論されています。 テストやピア・レビュー、コンフィギュレーション管理、形式的な各種の方法 がそれに当たります。セキュリティに関連した開発に当たっての保証基準については、 the Common Criteria [CC 1999] や the Systems Security Engineering Capability Maturity Model [SSE-CMM 1999] に記載してあります。 ソフトウェア・エンジニアリングの工程全般については Software Engineering Institute's Capability Maturity Model for Software (SW-CMM) [Paulk 1993a, 1993b] や ISO 12207 [ISO 12207] を参照してください。 高品質なシステムについての国際標準については、ISO 9000 や ISO 9001 [ISO 9000, 9001] を参照してください。

この文書では、ある特定の環境にあるシステムやネットワークを安全に設定する方法 については論じません。安全な設定は、あるプログラムを安全に使用するのに必須で あることは明らかですが、安全に設定することを論じたドキュメントは他にもたくさん あります。 Unix ライクなシステムを安全に設定することについて述べてある書籍には Garfinkel [1996]という素晴らしい作品があります。他にも、Anonymous[1998]というものが あります。 また Web サイトでも情報を得られます。たとえば http://www.unixtools.com/security.html 等です。 Linux システムを安全に設定する情報については、さまざまなドキュメントが利用可能 です。Fenzi[1999] や Seifried[1999]、Wreski[1998]、Swan[2001]、 Anonymous[1999] がそれに当たります。 Geodsoft [2001] では OpenBSD をいかに強固にするかといったことに加えて、 Unix ライクなシステムに役に立つ示唆がたくさんあります。 Linux システム(つまるところ他の Unix ライクなシステムも)をターゲットにして いるなら、Bastille Hardening Systemを調べるのも良いでしょう。このシステムは Linux オペレーティングシステムをより強固で厳重にしようとしています。 さらに Bastille について知りたいなら、 http://www.bastille-linux.org を 見てください。General Public License (GPL) にしたがって自由に利用できます。 Windows 2000 がターゲットなら Cox[2000] を見るのもよいでしょう。 米国国家安全保障局(The U.S. National Security Agency(NSA)) は、セキュリティに 関しての推奨ガイドを http://nsa1.www.conxion.com で整備しています。その中には、「60 Minute Network Security Guide」というもの もあります。

コンピュータを設定するのは、セキュリティ管理の一部にしかすぎません。 セキュリティ管理は広範な内容をカバーしています。ウイルスへの対処方法や どのような組織的なセキュリティ・ポリシが必要で、事業継続計画はどうするのか、と いったこと等を含んでいます。 セキュリティ管理には国際的な基準とガイドラインがあります。 ISO 13335 は全 5 部からなるテクニカル・レポートから構成され、セキュリティ管理 の手引きになっています[ISO 13335]。 また ISO/IEC 17799:2000 では作業標準を定義しています[ISO 17799]。 規定した目的は、「組織にあって、セキュリティ管理を企画、実行し、それを維持 する責任を負う立場の人間に推奨する情報を提供する」ことです(幅広い内容を扱って います。技術文書ではありません)。 興味深いのは ISO/IEC 17799:2000 の意見が分かれているところです。 ベルギーやカナダ、フランス、ドイツ、イタリア、日本、米国は採択に 反対しました。 議論についての詳細は、NIST(National Institute of Standards and Technology) の ISO/IEC 17799:2000 FAQ を見てください。 The Commonly Accepted Security Practices & Recommendations (CASPR)( http://www.caspr.org)プロジェクトは、 セキュリティ情報を集約し、誰もが利用できるドキュメントの作成に取り組んでいます (誰もが将来の文書の派生物を入手可能であり続けられるように、GNU FDL ライセンス としました)。

この文書は読者の方がコンピュータのセキュリティ一般や、Unix ライクなシステム 、ネットワーク(特に TCP/IP ベース)、C 言語について理解していることを前提に しています。 この文書には Linux や Unix でセキュリティを維持するのに必要なプログラミング・ モデルの情報があります。 TCP/IP ベースのネットワークや安全なプロトコルを含むプロトコルの動作に ついてさらに知りたいなら、[Murhammer 1998] のような TCP/IP 全般について の資料を調べてください。

この文書は Unix ライクなシステムを全て網羅しています。Linux をはじめ、 さまざまな系列の Unix を含んでいますが、特に Linux に焦点を当て、Linux に特化した情報を提供します。 Windows CE に焦点を当てたところもありますが、実際大部分の項目は特定の オペレーティングシステムに限定されません。 関連した情報でここで触れていない事項があれば、お知らせください。

この文書の原本は、 http://www.dwheeler.com/secure-programs にあります。 この文書は Linux Documentation Project (LDP) http://www.linuxdoc.org の一部でも あり、ミラーサイトがいくつか存在しています。ミラーにある LDP のコピーや ディストリビューションにあるものは、原本よりも古いかもしれないので注意して ください。 この文書について意見がいただけると助かりますが、最新版をまず確認してから、 送ってください。

This book is copyright (C) 1999-2001 David A. Wheeler and is covered by the GNU Free Documentation License (GFDL); 詳しくは、 や を見て ください。

それでは Unix や Linux、セキュリティの背景について論じます。 まず Unix と Linux のセキュリティ・モデル全般について論じています。そのモデルは、 セキュリティに関する属性とプロセスやファイルシステム等の操作について概観します。 そして、この文書の要となる Linux と Unix システム上でアプリケーション開発をするに 当たっての、設計と実装のガイドラインが続きます。 この文章は結論 で締めくくり、その後に参考文献 一覧と付録がずらっと並びます。

プログラマの観点として重要と考える側面から、設計と実装についてのガイドライン を分類します。 プログラムは入力を受取り、データを処理し、他のリソースを呼び出し、出力を生成 します。はこれを図で表わしています。 つまり概念上、セキュリティ・ガイドラインはすべてこれらのカテゴリのどれかに当て はまります。 さらに「データ処理」を専門的な話題に分類します。その分野とは、プログラム内部の 構造化への取り組み方()、バッファオーバー フロー(入力の問題として検討するケースもあります)の回避、言語に固有の情報です。 章の構成は、順序立てて理解しやすいようにしています。 以上の考えにもとづき、このガイドラインの章立ては次のようになります。入力される ものすべてを検証する()、バッファオーバーフローの回避 ()、プログラムのインタフェースと内部構成を きちんとすること()、他のリソースを利用する場合は 慎重に()、情報はえりすぐってフィードバックする ()、言語固有の問題 ()、そして最後にどのように乱数を得るかと いった、専門的な話題()を扱うこととします。

### プログラム概念図

プログラムは入力を受取り、データを処理し、場合によっては他のプログラムを 呼び出し、出力を生成する。

## 背景

旧約聖書 エズラ記 4 章 19 節

命じて調べさせたところ、その都は昔から歴代の王に対して反抗し、反逆と反乱を 起こしたことが確認された。

### Unix や Linux、オープンソースもしくは フリーソフトウェアについて

#### Unix

1969 から 1970 年にかけて、Kenneth Thompson 氏と Dennis Ritchie 氏らが AT&T ベル研究所において、ほとんど使われていない PDP-7 上で、ちょっとした オペレーティングシステムを開発しはじめました。 そのオペレーティングシステムはまもなく Unix という洗礼名を授かりました。 先に誕生した MULTICS と呼ばれたオペレーティングシステムをもじって 付けられました。 1972 から 1973 年にかけて、C 言語でシステムを書き換え、これによって 思いがけない歴史を歩むことになります。つまりこの決断によって Unix は オリジナルのハードウェアから独立し、さらに生き長らえる最初の オペレーティングシステムとなりました。 Unix には他にも新機軸の機能が加わりました。これはベル研究所とアカデミック なコミュニティとの相乗効果のおかげでした。 1979 年に「seventh edition」 (V7)と呼ばれるバージョンの Unix がリリース され、現存している Unix システムすべての始祖が誕生しました。

この時点から Unix はいささか混迷期に入り込みます。 アカデミックな世界では、バークレイ校がリーダーとなり Berkeley Software Distribution (BSD)と言われる系列を開発しました。一方 AT&T は Unix を 「System III」という名で開発し続け、それが後に「System V」となりました。 1980 年の後半から 1990 年の前半にかけて、この 2 つのメジャーな系列間で 「戦争」が勃発しました。 その後何年もそれぞれの系列は、相手の重要な機能の多くを取り入れあいました。 商用である System V が「標準化戦争」に打ち勝ち(そのインタフェースのほとんど が公式の標準になりました)、ハードウェアベンダーの大部分が AT&T の System V に移行しました。 しかし、System V は BSD の革新的な技術をたくさん組み込んでいて、結局は 2 つの 支流を 1 つに統合したシステムとなりました。 BSD 派は生き長らえ、研究分野や PC ハードウェア用、専用サーバ(たとえば Web サイトは BSD の流れを汲むシステムを使っている場合が多い)として広く利用される ようになりました。

こうして seventh edition を起源とする多彩なバージョンの Unix が存在する結果 になりました。 Unix の大部分のバージョンは、ハードウェアベンダーが所有し、それぞれで メンテナンスをしています。たとえば Sun の Solaris は System V 系列です。 BSD 系列の Unix の内 3 つのバージョンは、オープンソースになりました。 FreeBSD(PC タイプのハードウェアに簡単にインストールできることを目指す)や NetBSD(各種 CPU アーキテクチャ上で動作することを目指す)、NetBSD の系列になる OpenBSD(セキュリティに重点を置く)がそれに当たります。 Unix の歩みについてさらに詳細な情報は、 http://www.datametrics.com/tech/unix/uxhistry/brf-hist.htm や http://perso.wanadoo.fr/levenez/unix にあります。 BSD の歩みについてのさらに詳しい情報は、 ftp://ftp.freebsd.org/pub/FreeBSD/FreeBSD-current/src/share/misc/bsd-family-tree にあります。

少し前になりますが、短いのですが興味深い文書に John Kirch's paper ``Microsoft Windows NT Server 4.0 versus UNIX'' があります。これは Unix ライクなシステムを使うことについて、論争を引き 起こしました。【訳註：日本語訳は、 Microsoft Windows NT Server 4.0 と UNIX との比較にあります】

#### Free Software Foundation

1984 年に Richard Stallman 氏の Free Software Foundation(FSF)はフリーな Unix オペレーティングシステムを作り上げるために GNU プロジェクトを立ち上げ ました。 Stallman 氏によればフリーとは自由に利用ができ、読むことができ、修正も可能で、 再配布もできることを意味します。 FSF は膨大な数の役に立つ OS の構成要素を開発しました。その中には C コンパイラ (gcc)や素晴らしいテキスト・エディタ(emacs)他多数の基本的なツール類があります。 しかし、1990 年に FSF はオペレーティングシステムのカーネル開発で問題に ぶち当たりました[FSF 1998]。それはカーネルなしには残りのソフトウェアが動作 しないという問題です。

#### Linux

1991 年に Linus Torvalds 氏はオペレーティングシステムのカーネルを開発し はじめ、それに「Linux」という名前をつけました[Torvalds 1999]。 このカーネルには FSF の成果物とその他の部分(BSD からいくつかと MIT の X Window System)から構成され、自由に修正可能でかつ実践的なオペレーティング システムとなりました。 この文書はカーネル自身を指す場合に「Linux カーネル」とし、全体を組み合わせた ものを「Linux」とします。 よく使う「GNU/Linux」という言葉は、この組み合わせを表す言葉と同じ意味で用いる 場合が大半です。

Linux コミュニティでは、さまざまな組織がそれぞれ役に立つツールを組み合わせて います。 それぞれの組み合わせは、「ディストリビューション」と呼ばれ、ディストリ ビューションを開発する組織を「ディストリビュータ」と呼んでいます。 よく知られたディストリビューションには、Red Hat や Mandrake、SuSE、Caldera、 Corel、Debian があります。 ディストリビューション間に違いはありますが、同じコアを使ってディストリ ビューションを構築しています。コアとは Linux カーネルと GNU glibc ライブラリ を指します。 両ソフトウェアとも「copyleft」スタイルのライセンスになっていて、誰もが このコア部分の変更を利用できなければいけないことになっています。Linux ディストリビューション間に存在するこの強制力は、BSD と AT&T から派生 した Unix システムの間には存在していません。 この文書では特定の Linux ディストリビューションをターゲットにはしません。 Linux について論ずる時には、前提として Linux カーネルのバージョン 2.2 以上 で、C ライブラリが バージョン 2.1 以上とします。現状のメジャーな Linux ディストリビューションはすべてこの前提を満たしています。

#### オープンソースとフリーソフトウェア

ソフトウェアを自由に共有することに対する関心が高まるにつれて、 それを定義し、説明することが必要不可欠になってきました。 「オープンソース・ソフトウェア」という広く利用されている用語は[OSI 1999] でさらに詳しく定義してあります。 Eric Raymond[1997, 1998]は独創的な論文で、オープンソース・ソフトウェア におけるさまざまな開発プロセスについて説明しています。 もう 1 つ広く使われている用語に「フリーソフトウェア」があり、ここで言う 「フリー」とは「権利としての自由」を意味します。この例としてよく出されるのは 「言論の自由」であって「ただ酒」ではない、です。 【訳註：free には、「自由」と「無料」という 2 つの意味があります】。 どちらの用語も完璧ではありません。 実行形式を無償で配布できたとしても、ソースコードを見られなかったり、修正 できなかったり、再配布できなかったりしたものは「フリーソフトウェア」とは 認めないのが通例です。 逆に「オープンソース」という用語はソースコードは見られるが、利用や修正、 再配布に制限があるソフトウェアを意味する(非難する)場合に使われることが あります。さらに詳しい定義については Open Source Definition を見てください。 この言葉を使う動機に違いがでる場合があります。 「フリーソフトウェア」という言葉が好きな人は、「権利としての自由」が 必要であることを強調することを好みます。一方で、他の動機(たとえば信頼性が 高いこと)を持っていたり、それ程強硬に主張したいわけではなかったりする人が 使っている場合もあります。 フリーソフトウェアについての定義や目的については http://www.fsf.org を見てください。

オープンソース・ソフトウェアやフリーソフトについての主張の数々に興味 があるなら、http://www.opensource.org や http://www.fsf.org をぜひ見てください。 その他にも Miller[1995]のようにオープンソース・ソフトウェアやフリー ソフトについて調査した文書があります。その中でオープンソースは、企業が 所有しているソフトウェアよりもずば抜けて信頼性がある、となっています(ソフト ウェアに対してランダムな入力を行い、どれだけクラッシュに耐えうるのか、 独自に計測しています)。

#### Linux と Unix を比較する

この文書では、「Unix ライクな」という言葉を、あえて Unix に似せたシステム を指すために使っています。 「Unix ライクな」という言葉は、メジャーな Unix すべてと Linux ディストリ ビューション を指しています。 「Unix」という言葉を単に「Unix ライクな」と同じ意味で使っている人が 多いことも忘れないでください。 そもそも「Unix」は AT&T が開発した製品を意味します。 今日では Open Group が Unix の商標を所有していています。そこでは Unix を 「世界でただ 1 つの UNIX 規格」と定義しています。

Linux は Unix のソースコードを受け継いでいませんが、インタフェースは あえて Unix に似せています。 そのため、Unix の講義で学んだことはセキュリティの知識を含めてほとんど どちらのシステムにも当てはまります。 この文書の大半の情報はどんな Unix ライクなシステムにも当てはまります。 Linux を使うとメリットが出る場合には、あえて Linux に特化した情報を追加して います。

Unix ライクなシステムはいろいろとセキュリティの仕組みを共有していますが、 微妙に違いがあるので、すべてのシステムでその仕組みがすべて利用できるわけでは ありません。 プロセスに対するユーザやグループ ID(uid と gid)とファイルシステムに対する 読み書き、実行権(ユーザやグループ、その他)はすべてのシステムで利用できます。 Thompson[1974]と Bach[1986]には Unix システム一般についての情報 があり、基本的なセキュリティの仕組みについても触れています。 では Unix と Linux のセキュリティ機能で鍵となる ところを要約します。

### セキュリティの原則

セキュリティの原則として、当たり前に理解しておかなければならないことが たくさんあります。 Information Assurance Technical Framework(IATF)[NSA 2000]は、広くセキュリ ティ情報を得るのに適したところです。 NIST は「原則や手法として広く認められている」ハイレベルな場所と見られて います。 またコンピュータのセキュリティを網羅しているテキストとして、[Pfleeger 1997] 等があります。 ここで、セキュリティの原則についていくつか要約してみます。

コンピュータセキュリティは全体で 3 つの目標があります。

- 機密を保持する(秘密を保持するともいいます)。 コンピュータシステム資産は認証を受けたメンバーだけがアクセスできることを意味 します。

- 完全な状態を保つ。認証過程を経て許可 を受け、権限を持ったメンバーだけが資産を変更できることを意味します。

- 利用できること。権限を持ったメンバーが、資産 へ適時(システムが必要とする要件によって決まる)アクセスできます。 この目標が達成できない場合は、サービス拒否という状態になります。

さらに目標を追加する場合もありますし、追加した目標をこの 3 つの目標の 特殊なケースとしてまとめてしまうこともあります。 たとえば、拒否しないことを独立した目標としている場合があります。これは、 送り手側がメッセージを送ったこと、受け手側がメッセージを受け取ったこと、 またはその両方を「証明」する能力のことです。たとえ、送り手側または受け手 側が後でそれを否定したくなったとしてもです。プライバシーを機密保持とは区別 して扱う場合もあります。 データではなく、ユーザ(たとえばユーザの身元)の機密保持 を守ることと定義する場合もあります。 目標は、識別と認証を必要としている場合がよくあり、時には独立した目標として 記載してある場合もあります。 監査(評価とも言います)はセキュリティの目標として好ましいとされています。 同様に「アクセス制御」や「本人であることの認証」は別物として記載してある場合 があります。 どのケースであっても、プログラム全体に渡って、セキュリティの目標と一致させる ことが重要です。目標をどのようにまとめようと、その目標に合致することが重要 なのです。

時にはこれらの目標が、既知の脅威に対する対抗手段である場合や法律で制定して ある場合もあります。 たとえば、米国の銀行や金融機関に対して、「Gramm-Leach-Bliley」(GLB)法という プライバシー関連の新しい法律ができました。 この法律では、共有される個人情報を開示すること及びそれらを安全にすることを 必須とし、第三者との間で共有される個人情報の開示を要求し、さらに、それらの 機関に対して顧客がデータ共有を止めさせる機会を与えるよう指導しています [Jones 2000]。

セキュリティとシステムやソフトウェア上のその他の技術方針とが相反する場合が あります。 セキュリティが「簡単に使う」ことを妨げる場合があるからです。たとえば安全な 設定を施すには、動作はするものの安全ではない設定よりも手間をかける必要がある かもしれません。 この相反する点を解決できる場合は多々あります。たとえば問題点をよく考える ことで、簡単に利用ができてかつ安全なシステムを構築できる場合がよくあります。 セキュリティと抽象化(情報の隠蔽)にも相反する点があります。 たとえば高度なライブラリ・ルーチンは、安全に実装してあろうがなかろうが、仕様 からは何もわかりません。 つまりアプリケーションに安全が求められる場合、確信がもてないなら、自分自身で 実装しなければいけません。つまりそのライブラリを修正しなければいけない ということです。あなたが不適切なライブラリ・ルーチンを選択すると、迷惑を 被るのはユーザなのです。

「徹底的に防御する」という原則は、セキュリティ上優れています。 たくさんの防御機構(階層)を適した場所に配置し、攻撃に成功するには複数の機構を 攻撃側が破らなければならないように設計します。

### なぜプログラマは危ないコードを書いてしまうのか

プログラマの多くは、危ないコードを書こうとしているわけではありませんが、 そうなってしまうのです。 理由は山ほどあります。Bugtraq で Aleph One が理由を集めて要約しています (1998 年 12 月 17 日に投稿されました)。

- ほとんどの教育機関には、コンピュータのセキュリティを扱うカリキュラムがありま せん。 カリキュラムがあったとしても、どのようにして安全なコード を書くのかは論じられていないのが普通です。 カリキュラムの多くでは、暗号法やプロトコルといった特定の分野だけしか学習でき ません。 それらは確かに重要ですが、バッファオーバーフローや文字列のフォーマット、 入力のチェックといった現実の世界で広く問題となっている点を論じるのを怠って います。 これは最も重大な問題点の 1 つだと私は考えています。大学を卒業したプログラマ でさえ、安全なプログラムをどのように書いてよいのかについてまったく無知なの です。にもかかわらず、安全が必要となるプログラムを書くのでさえ、そのような 人々が書いたプログラムに頼らざるえません。

- プログラミングの書籍やクラスでは、安全で確実なプログラミング技術を習得できま せん。 実際最近になるまで、安全にプログラムする方法についての書籍はまったくありません でした(この文書は数少ないものの内の 1 つです)。

- 誰も正式な検証法を使っていません。

- C 言語は安全な言語ではありません。標準 C ライブラリで用意してある文字列 関係の関数も安全とはいえません。 この点はとりわけ重大です。というのも C 言語は非常に広範に利用されていて、 C 言語を「深く考えず」に利用すると、危険なセキュリティホールを黙認することに なります。

- プログラマは「複数ユーザ」の扱いを考慮しません。

- プログラマは人間で、人間は不精です。 つまり、プログラマは安全なアプローチよりも「安直な」アプローチを取りがち です。つまり動作してしまえば、後から修正することはほとんどありません。

- たいていのプログラマは優れているとはまったくいえません。

- たいていのプログラマはセキュリティ関連の人間ではなく、攻撃側の考えにまで 思慮が至りません。

- セキュリティに関っている人間は、たいていプログラマではありません。 これは Bugtraq への投稿者の何人かが主張していることで、真実であるかどうか ははっきりしていません。

- コンピュータのセキュリティ・モデルの大半はひどい代物です。

- ソフトウェアの中には、既に「いかれてしまっている」のに使い続けられている ものがたくさんあります。 このソフトウェアを修正する(セキュリティ上の問題を取り除き、より厳しい セキュリティ・ポリシの元で動かすようにする)のは困難です。

- 消費者はセキュリティに無関心です。 (個人的には、消費者がセキュリティに関心を持ちはじめることを望んでいます。 いつもやられているコンピュータ・システムは、役に立たないどころか、使い勝手 も良くありません。 また消費者の多くは、問題があることにさえ気づいていないばかりか、状況が 好転していないことすら知りません)。

- セキュリティを確保するには、余計な開発時間が必要になります。

- セキュリティを確保するには、テストの面でも手間が増えます(仮想敵対チーム等)。

### オープンソースはセキュリティに効果があるのか

セキュリティを実践している人間によって、オープンソースがセキュリティに 与える影響について、数多くの議論がなされてきました。 主な論点の 1 つに、オープンソースはソースコードを公開しているので、誰でも つまり攻撃側と防御側のどちらもがソースコードを調べられるというものがあり ます。 この状況が決定的な影響力を持つことに、理性的な人びとは同意していません。

ここで、このトピックについて調査してきた方々を何人か紹介します。 Bruce Schneier 氏は、「賢明な技術者なら、セキュリティに関連した事項は すべてオープンソースのコードに求めた方が良い」[Schneier 1999]としています。 またオープンソースなソフトウェアを安全にするに必須の条件をいくつかを論じて います。 Advanced Encryption Standard (AES)の暗号化アルゴリズムを勝ち取った開発者 である Vincent Rijmen 氏は、セキュリティ上の脆弱性を簡単に見つけ出し、それを 修正するのには Linux のオープンソースの特性がこの上ない手段であると考えて います。「より多くの人々が見るということ以上に重要なのは、このモデルにおいて、 より明快なコードを書くこと、標準を厳守することをみんなに強制している点です。 これはセキュリティ・レビューをスムーズに繰り返し行うことに他なりません」 [Rijmen 2000] としています。 Elias Levy (Aleph1) 氏は彼の論文である "Is Open Source Really More Secure than Closed?" でオープンソースのソフトウェアを 安全にする上での問題点を論じています。 要約してみると下記のようになります。

> つまり、セキュリティ上の脆弱性が生じた時に、オープンソースとそうでないソフト ウェアは大差がないのでしょうか。それは違います。オープンソースのソフトウェア はそうでないソフトウェアよりも、もっと安全になる見込みが確かにあります。 しかし勘違いしないで欲しいのは、単にオープンソースだからといってセキュリティ が保証されるわけでは無いということです。

John Viega 氏の論文である "The Myth of Open Source Security" はこの点を論じています。要約してみると下記の ようになります。

> オープンソースのソフトウェア・プロジェクトは、そうでないプロジェクトのソフト ウェアよりも安全になる力を秘めています。しかしオープンソースのプログラムが 安全になるよりどころである、ソースコードが利用できること、たくさんのユーザが セキュリティホールを見つけてそれを修正できるという事実は、人をだまして安心 させることにもなり得ます。

Michael H. Warfield's "Musings on open source security" はさらに 確信を持って、オープンソースがセキュリティに対して影響力を持つことを主張して います。 Fred Schneider 氏はオープンソースはセキュリティに役に立つとは考えておらず、 「多くの目が(オープンな)ソースに注がれることで、システムのセキュリティを危うく してしまうバグを発見できると信ずるに足る理由はありません」とし、また 「コードに含まれているバグが、攻撃手法として抜きんでているわけではありません」 [Schneider 2000]とも主張しています。 またオープンソースは、プログラム構築工程の管理を考慮していない、とも主張 していますが、実際には管理は存在しています。オープンソースのメジャーな プログラムすべては、「責任者」の面目にかけて作成した公式バージョンがいくつか 存在します。 Peter G. Neumann 氏は「オープン・ボックス」ソフトウェア(ソースコードがある 状況下でのみで恐らく利用可能)を論じていて、その中で「オープン・ボックスである ソフトウェアはシステムのセキュリティを本当に改善するのだろうか？ 自然と そうなるわけではない。ただ可能性は無視できない」[Neumann 2000]としています。 TruSecure Corporation という Red Hat(オープンソースで企業活動している)が資金 提供をしている企業は、オープンソースがなぜセキュリティに有効であると思われて いるのかを書籍にまとめました[TruSecure 2001]。 Natalie Walker Whitlock's IBM DeveloperWorks article では賛否両論を載せています。 【訳註：Natalie Walker Whitlock's IBM DeveloperWorks article の日本語訳は、 http://www-6.ibm.com/jp/developerworks/linux/010615/j_l-oss.html にあります】。 Brian Witten 氏と Carl Landwehr 氏、Micahel Caloyannides 氏 [Witten 2001] は IEEE のソフトウェア関連論文でソースコードが利用できると、システムの セキュリティに好都合に物事が運ぶはず、と控えめに結論づけています。 彼らによると、

> 「私たちは、この議論からさらに 4 つの結論を引き出せます。第一に、ソース コードにアクセスできれば、ユーザがシステムのセキュリティを改善できるように なります。そのような才能と人材があるならばですが。第二に、限られたテストでは 一部のケースしか指摘できませんが、オープンソースのライフサイクルをもって すれば、悪意の無い欠点に対して、より脆弱さが少ないシステムを構築できます。 第三に、3 つのオペレーティングシステムを数年間調査したところ、12 か月に 渡ってパッチが無い状態で既知の脆弱性をさらした日数が、2 つの商用システム よりも、残り 1 つのオープンシステムの方が短かかった、という結果になりました。 最後になりますが、行き詰まっているのはオープンではない商用システムの開発 モデルの方です。システムとは手間をかけて維持、サポートして行くことでより安全 になるということ、手間をかけないシステムは安全ではないが利益は上がる、という 相反する問題であるからです。結論は出ているには出ていますが、この大切な点の 議論はまだ中途半端で、消費者に提供されるセキュリティを反映できる基準が切に 望まれています」

注意して欲しいのは、時として脆弱性には、その存在を知られていないゆえにやられ ない場合があることです。つまりそのようなシステムは「実質的には安全」なのです。 理屈上これは真実ですが、問題は誰かがその脆弱性を見つけ出したなら、脆弱性の 修正に貢献せずに悪用するかもしれないという点にあります。 脆弱性が知られていないとしても、実際にその脆弱性がどこかに行ってしまうわけ ではありません。ただ、その脆弱性が時限爆弾のようにいつ悪用されるか知りようが ないだけです。 発見した脆弱性を誰かが悪用するという問題は、システムがオープンソースであろうが なかろうが本来関係ありません。 ソースコードの無いシステムは、より安全であるという主張がなされてきました。 攻撃側にとって情報が少ないため、脆弱性を見つけにくい、というのがその理由 です。 それに相対するものとして、攻撃側はほとんどソースコードを必要としておらず、 ソースコードを利用したいと思う時には逆アセンブルしてソースコードを再生成 してしまう、という意見があります。 Flake [2001]では、オープンでないコードに対してセキュリティ上の脆弱性をどの ように調べているかを論じています(たとえば、逆アセンブラを使って)。 かたや防御側は、ソースコードが無ければ問題を探しようがありません。 防御側はソースコードが無いと、攻撃側と比べて不利な立場になります。

脆弱性に対しての警告を発したり、脆弱性について議論したりしない方が良い、 という主張がなされる時もあります。 この説は理屈上はもっともらしいのですが、問題は攻撃側が既にありとあらゆる 経路を通じて、脆弱性についての情報を流してしまっているという点です。 つまり、そのようなアプローチでは防御側が脆弱なままで、攻撃側をまったく抑え 込めません。 これまで企業は、脆弱性があからさまになるのを必死に隠し通そうとしてきました。 しかし実績を見てみると、おおかたの企業はユーザに広く知れ渡るまで脆弱性を 修正しませんでした(脆弱性を修正したと主張できたのにもかからわず)。 これは「全面開示」が必要であることの論拠になっています。 Gartner グループは CNET.com での記事「Commentary: Hype is the real issue - Tech News」で率直にコメントしています。

> Microsoft の security response center のマネージャである Scott Culp 氏は、情報について長年言い争われていることに対し、オウムのようにお決まり の文句を並べています。情報の配布についての道義的な議論は何度も繰り返され、 既にお馴染みになっています。たとえば、数世紀前に教会はコペルニクスと ガリレオの天動説を弾圧しようしましたが...。

> Culp 氏は Microsoft の製品で最近続発している脆弱性について「情報セキュリ ティの専門家」を非難しようとしていますが、これは単に不誠実なだけです。 製品を製造した企業への批判を反らそうとする試みを象徴しているとも言え ますが...。

> 関係者すべてが本当に努力すべきことは、改善のプロセスを途切れなく行うこと です。より広範に脆弱性が知られれば、より速やかに修正ができます。

オープンソースのプログラムは、単独の企業が管理を強制していないため、誰かが トロイの木馬や悪意あるコードを潜り込ませることができる、という主張が時として なされます。 確かにトロイの木馬はオープンソースのコードに入れ込むことは可能です。 しかし同じように商用のコードにも潜り込ませられます。 従業員の中で、不満を抱えていたり、競争相手から賄賂を受けていたりしている者 が、悪意あるコードを潜り込ませるかもしれません。また組織の多くでは、オープン ソースであるプログラムのように、問題を発見できそうにありません。 なにしろ組織外の人間は、誰もソースコードをレビューできないわけですし、 社内でコードをレビューしている企業は、ごく少数に過ぎないからです (レビューを行っていたとしても、レビューしたコードが実際に使用されるという 保証は、ほとんどありません)。 オープンソースで無い企業を後で訴えられる、という考えもほとんど根拠がない ことに注意してください。ライセンスのほとんどすべては、押し並べて保証という ものを放棄しており、裁判所は普通、ソフトウェア開発会社に責任を負わせません。

Borland の InterBase サーバの件は、この点で興味深いケースです。 1992 から 1994 年という長い間、Borland は故意に「バックドア」を「InterBase」 というデータベース・サーバにしかけていました。 このバックドアは、ローカル、リモート両ユーザがあらゆるデータベース・オブジェ クトの操作ができ、任意のプログラムをインストールできてしまい、場合によっては 「root」としてそのマシンを制御できてしまうというものでした。 この脆弱性は少なくとも 6 年もの間、製品に含まれたままでした。誰もこの製品を レビューできず、Borland はその脆弱性を取り除くつもりもありませんでした。 Borland は 2000 年 7 月にソースコードを公開しました。 「Firebird」プロジェクトがそのソースコードとともに立ち上がり、2000 年 12 月 に InterBase のこの重大なセキュリティ上の問題が露見しました。 2001 年 1 月に CERT はこのバックドアの存在を CERT advisory CA-2001-01 として公表しました。 あきれたことに、そのバックドアはプログラムの ASCII ダンプ(クラッカー がよく使う手)をちょっと眺めただけで発見できるようなものでした。 この問題はオープンソースの開発者がコードをレビューすることで発見され、 すみやかにパッチが当てられました。 パスワードを知られなければプログラムは安全なままで、ソースを公開する とプログラムが安全でなくなると主張されるかもしれません。 私はそれは無意味だと考えます。ASCII ダンプは平凡で良く知られた攻撃手段 の 1 つです。攻撃者すべてが脆弱性を突然公開する衝動に駆られるわけではあり ませんし、実際のところ、その脆弱性が何度にも渡って悪用されなかった、という 確かな証拠はありません。 はっきりしていることは、ソースが公開された後、ソースコードが何回もレビュー され、脆弱性が見つかって修正された、ということだけです。 この状況をまとめると、オリジナルのコードに脆弱性があり、オープンソース になるやいなや簡単にその脆弱性が発見され、最終的には修正されたということ です。

ソースコードをオープンにする利点は、攻撃を受けるソフトウェアが増えない ということではなく、脆弱性を走査し評価する機会が増えるということです。 脆弱性を走査し評価するには、設定済みのシステムで意図的に脆弱性を探し出します。 最近になって Network Computing evaluation は、最高の走査ツール(数ある脆弱性 の中でも最も悪質な脆弱性を発見した)は、オープンソースの走査ツールである Nessus としました[Forristal 2001]。

いったい結論は何なのでしょう。 個人的には、プログラムというものがまずオープンソースとして作られると、最初 はユーザにとって安全性が低くても(脆弱性があらわになっても)、時を経るに したがって(数年程度)、オープンでないプログラムよりもさらに安全になる可能性 があると考えています。 プログラムをただオープンソースにするだけでは、すぐには安全になりませんし、 オープンソースなプログラムにすることで、安全になる保証もありません。

- まず実際にコードをレビューしなければいけません。 これは議論において重要な点の 1 つです。現実的にオープンソースなプロジェクトで あれば、コードはレビューされるのでしょうか。 レビューを受ける回数が少なくなる要因はいろいろとあります。 ニッチでほとんど利用されない製品(レビューアの存在が期待できない)や開発者 がほとんどいない場合、まれにしか使われないコンピュータ言語がそれにあたります。 開発者が一人で協力者がいないプログラムは、間違いなくこの手のレビューを受けら れません。 その一方でプログラムの中には、中心となる作者が存在しかつ、ちょくちょくコード を調べたり、他の人間が行ったレビュー(少なくとも貢献にはなっている)を提案したり するメンバーがたくさん関っている場合もあります。 一般的にレビューアがたくさんいればいるほど、誰かが欠点を見つけ出す可能性 がより高くなります。これは「たくさんの眼」理論の基本です。

  オープンソースであること自体が、レビューを受ける見込みを著しく減らす要因 の 1 つになるわけではありません。 ベンダーの中には「開示されているソース(disclosed source)」(「ソースが存在する」 (source available)とも言う)プログラムをオープンソースだとポーズをとるところが あります。しかしそのプログラムの 所有者はあいかわらず広範囲に独占的な権利を有しているので、「無償で」所有者の ために働こうという意欲がある人はほとんどいないでしょう。 風変わりで変則的な権利形態をとる(MPL のような)オープンソースのライセンス でさえ、問題を抱えています。 結局は、自分の成果に対して別の誰かが権利を持っているのであれば、ボランティア で参加する可能性は低くなるということです(Bruce Perens 氏はこの点について、 「一体誰が好んでただ働きで雇われの身になるんだい？」と言っています)。 やる気が旺盛なレビューアは、プログラムも修正したがります。このやる気を削ぐ ようなライセンスでは、たくさんの「眼」を失うことになります。 Elias Levy 氏はオープンソースのセキュリティに関する彼の論文の中でこの点で 間違いを犯しています。彼が分析したソフトウェア(例えば TIS の Gauntlet)は 当時オープンソースではなかったのです。

- 第二に、コードを書いたり、少なくともレビューしたりする人の中に、安全なプログラムの 書き方を理解している必要があります。 できれば、この文書が役に立てばと願っています。 「たくさんの眼」があっても、何を見つけだすかを知らなければ、何にもなりません。 理解している人たちがいる限りは、みんながみんな安全なプログラムの書き方を知らなくても かまわない、という点に気をつけてください。

- 第三に、一度問題が見つかったなら、すみやかに修正してそれを配布しなければ いけません。 オープンソースのシステムでは、速やかに問題が修正される傾向にありますが、 スムーズに配布されるとは限りません。 たとえば、OpenBSD の開発者たちはセキュリティ上の欠陥をレビューするのに 長けています。しかし、確認した問題点をオリジナルの開発者にいつもフィード バックするとは限りません。 つまりあるシステムのあるバージョンを修正するのには都合が良いのですが、他の システムは直されないままになってしまいます。

オープンソースのもう 1 つの長所は、問題をみつけたなら、あなたがそれをすぐ に修正できるということです。

つまり、オープンソース・ソフトウェアのセキュリティへの影響度合いは、 セキュリティ界でまだ広範囲に渡って議論している最中です。しかし、著名な専門家 の多くはより安全になる可能性が大であると考えています。

### 安全なプログラムの種類

安全にする必要があるプログラムは、多岐に渡ります(用語については、この文書 で定義します)。 一般的な種類を下記にいくつかあげます。

- 離れた所にあるデータを閲覧する場合に利用するアプリケーション・プログラム。 ビューアーとして利用するプログラム(ワード・プロセッサやファイル・フォーマット を見るためのビューアー)では、信頼できないユーザが、離れた場所から閲覧する データを送るように求めることがよくあります(このリクエストは Web ブラウザが 自動的に実行する可能性があります)。 はっきりしていることは、信頼できないユーザの入力によって、アプリケーションが 任意のプログラムを実行してしまってはいけない、ということです。初期化マクロ (データを表示する時に実行する)をサポートするのは浅はかです。サポートせざるを 得ないなら、必ず安全のためのサンドボックスを作成してください(サンドボックス を作る作業は複雑かつ間違いを起こしやすいので、うまくいくとは限りません。 したがって、はなからマクロをサポートするべきではないのです)。 で議論するバッファオーバーフローのような 問題についても、注意が必要です。この問題は、信頼できないユーザがビューアーを 使って、任意のプログラムを強制的に動かせるようにしてしまいます。 【訳註：サンドボックス(sandbox)とは、制限付きで保護されたメモリ領域。 この領域で動くアプリケーションは、システムにダメージを与えないように設計、 動作します】

- システム管理者(root)が使用するアプリケーション・プログラム。 そのようなプログラムは、システム管理者以外が制御できてしまうデータを信頼すべき ではありません。

- ローカルでサービスを行うサーバ(デーモンとも呼びます)。

- ネットワーク経由でアクセスするサーバ(ネットワーク・デーモンという場合 もあります)。

- Web ベースのアプリケーション(CGI スクリプトもその一部)。 これらのアプリケーションは、ネットワーク経由でアクセスするサーバとしては 特殊なケースです。しかし、あまりにも普及しているので、これだけで一分野を作る 価値があります。 この分野に属するプログラムは、Web サーバを経由して間接的に実行され、フィルタ される攻撃も中にはありますが、防御すべきでありながら、多くはなすがままに なっています。

- アプレット(すなわち、クライアントにダウンロードされ、自動的に実行するもの)。 Java がとりわけ有名ですが、他の言語(たとえば Python)も同様にモバイル・コード をサポートしています。 ここにセキュリティ上重要な点がいくつかあります。それは、クライアント側で アプレットの実行機構を実装した人が、「安全な」オペレーションをだけを確実に 実行するようにしているか、という点とアプレット作成者が、悪意のあるホストの 問題(つまりクライアントは普通信頼できない)に対処しなければいけない点です。 悪意のあるホスト上で、アプレットを問題なく動かす研究がいくつかありますが、 正直言って、この解決方法は疑問です。斬新なテーマなので、ここではこれ以上 触れません。 【訳註：モバイル・コードは、クライアントプログラム(たとえば Web ブラウザ) が相手のシステム(たとえば Web サーバ等)からダウンロードし、自動的に実行 されるプログラム全般を指します】

- setuid や setgid したプログラム。 これらのプログラムは、ローカルにいるユーザが実行します。実行されるやいなや そのプログラムのオーナーもしくはオーナーのグループ(もしくはその両方)の権限 が与えられます。 いろいろな意味で、これらは最も安全にしにくいプログラムです。それは入力の 大部分が信頼できないユーザが制御していて、その入力自体も疑いがあるからです。

この文書は、さまざまな種類のプログラムの課題をひとまとめにして扱っています。 このやり方には欠点があります。それは、ここで扱う問題点には、プログラム全種類 へ適用できないものがある点です。 特に setuid や setgid したプログラムは、思いがけないさまざまな入力があり、 ガイドラインには setuid や setgid したプログラムだけに当てはまるものも あります。 しかし、実際はそんなに区別がはっきりしているわけではなく、あるプログラムでは この範疇を越えるものもあります(たとえば CGI スクリプトは setuid や setgid されたり、同じような影響がある方法で設定してあったりします)。また実行形式が いくつにも分かれていて、そのそれぞれが異なる「種類」のプログラムになっている 場合もあります。 さまざまな種類のプログラムをひとまとめにして検討する利点は、あるカテゴリに プログラムを無理に当てはめることなく、問題を包括的に検討できる点にあります。 こうして見ていくことで、安全が求められるプログラムすべてに対して、原則が当て はまるケースが多いことがわかります。

この文書は、C で書いたプログラムに多少偏っています。C++ や Perl、PHP、Python、 Ada95、Java のような他の言語についても、多少は扱っています。 これは Unix ライクなシステムでは C が安全なプログラムを実装する言語として 最も普及しているためです(CGI は例外で、Perl や PHP、Python をよく使います)。 また C 以外の言語の大部分は、 C のライブラリを呼び出すように作られています。 これをもって C が安全なプログラムを作るという目的に「最良の」言語である、 ということにはなりません。ここで述べられる原則の大部分は、使用している言語の いかんにかかわらず当てはまります。

### 疑い深く、こだわりが強いことに価値がある

安全なプログラムを書くのに当たって一番やっかいな点は、作成者が思考回路を 切り替えなければならないところにあります。つまり、疑い深く、こだわりを強く 持つ必要があることです。 エラー(欠陥とかバグとも言われています)が起こすシステムへの影響が、普通の プログラムとはまったく違うからです。

安全が必要とされていない普通のプログラムには、エラーがたくさんあります。 エラーは歓迎すべきものではありませんが、そう度々は起こらないのが普通で、 ありそうでありません。ユーザが万が一エラーに遭遇してしまっても、そのバグ を何とか避けながら、利用し続けようとするでしょう。

安全が必要なプログラムではこの状況が一変します。 とあるユーザは、意図的にバグを捜し出し、ほとんど起こりそうもない状況を引き 起こします。そして、そのような攻撃で不当な権限を得ようとします。 という訳で、安全なプログラムを書く場合には、疑い深く、こだわりを強く持つこと に価値がでるのです。

### このドキュメントを書いた訳は ?

「どうしてこのドキュメントを書いたのか？」と質問を受けるのですが、私の答えは 下記の通りです。 ここ数年来、Linux や Unix のデベロッパーは同じようなセキュリティ上の落し穴に 何度もはまりこんでいるように思えます。 監査する側は、問題をとらえるのが早いとは言えません。しかしバグが最初から コードに入っていなかったなら、もっと良かったはずです。 既知の落し穴にはまらない方法について、ここさえ見れば、という共通の所がない ところに問題の一端があると考えています。 情報は公開されているのですが、その情報を捜し出すのが困難だったり、古くなって いたり、不十分だったり、別の問題を含んでいたりします。 またそのような情報の大部分には Linux が広く利用されているにもかかわらず、 Linux に焦点を当てた議論がまったくありません。 このような背景から、ソフトウェアの開発者が過去の過ちを今後繰り返さず、 システムがより安全となることを願って、このドキュメントを書きました。 この点についてさらに知りたければ、http://www.linuxsecurity.com/feature_stories/feature_story-6.html を参照してください。

これと関連した質問に「他のドキュメントを参照するのに留めずに、どうして自分 自身でドキュメントを書いたのか？」というものもあります。 答えはいくつかあります。

- 情報の多くは、あちこちに散在しています。重要な情報を体系的なドキュメント にまとめれば、利用しやすくなります。

- 情報の中にはプログラマ向けではなく、システム管理者やユーザ向けの情報 もあります。

- 入手可能な情報は、システム間で共通な要素(Unix ライクなシステムすべてで動作 する)に重点をおいている場合が多く、Linux についてはまったく論じられていません。 移植性の点からすれば、Linux 固有の機能に触れるのを避けるのが確かに賢明です。 しかし Linux に固有の機能を使えば、セキュリティが確実に向上する場合があります。 Linux 以外への移植性が要求されても、Linux が動いていれば固有の機能を使いたく なるかもしれません。 そして Linux を中心として、Linux を対象としている人々に役に立つ情報への 参照を入れることがあります。その情報が他には必ずしも役立つとはいえないと してもです。

### 設計と実装の指針についての情報源

安全なプログラムを書く方法(あるいは、既存のプログラムのセキュリティ上の 問題点をどのように発見するのか)について、役立つドキュメントがいくつか あります。またそれらのドキュメントは、このドキュメントでガイドラインとして これから明確にしていく項目の根拠にもなっています。

汎用的なサーバや setuid もしくは setgid したプログラムについては、役に立つ ドキュメントがたくさんあります(ドキュメントの中には直接見つけるのが困難なも のがあります)。

Matt Bishop[1996, 1997] は、このトピックに関してたいへん素晴らしい ドキュメントを作成したり、発表を行ったりしています。その上彼の Web サイト http://olympus.cs.ucdavis.edu/~bishop/secprog.html でこのトピックを専門に扱っています。 AUSCERT はプログラミングにあたってのチェックリスト [AUSCERT 1996] を公開しています。これは Garfinkel、Spafford 両氏の著作 [Garfinkel 1996] の 23 章で論じている、安全な suid したネットワーク関連のプログラム書法を下敷き にしています。 Galvin [1998a] は、安全なプログラムを開発する工程やチェックリストについて分かりやすく説明 しています。最近になってチェックリストが更新され、 Galvin [1998b] で見られます。 Sitaker [1999] には、「Linux セキュリティ監査」チームが検討している問題について、その一覧が あります。 Shostack [1999] では セキュリティに気を配る必要があるコードをレビューするのに役立つチェックリストを 定義しています。 NCSA [NCSA] では、安全なプログラムのための簡潔かつ役に立つガイドラインを提供しています。 その他で情報源として役に立つのは、 Secure Unix Programming FAQ [Al-Herbish 1999] や Security-Audit's Frequently Asked Questions [Graham 1999]、 Ranum [1998] があります。 アドバイスの中には注意しなければならないものがあります。例えば BSD の man の setuid(7) では [Unknown]、 access(3) の使用を推奨していますが、その使用にともなって生じる競合状態の 危険さを考慮していません。 Wood[1985]には、役に立つものの、古くなってしまったアドバイスが 「Security for Programmers」の章にあります。 Bellovin [1994] には役に立つガイドラインや ftpd の実装をよりシンプルで安全に組み直すといった やり方の具体例がいくつかあります。 FreeBSD は FreeBSD [1999] というガイドラインを用意しています。 [Quintero 1999] は、そもそも GNOME のプログラミング・ガイドラインと関連がありますが、 セクションの 1 つでセキュリティについて検討しています。 [Venema 1996] は、安全なプログラムを組む時にありがちなエラー(ありきたりなので推測可能な パスワードや悪意あるデータによる汚染、ユーザがアクセスできるデータ に含まれてしまっている機密情報、他のプログラムへの依存)について詳しく (例を挙げて)論じています。 [Sibert 1996] は、悪意あるデータが引き起こす脅威について説明しています。

Web のインタフェースである Common Gateway Interface(CGI)は、プログラマ向け ドキュメントとして、セキュリティのガイドラインがたくさん用意してあります。 Van Biesbrouck [1996], Gundavaram [unknown], [Garfinkle 1997] Kim [1996], Phillips [1995], Stein [1999], [Peteanu 2000], and [Advosys 2000].

ある特定の言語について触れたドキュメントはたくさんあります。このドキュメント では、言語に固有な点に触れたセクションでさらに論じます。 たとえば、Perl の配布物の中には、 perlsec(1) というセクションがあり、Perl をより安全に使う方法に ついて論じています。 http://www.cs.princeton.edu/sip にある Secure Internet Programming というサイトは、コンピュータのセキュリティ 全般について扱っていますが、Java や ActiveX、JavaScript といったモバイル・ コードの仕組みに焦点を当てています。 Ed Felten 氏(このサイトの中心人物の 1 人)は Java を安全にする書籍を共著して います。 ([McGraw 1999])。この点に ついては で扱います。 Sun が出しているコードを安全にするためのガイドラインには、主に Java や C について触れたものがいくつかあります。 http://java.sun.com/security/seccodeguide.html で利用できます。

Yoder[1998]には、アプリケーションのセキュリティに取り組む際に利用できるパタン がいろいろあります。 ガイドラインとしては具体性に欠けますが、日常よく使うプログラミング・パタン として役に立つと思います。 Schmoo グループは、安全なコードを書く方法についての情報リンクを Web サイトに 載せ続けています。http://www.shmoo.com/securecode。

別の側面から問題を論じているドキュメントも、たくさん存在します(たとえば 「システムをクラックするには」)。 一例として McClure[1999]があげられますし、インターネットという世界で見れば、 さらに莫大な資料がころがっています。 また、あるコンピュータ・アーキテクチャを攻撃するにはどのように開発すれば よいか等についても、より広範囲なドキュメント(たとえば [LSD 2001]のような) が存在しています。 Honeynet プロジェクトは、実際にどのように攻撃を行っているのかについて、情報 (統計を含め)を集めています。 http://project.honeynet.org を見れば詳細な情報が得られます。

既存のプログラムにおいて、脆弱性が既に確認されている情報も多量に出回っています。 この情報は、「そうしないようにする」という点では役に立ちます。しかし、たくさん の具体的な例から、一般的に利用できるガイドラインを見つけ出すのはかなり大変 です。 セキュリティについて議論するメーリングリストがあります。最も有名なものの 1 つに Bugtraq があります。このメーリングリストは脆弱性の一覧を作成する ことに熱心に取り組んでいます。 CERT Coordination Center(CERT/CC)は、代表的な機関の 1 つで、インターネット 関連のセキュリティ上の問題を報告しています。 CERT/CC はちょくちょく勧告を発行し、深刻なセキュリティ上の問題やその 影響度合いを解説し、パッチや善後策をどうやって得たらよいのかを説明 しています。詳しい情報は、 http://www.cert.org を見てください。 ただし注意して欲しいのは、もともと CERT は小型コンピュータ緊急対応チーム であって、公式に「CERT」がセキュリティについての代表機関となっているわけ ではない点です。 米国エネルギー省の機関である Computer Incident Advisory Capability (CIAC) も脆弱性について報告をあげて います。 それぞれのグループは同じような脆弱性を報告していますが、ばらばらな呼び方 をしています。 この問題を解決するために、MITRE は、「あきらかな脆弱さと起こる可能性がある 脆弱さの共通化」(Common Vulnerabilities and Exposures(CVE))の一覧を作成して います。この一覧では、共通で一意に決まる識別子(name)を作って、一般的に広く 知られている脆弱性と誰かが発見したセキュリティ上の問題を載せています。 http://www.cve.mitre.org を見てください。 NIST の ICAT はコンピュータの脆弱性を検索可能な形でまとめたものです。CVE の 脆弱性のカテゴリにもとづいているので、後で検索や比較が可能になっています。 http://csrc.nist.gov/icat を見てください。 【訳註：MITRE と CVE の詳細は、 about MITRE と about CVE を参照してください】

このドキュメントは、私が最も有益かつ重要だと考えたガイドラインをまとめた ものです。 優秀なプログラマがこれを読んだだけで、かなり上手に安全なプログラムを実装 できるよう、下地を作ることを目標にしています。 この目標を単独でカバーできるドキュメントにはお目にかかったことはありません が、この取り組みは意義があると信じています。 方針はバランスを取ることです。「考えられるだけのガイドラインをリストアップ する」(エンドレスな作業でいつまでたっても形にならない)こと、「簡潔な」リスト をいろいろあげてオンラインで利用できれば、有益かつ簡潔にはなるものの、重大な 問題が省略されてしまうことが多く、この両者のバランスが大切です。 はっきりしない場合は、手引きを記載してあります。そういう場合は、誰もが 「これさえ見ればすべて OK」的なドキュメントを読んで、その情報を活用できる ようになっている方が、より効果的だと考えるからです。 このドキュメントの構成(一覧はすべて、独自でさまざまな構成になっています)は、 私自身が作成し、ガイドライン(特にケイパビリティや fsuid のような Linux 独自 のもの)の中にも、私自身が書いたものがあります。 上記にあげた関連ドキュメントをすべて読むことを強くお薦めします。しかし、 それは現実的ではないですね。

### その他のセキュリティ情報源

セキュリティ問題に特化した Web サイトやメーリングリストは膨大な数が 存在しています。 ここでは、その他のセキュリティ情報をいくつか挙げておきます。

- Securityfocus.com は、一般的なセキュリティ関連のニュースや情報を豊富に提供しており、セキュリティ 関連のメーリングリストもたくさん主催しています。 参加方法やアーカイブの見方については、Web サイトを見てください。 SecurityFocus で最も関連深いメーリングリストには、下記のようなものがあります。

  - 上記で触れたように、「Bugtraq」メーリングリストは「コンピュータのセキュリティ 上の脆弱性についてのメーリングリストで、モデレーターが存在しています。脆弱性 が何であり、それがどのように攻撃をかけ、どうしたら防ぐことができるか、と いったことについて、詳細な報告と議論をすべて公開しています」。

  - 「secprog」メーリングリストは、モデレーターがいるメーリングリストで、安全な ソフトウェアを開発する方法論とテクニックを議論しています。 私はこのメーリングリストをとても注目しています。モデレーターと連携して、 secprog で出た結論を取り入れ(結論に納得した場合)、このドキュメントに反映して います。

  - vuln-dev メーリングリストは、潜在的にセキュリティホールとなるが、まだ穴を 空けられていないものを議論しています。

- IBM の「developerWorks: Security」は興味深い記事を集めています。 http://www.ibm.com/developer/security でさらに学習してください。 【訳註：日本語 サイトがあります】

- Linux 固有のセキュリティ情報を知りたいなら、 LinuxSecurity.com が よいでしょう。 Linux のコードを監査することに興味があるなら、 Linux Security-Audit Project FAQ や Linux Kernel Auditing Project も見てみるとよいでしょう。これらは、Linux のコードについてのセキュリティ上 の問題に熱心に取り組んでいます。

特定のシステムを安全にしようとしているなら、そのシステムのセキュリティ関連の メーリングリストにももちろん参加してください(たとえば Microsoft や Red Hat 等)。そうすれば、セキュリティのアップデート情報を得られます。

### ドキュメントでの約束事

システムの man ページからの引用は、名称(番号) という形式にします。番号は、 man のセクション番号です。「どこも参照していない」ポインタ値を NULL とします。C コンパイラは、ポインタが必要なおおかたの環境で、整数の 0 を NULL に変換しています。しかし、C の規格としては NULL が実際にすべてが 0 ビットで埋められるという実装を求めてはいません。 C と C++ は文字「\0(ASCII の 0)」を特別扱いしています。この値をこの ドキュメントでは NIL とします(NIL は通常「NUL」としますが、「NUL」と「NULL」 の発音が同じため)。 関数やメソッドの名前は、文脈によっては小文字ではじめる必要があったとしても、 常に大文字・小文字の使い分けは元のままにしています。 「Unix ライクな」という用語を使う時には、Unix や Linux、そして Unix と非常に 似通った基本構造を持つその他のシステムを指します。 POSIX という言葉は使いません。というのは、Windows 2000 のように POSIX を 部分的に実装はしていても、まだセキュリティモデルがまったく異なっているもの があるからです。

攻撃者のことを「アタッカー」とか「クラッカー」とか「アドバーサリ(敵対者)」 と言います。 ジャーナリストは「攻撃者」のかわりに「ハッカー」という言葉を使う場合が あります。このドキュメントではこの(間違った)表現を避けています。というのも、 Linux や Unix の開発者は、自身のことを「ハッカー」としている場合が多いからです。 この言葉は悪い意味で使われてはいませんでした。 つまり、Linux や Unix の開発者にとって「ハッカー」という言葉は、今でも 専門家であり、コンピュータにとりわけ熱い思いを持っている人間を意味して いるのです。

## Linux と Unix のセキュリティ機能

旧約聖書 箴言 2 章 11 節

慎重さがあなたを保ち、英知が守ってくれる

Linux や Unix のセキュリティ機能のガイドラインについて論じる前に、 プログラマの立場から、その機能が何であるかを知っておいてもよいと思います。 このセクションでは、Unix ライクなシステムのほとんどで広く使われている これらの機能をざっと説明します。 しかし Unix ライクなシステム間にはかなりばらつきがあり、システムすべて がここで述べる機能を持っているわけではないことに注意してください。 この章では、拡張機能のいくつかと Linux に固有の機能についても注目して行き ます。Linux のディストリビューション間の違いは、セキュリティに関する プログラミングという点から見ると、ほとんど無いといってもよいと思います。 それは、基本的には同じカーネルと C ライブラリ(GPL ベースのライセンスは、 技術革新を速やかに普及させます)。 また、それぞれの Unix の実装間にはセキュリティ関連での違いがいくつか ありますが、ここで説明することがすべてをカバーしているわけではありません。 この章では、たとえば強制アクセス制御(mandatory access control (MAC)) の実装のように、まだ Unix ライクなシステムの多くが実装していないものに ついては議論しません。 これから説明する機能が何であるか既に知っているなら、このセクションを飛ばして も結構です。

プログラミングガイドは、Linux や Unix でのセキュリティ関連の一部を軽くなぞる だけで、重要な情報は飛ばしてしまうケースが多く見られます。 とりわけ「どのように使うか」ということは大まかには論じますが、利用の際に関り が出てくるセキュリティの属性については誤魔化しています。 それとは逆に、man には個々の関数について、詳細な情報が多量にあります。しかし man は個々の関数をどのように利用するのか、という細かい説明でもって、 セキュリティの問題を隠してしまっている場合があります。 このセクションでは、そのギャップを埋めるように心がけます。Linux でプログラマ がよく利用しそうなセキュリティの仕組みについて概要を説明しますが、特に セキュリティによって生じるやっかい事に焦点を当てます。 このセクションは、普通のプログラミング・ガイドよりもさらに突っ込んだ内容に なっていて、セキュリティ関連の事柄に焦点を絞り、さらに詳しい情報が得られる ように参考文献をあげておきます。

まず基本的なところから。 Linux や Unix は 2 つの部分から構成されています。それはカーネルと「ユーザ 空間」です。 プログラムのほとんどは、ユーザ空間(カーネル上の)で動作しています。 Linux は「カーネル・モジュール」という概念をサポートしていて、動的かつ簡単に コードをカーネルに追加できるようになっています。しかし依然としてカーネル は基本的な部分を内部に抱えています。 他のシステムの中には(たとえば HURD のような)、「マイクロカーネル」ベース のシステムもあります。そのシステムは、機能をより限定した小さなカーネルと 従来はカーネルで実装していた低レベルの機能を「ユーザ」プログラムとして実装 しています。

Unix ライクなシステムには、大幅に改修を行って、米国国防省が要求している MAC(B1 レベル以上)の強固なセキュリティに特別対応しているものがあります。 この版のドキュメントでは、これらのシステムやその課題は扱いません。 そのうち範囲を広げて行きたいと思っています。 さらに詳細な情報のいくつかは、他のところで利用できます。たとえば、SGI の 「Trusted IRIX/B」について詳しいのは、NSA の Final Evaluation Reports (FERs) です。

ユーザがログインすると、そのユーザ名はユーザが属している uid(ユーザ ID) や gid(グループ ID)を表す整数値に割り当てられます。 uid が 0 のユーザは特別な権限(役割)を持っていて、「root」と言われてきました。 Unix ライクなシステム(Unix も含む)のほとんどでは、root はセキュリティチェック のほとんどを受けることなく、システムを管理を行う場合に使用されてきました。 Unix システムの中には、gid が 0 のユーザも特別扱いになっていて、グループ レベルでリソースに対して無制限のアクセス権を持っているものもあります [Gay 2000, 228]。 この事は他のシステム(Linux のような)では当てはまりませんが、そのような システムであってもグループ 0 は、基本的にすべての権利を持っています。 というのも、システム関連の特別なファイルは、グループ 0 が所有しているケース が多いからです。 セキュリティの点から見て唯一「対象」となるもの、それがプロセスです (いろいろなことを実行している正体がプロセスなのです)。 プロセスはさまざまなデータにアクセスできます。ファイルシステム(FSO)であったり、 System V のプロセス間通信(IPC)であったり、ネットワーク・ポートであったり します。 プロセスはシグナルを設定できます。 その他セキュリティ関連のトピックとしては、quota や limit、ライブラリ、監査、 PAM があります。 この後、サブセクションで詳しく見ていきます。

### プロセス

Unix ライクなシステムでは、ユーザレベルの動作はプロセスを動かすことで 実現しています。 Unix システムの大部分は「スレッド」をプロセスとは独立した概念として サポートしています。 スレッドはプロセス内でメモリを共有していて、システムのスケジューラは スレッド自身をスケジューリングしています。 Linux はこれとは異なる方法で実行しています(私は優れたやり方だと思います)。 スレッドとプロセスは基本的に違いはありません。 そのかわり Linux においては、プロセスがもう 1 つのプロセスを起こした時に、 どのリソースを共有するのかを選択できます(たとえばメモリを共有するとか)。 そして Linux カーネルは、スレッドレベルで速度が最適になるように動作します。 詳しい情報は clone(2) を見てください。 Linux のカーネル開発者は「スレッド」や「プロセス」というかわりに、「タスク」 という言葉をよく使う点に注意してください。しかし、対外的なドキュメントには、 プロセスという言葉を使います(なので、ここではプロセスという言葉を使います)。 マルチ・スレッドのアプリケーションをプログラムする場合には、上記のような 違いを隠蔽するため、通常は標準のスレッドのどれかを使った方が適切です。 こうすると移植性が高くなるだけでなく、ライブラリが間接的なレベルの機能追加 を提供できます。これは、複数のアプリケーションレベルのスレッドを、あたかも オペレーティングシステムの単独のスレッドとして実行することで実現しています。 こうすることで、あるシステムの何らかのアプリケーションは、性能がいくらか向上 できます。

#### プロセスの属性

ここでは、Unix ライクなシステムで動くプロセスそれぞれが持っている代表的 な属性を挙げておきます。

- ruid、rgid ――実 uid と 実 gid のことで、この権限でプロセスが動いています。

- euid、egid ――実効 uid と 実効 gid は権限のチェックに利用します(ファイル システムを除く)。

- suid、sgid ――保存 uid と 保存 gid は下記で論じますが、権限の「有効化・ 無効化」をサポートするのに利用します。 Unix ライクなシステムのすべてがこの機能をサポートしているわけではありません が、大半のシステム(Linux や Solaris を含む)がサポートしています。 システムがこの機能を POSIX 標準で実装しているかを調べたいなら、sysconf(2) を使って _POSIX_SAVED_IDS が有効か確かめてください。

- 補助グループ――グループ(gid)の一覧で、ユーザがメンバーになっている グループの一覧です。 オリジナルの version 7 Unix では、存在していません。プロセスは同時に複数 のグループには属せず、特別なコマンドを使ってグループを変更しなければ いけません。 BSD では、それぞれのプロセスでのグループの一覧をサポートしており、より 柔軟な構成をとっています。またこの追加機能は現在では広く実装されています (Linux や Solaris を含む)。

- umask ――新しいファイルシステムの実体を作成する時に、デフォルトのアクセス 制御の設定を決めるビット列です。umask(2)を見てください。

- スケジューリング・パラメタ――プロセスにはそれぞれ、デフォルトのスケジューリング のポリシがあります。SCHED&lowbar;OTHER は、追加でパラメタを設定でき、 nice や プライオリティ、カウンターを設定できます。詳細は、 sched&lowbar;setscheduler(2) を見てください。

- limits ――プロセス単位のリソースの制限です(下記参照)。

- ファイルシステムのルート――プロセスから見たルート・ファイルシステム("/")の位置。 chroot(2)を参照してください。

ここでは、プロセスに関連してはいるものの、あまり一般的ではないものを説明 します。

- fsuid、fsgid ―― uid と gid はファイルシステムへのアクセス権限をチェックするのに 使います。 通常は、それぞれ euid や egid と同じです。 この属性は Linux 独自です。

- ケイパビリティ―― POSIX で定義しているケイパビリティ情報。プロセスについての ケイパビリティは、3 つあります。それは、実効、継承、許可です。POSIX ケイパ ビリティについての詳しい情報は、下記を見てください。 Linux のカーネル 2.2 バージョン以上であればこの機能をサポートしています。 他の Unix ライクなシステムでもサポートしていますが、一般的というわけでは ありません。

Linux において、どの属性が各々のプロセスに関連しているのかを正確に知る必要 があるなら、Linux のソースコードが最も信頼のおける情報源です。特に、 `/usr/include/linux/sched.h` にある task&lowbar;struct という定義は重要です。

新しいプロセスを起こすには、fork(2) システムコールを使うのが一般的です。 BSD は vfork(2) という最適化をはかった改良版を導入しました。 vfork(2) の基本的な考えは単純で、使う必要がなければ使わ ないです。 詳しくは、 を見てください。

Linux では、固有のシステムコールである clone(2)をサポートしています。 このシステムコールは fork(2) と同様に動作しますが、共有したいリソース (たとえば、メモリやファイル・ディスクリプタ等)を指定できます。 さまざまな BSD システムでは rfork() システムコール(オリジナルは Plan9 で開発)を実装しています。呼び出し方は異なりますが、基本的な考え方は 同じです(これも共有するものに対しての操作を強化して、プロセスを生成 します)。 プログラムに移植性を持たせるなら、できればこれらのシステムコールを そのまま使うべきではありません。上記でも述べましたが、移植性を持たせる なら、それらのシステムコールを用いたスレッドライブラリをもとにした方が良い でしょう。

このドキュメントは、プログラムを書くための完璧なチュートリアルではありません。 したがって、プロセスを扱った一般的に利用できる情報については省略しています。 さらに情報として wait(2) や exit(2) といったドキュメントも利用できます。

#### POSIX ケイパビリティ

POSIX ケイパビリティはビットで値を構成し、普通 root が持っている権限を 分割し、より特化した権限を持つ大きな組み合わせとして再構成します。 POSIX ケイパビリティは、IEEE 標準のドラフトで定義されています。したがって Linux 固有の機能でもありませんし、他の Unix ライクなシステムで広く採用 されてもいません。 Linux のカーネル 2.0 では POSIX ケイパビリティをサポートしていませんが、 2.2 ではプロセスについて、POSIX ケイパビリティをサポートしています。 Linux のドキュメント(このドキュメントも含め)の中で、「root の権限が必要で ある」と書いてあった場合、「ケイパビリティが必要である」とほぼ同じ意味に なる、とケイパビリティについてのドキュメントに述べられています。 個々のケイパビリティについて知りたい場合は、ケイパビリティに関する ドキュメントを読んでください。

Linux においては、ファイルシステム上にあるファイルに対してケイパビリティを 適用することが最終目的です。しかし、これを書いている時点では、まだ実装されて いません。転送機能に対するケイパビリティはサポートされていますが、デフォルト では無効になっています。Linux のカーネル 2.2.11 ではケイパビリティをより 身近に利用しやすくする機能が加わりました。その機能は「ケイパビリティ・ バウンディング・セット(capability bounding set)」です。 ケイパビリティ・バウンディング・セットは、ケイパビリティのリストの 1 つで、 システム上のどのプロセスもその管理下に入ります(さもなければ、特別な init プロセスだけが管理します)。 ケイパビリティがバウンディング・セットになければ、権限がどれであっても プロセスから利用できません。 この機能を使っている例として、カーネルモジュールの読み込みを無効にする 機能が挙げられます。 試験的ではありますが、この機能を駆使したツールに LCAP http://pweb.netcom.com/~spoon/lcap/ があります。 【訳註：LCAP は、カーネルがサポートしているケイパビリティを無効にすることに よって、システムをより安全にする仕組みです】

POSIX ケイパビリティについての詳しい情報は、 ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/libs/security/linux-privs で利用できます。

#### プロセスの生成とその操作

プロセスは fork(2) やお薦めできない vfork(2)、Linux 独自の clone(2)を使って 生成します。これらのシステムコールはすべて、既存のプロセスを複製し、2 つの プロセスを生成します。 プロセスは execve(2)、もしくはそのフロントエンド(exec(3)や system(3)、popen(3) がその例)をコールして、別のプログラムを実行できます。

setuid や setgid してあるプログラムを実行すると、プロセスの euid や egid (それぞれ)には、そのファイルに設定してある値がセットされます。 この相関関係は、いにしえの Unix では競合状態を引き起こし、セキュリティ 上の弱点の源となっていました。以前は setuid や setgid してあるスクリプト に対応していたからです。 カーネルが、どのインタプリタが動作するのかを見るためにファイルをオープン する時と、(id がセットされ)インタプリタに制御を返ってインタプリタが ファイルを再オープンしてスクリプトを解釈する時の間に、攻撃者がファイルを 操ってしまう可能性がありました(直接にもしくはシンボリック・リンク経由で)。

Unix ライクなシステムは、setuid したスクリプトのセキュリティ上の問題に 対して、さまざまなやり方で対処してきました。 あるシステムでは、実行スクリプトに setuid や setgid のビットが立ってい ると、それを完全に無視しています。Linux もこれに該当し、安全さは疑いよう がありません。 ごく最近の System V R4 や BSD 4.4 のリリースでは、カーネルの競合状態を避ける ために、また違ったアプローチをとっています。 これらのシステムでは、カーネルは id がセットしてあるスクリプト名を インタプリタに渡す時に、パス名を渡さず(これが競合状態を起こすことに なります)、/dev/fd/3 というファイル名を渡します。これはスペシャル ファイルで、既にそのスクリプトでオープンしていますので、攻撃者が悪用する 競合状態は起こりえません。 このようなシステムにおいても、安全さが必要なプログラムに setuid や setgid してあるシェル・スクリプト言語を使うのには賛成できません。理由は下記で 論じます。

プロセスがさまざまな uid や gid の値に変化をもたらすケースも存在します。 setuid(2) や seteuid(2)、setreuid(2)、Linux 独自の setfsuid(2)を見て ください。 特に保存ユーザ id(suid)という属性はそのケースに該当し、本当に信頼された プログラムが、一時的に uid を変更してしまいます。 Unix ライクなシステムでは、suid を下記のルールの下でサポートしています。 ruid の変更もしくは euid が ruid と異なる値になった場合は、suid には 新しい euid の値が設定されます。 特権を持たないユーザは、自分の suid から自分の euid を、ruid から euid を、 euid から ruid を設定できます。

Linux 独自の fsuid プロセス属性は、NFS サーバのようなプログラムで、ファイル システムの権限に限って指定された uid に許可をあたえます。そのプロセスへ シグナルを送る許可は与えません。 euid が変更されると fsuid は新しい euid の値に変更されます。fsuid は setfsuid(2)という Linux 独自のシステムコールを使って設定できます。 root 以外から呼び出された場合は、fsuid には現在の ruid や euid、seuid、 あるいは現在の fsuid しか設定できません。

### ファイル

すべての Unix ライクなシステムは、「/」を情報が保存されている大元とし、そこ から広がる形でファイル木構造をつくっています。 ファイル木構造はディレクトリを階層化していて、そのぞれぞれがファイルシステム のファイルシステム・オブジェクト(FSO)を持っています。

Linux においては、ファイルシステムのオブジェクト(FSO)には通常のファイルや ディレクトリ、シンボリックリンク、名前つきパイプ(ファーストイン・ファースト アウトと言ったり、FIFO と言ったりします)、ソケット(下記を参照してください)、 キャラクタスペシャル(デバイス)ファイル、ブロックスペシャル(デバイス)ファイル 等があります(Linux では find(1)コマンドにその一覧があります)。 その他の Unix ライクなシステムでもまったく同じ、もしくは似たような FSO の一覧 があります。

ファイルシステム・オブジェクトは、ファイルシステム上に存在し、ファイル木構造 にあるディレクトリにマウントしたりアンマウントしたりします。 ファイルシステムのタイプ(たとえば ext2 や FAT)とは、ディスク上にデータを配置 し、速度や信頼性等を最適化する、特定の約束事です。 「ファイルシステム」という用語をファイルシステムの種類と同じ意味で使う場合 もよくあります。

#### ファイルシステム・オブジェクトの属性

ファイルシステムのアクセス制御の属性は多少変わっていて、アクセス制御は マウント時に選択したオプションに左右されます。 Linux では、ext2 がファイルシステムとしては現状最も一般的ですが、おびただしい 数のファイルシステムをサポートしています。 たいていの Unix ライクなシステムも、複数のファイルシステムをサポートして います。Unix ライクなシステムは、それぞれで複数のファイルシステムのタイプを サポートしています。

Unix ライクなシステムの多くは、少なくとも下記の情報を記録しています。

- 所有 uid と gid ――ファイルシステム・オブジェクトの「所有者」を識別します。 特に断りがない限り、普通は所有者もしくは root だけがアクセス制限に関する属性 を変更できます。

- 許可ビット――ユーザ(所有者)、グループ、その他ごとに、読み込み、書き込み、実行 の権限を表すビット。 通常のファイルの場合は、読み、書き、実行という文字通りの意味を持ちます。 ディレクトリの場合、「読み込み」パーミッションはそのディレクトリの中を 見られることを意味し、「実行」パーミッションは、別名「検索」パーミッション とも言われ、実際にそのディレクトリに入って、そこにあるものを使用できます。 「書き込み」パーミッションは、そのディレクトリでファイルの追加、削除、変更 ができます。追加だけを許可させたい場合は、下記に説明する sticky ビットを 立てること。 シンボリックリンクのパーミッションは、意味を持たないことに注意してください。 意味を持つのは、シンボリックリンクが存在しているディレクトリとリンク先の ファイル自身のパーミッション値だけです。

- 「sticky ビット」――ディレクトリに設定されると、削除(移動)や名前の変更は、 ファイルの所有者やディレクトリの所有者もしくは root しか行えなくなります。 これは Unix 一般で利用されている拡張機能で、Open Group の Single Unix Specification version 2 に定めてあります。 古いバージョンの Unix では「save program text」ビットと呼ばれ、メモリ に常駐する(スワップアウトしない)実行形式ファイルであることを示してい ました。 これが行えるシステムでは、root だけがこのビットを設定できるようにして いました(そうしないと、ユーザが「すべて」をメモリに入れてしまうことで、 システムをクラッシュできてしまいます)。 Linux では、このビットは通常のファイルに対して、何の影響も与えません。 また一般ユーザでも、自分が所有するファイルに対して設定が可能です。 Linux が仮想メモリ管理を実装するにいたって、この機能はすたれてしまいました。

- setuid、setgid ――実行形式ファイルに設定されると、実効 uid と gid にその ファイルの所有者 ID と gid が設定されます(各々独立に)。 Unix ライクなシステムは、この機能をすべてサポートしています。 Linux と System V では、setgid が実行権をまったく持たないファイルに設定 されると、そのファイルがアクセスされている時に、強制ロック(mandatory locking) がそのファイルにかかります(ただし、マウントしているファイルシステムが強制 ロックをサポートしていれば)。この仕組みは負荷が非常に重く、Unix ライクな システムで広く採用されてはいません。 実際には、Open Group の Single Unix Specification version 2 の chmod(3)で、 設定が無意味なら、システムは実行権がないファイルに対して setuid を有効にする 要求を無視してもよいことになっています。 Linux や Solaris では、setgid がディレクトリに設定されると、そのディレクトリ に作成されるファイルは、自動的にそのディレクトリの gid に設定し直されます。 この方法で実現できるのが、「プロジェクト用ディレクトリの作成」です。 特別に設定したディレクトリにユーザがファイルを保存すると、グループの所有者 が自動的に変更されるようになります。 しかし、ディレクトリに setgid ビットを立てることは Single Unix Specification のような規格として規定されているわけではありません[Open Group 1997]。 【訳註：ファイルのロック機能には、強制ロック(mandatory locking)とアドバイザリ・ ロック(advisory locking)があります。違いは、前者がカーネルがプロセスを監視し ロック操作を行うので、プロセス間の依存関係を越えてロックが可能です。 これに対して後者は、プロセス自身がロック操作を行うので、そのプロセスの制御外 のものに対してはロックが無効となります。詳しくは、カーネル付属のドキュメント の linux/Documentation/mandatory.txt を参照してください】

- タイムスタンプ――ファイルシステム・オブジェクトには、アクセスしたり、修正 したりした時間を記憶してあります。しかし、所有者は自由にこれらの値を変更 できるので(touch(1)を参照)、この情報を安易に信頼しないようにしてください。 Unix ライクのシステムは、すべてこの機能をサポートしています。

下記は、ext2 ファイルシステムを使っている Linux 独自の属性になります。 しかし、同じ機能を持った他のファイルシステムもたくさんあります。

- 変更不可(immutable)ビット――ファイルシステム・オブジェクトに対して、いかなる 変更も認めません。 root だけが設定と解除ができます。 この仕組みは、ext2 ファイルシステムだけがサポートしており、すべての Unix システム(場合によっては Linux ファイルシステムでも)で利用できるわけでは ありません。

- 追加限定(append-only)ビット――許可されるのは、ファイルシステム・オブジェクト の追加だけです。 root だけが設定と解除ができます。 この仕組みは、ext2 ファイルシステムだけがサポートしており、すべての Unix システム(場合によっては Linux ファイルシステムでも)で利用できるわけではあり ません。

拡張機能で他に一般的なものは、「このファイルを消せない」ことを示すビットです。

上記の値は、マウント時に適用される場合が多いので、あるビット値が既に 値(媒体上の値が何であれ)を持っていたかのように扱われる場合もあります。 詳しいことは mount(1)を参照してください。 これらのビットは役に立ちますが、注意する必要があります。それは平易で使い やすいこと、ある行為を防げるのに十分なことです。 たとえば、Linux においてはマウントする時に「noexec」すると、そのファイル システム上ではプログラムの実行ができなくなります。man にも記述してある 通り、これはそのシステムと互換性のないシステムで動くバイナリがあるファイル システムをマウントしようとする場合に使います。 Linux では、このオプションで誰かがファイルを実行することを完全には防ぎ きれません。 そのファイルをどこかにコピーし、そこで実行できてしまいますし、 「/lib/ld-linux.so.2」というコマンドを使って、そのファイルを直接実行 できてしまうからです。

ファイルシステムには、これらのアクセス制御に対するビット値をサポートして いないものもあります。繰り返しますが、mount(1)を見て、ファイルシステムが どのように扱かわれるのか確認してください。 とりわけ MS-DOS ディスクは、Unix ライクなシステムでサポートされているケース が多く、デフォルトではほんのわずかな属性しかサポートされていません(また これらの属性を定義するのは普通とはいえません)。 その場合、Unix ライクなシステムは標準的な属性をエミュレートします(おそらく 特別なファイルをディスク上に置いて、実装しています)。またそれらの属性は、 普通 mount(1) コマンドで調整できます。

注意すべき重要な点は、ファイルを追加したり、削除したりするのに関係してくる のが、そのファイルのパーミッションを表すビットとそのファイルがある ディレクトリの所有者だけ、という点です。その Unix ライクなシステム が、より高度な手法(POSIX ACL のような)を持っていれば話は別ですが。 システムに他の拡張機能がない場合(Linux 2.2 は普通は持っていません)は パーミッションを表すビットに何もパーミッションが無いファイルは、ディレクトリ に許可があるなら削除できてしまいます。 また、親ディレクトリが子ディレクトリにユーザやグループを変更できるように していると、そのディレクトリ配下のものはすべて、そのユーザとグループに置き換え が可能になります。

セキュリティに関して、IEEE の POSIX 規格では、ACL に関してのきちんとした 技術を定義していて、ユーザやグループが持つパーミッションのリストをサポート しています。 ただ残念なことに、広くサポートされていないだけでなく、Unix ライクなシステム であってもきちんと同じ方法でサポートされていません。 たとえば、普通の Linux 2.2はファイルシステムに ACL はおろか、POSIX ケイパ ビリティの値すら持っていません。

Linux で注目に値するのは、デフォルトでは root ユーザに対して ext2 ファイル システムの領域をほんのわずかしか割り当てない点です。 これは、不完全ではありますがサービス拒否攻撃に対して防御になります。 あるユーザが root ユーザと共有しているディスクを一杯にしたとしても、root ユーザには使い残しでちょっとした領域が残ります(たとえば重要な機能のために とっておけます)。 デフォルトでは、ファイルシステム領域の 5&percnt; が確保されています。mke2fs(8) の「-m」オプションをよく見てください。

#### 作成日時の初期値

作成日時には、下記のルールを適用しています。 Unix システムでは、新しいファイルシステム・オブジェクトが creat(2) や open(2) で作成されると、uid にはそのプロセスの euid が設定され、gid にはそのプロセス の egid が設定されるケースが多くあります。 Linux では fsuid という拡張機能がある分、少々異なっています。 uid にはそのプロセスの fsuid が、gid にはそのプロセスの fsguid が設定されます。 ディレクトリに setgid ビットが立っているか、そのファイルシステムの grpid が 立っていれば、gid はそのディレクトリの gid が実際には設定されます。 ディレクトリに setgid する拡張機能は、Sun Solaris や Linux を含む多くの システムでサポートしています。 先に書きましたが、「プロジェクト」ディレクトリ(ある「プロジェクト」用の ディレクトリ)では、そのプロジェクト用に特別にグループを作成します。 ディレクトリはそのグループが所有者で setgid してあります。そこにファイルを 置くと、自動的にプロジェクトが所有することになります。 同様に、setgid ビットが立っているディレクトリ中に新しいサブディレクトリを 作成すると(ファイルシステムの grpid も設定していない)、新しいサブディレクトリ にもその setgid ビットが設定されます(つまりプロジェクト用のサブディレクトリ にも好都合です)。これ以外のケースでは、setgid は新しく作成したファイルに対して は普通に振る舞います。「ユーザプライベートグループ」という仕組みの理論的な 根拠がここにあります(Red Hat Linux 他で使われています)。 この仕組みにおいては、メンバーそれぞれは自分たちだけで構成している 「プライベート」グループに属していて、デフォルトではそのグループにどのファイル の読み書きも可能としています(グループに属しているのは自分たちだけなので)。 このように、ファイルのグループ構成メンバーが継承されると、読み書きの権限も 継承されるわけです。 【訳註：ユーザプライベートグループについては、この説明だけではわかり難いので、 ユーザプライベートグループ も参照してみてください】 基本的なファイルシステム・オブジェクトのアクセス制御の値(読み書き、実行)は、 (要求された値 & ~ プロセスの umask)から割り出します。 新しいファイルでは、sticky ビットも setuid ビットも常に立っていません。

#### アクセス制御属性の変更

chmod(2)や fchmod(2)、chmod(1) を使って変更できますが、chown(1)や chgrp(1) も見てください。 Linux では、Linux 独自の属性を chattr(1)で操作できるものもあります。

Linux で注意する点は、root だけしかファイルの所有者を変更できない点です。 Unix ライクなシステムには、一般ユーザでも他のユーザにファイルの所有権を 移動できてしまうものもあります。これは混乱を招くもとなので、Linux では許して いません。 たとえば、ディスク使用量の制限をかけたい場合にそのような操作ができてしまうと、 大きなファイルは他の人(犠牲者)のせいだ、という言い訳を許してしまうことになり ます。

#### アクセス制御属性を使用する

Linux や他の Unix ライクなシステムの大半では、読み書きの属性値はファイルを オープンした時にだけチェックされます。つまりその後に読み書きしても、再チェック は行われません。 しかし、ファイルシステムは Unix ライクなシステムの根幹なので、システム コールを何度も呼び出すことで、これらの属性をチェックしています。 これらの属性をチェックするシステムコールには、open(2)や creat(2)、link(2)、 unlink(2)、rename(2)、mknod(2)、symlink(2)、socket(2) があります。

#### ファイルシステムの階層

長年の慣例で、「何のファイルはどこに置く」という約束事があります。 出来るだけきまりを守って、ディレクトリ階層の中に情報を格納してください。 たとえば、全体に関連する設定情報は /etc に置いてください。 Filesystem Hierarchy Standard (FHS)は、この慣例を論理的に定義しようとして おり、Linux システムは広く採用しています。 FHS は従来の Linux Filesystem Structure standard (FSSTND)をアップデート したもので、Linux や BSD、System V から知恵を拝借しています。 http://www.pathname.com/fhs に FHS の情報がありますから、ご覧ください。 概略については Linux では hier(5)を、Solaris では hier(7)を参照してください。 慣例は時には一致しない場合がありますが、コンパイルやインストール時に可能 な限り融通が効くようにしておいてください。

Linux Standard Base が、FHS を 採用したことに触れておきます。この組織は Linux ディストリビューション間の 互換性を高め、準拠した Linux システムならどんなソフトウェアでも動作するように 規格を作り、それを促進する機関です。

### System V IPC

Linux や System V を含む Unix ライクなシステムの多くは、System V のプロセス間 通信(IPC)をサポートしています。 事実、System V IPC は Open Group の Single UNIX Specification Version 2 で必須になっています[Open Group 1997]。 System V の IPC は 3 つのものから構成されています。メッセージ・キュー、 セマフォ、共有メモリがそれです。 それぞれの属性は下記の通りです。

- 作成者や作成者が属するグループ、その他の者の読み書きのパーミッション。

- 作成者 uid と gid ――作成者の uid と gid。

- 所有者 uid と gid ――所有者の uid と gid(初期状態では作成者の uid と同じ)。

下記のルールにもとづいてアクセスします。

- プロセスが root の権限を持っていれば、アクセスは許可されます。

- プロセスの euid が所有者もしくは作成者の uid と同じなら、作成者の パーミッションを見て、問題なければアクセスが許可されます。

- プロセスの euid が所有者もしくは作成者の gid と同じ、もしくはプロセス の属するグループの中に所有者もしくは作成者の gid と同じものがあれば、作成者 のパーミッションを見て、問題なければアクセスが許可されます。

- 以上に当てはまらなければ、「その他のユーザ」のパーミッションをチェックします。

root もしくは 所有者や作成者の euid を持つプロセスは、所有者の uid や gid を 設定でき、また削除も可能であることを忘れないでください。詳しくは ipc(5)を 参照してください。

### ソケットとネットワーク接続

ソケットは情報を伝える手段として、特にネットワーク越しの通信に使用されて います。 ソケットは、そもそも Unix システムの流れの 1 つである BSD 系が開発しました。 しかし他の Unix ライクなシステムに対しても、およそ移植しやすくなっています。 Linux や System V 系はソケットを BSD と同レベルでサポートしており、Open Group の Single Unix Specification [Open Group 1997]でも必須とされています。 以前 System V システムでは、ネットワーク越しの通信インタフェースを別に持って いました(互換性がありませんでした)が、Solaris のようなシステムもソケットを サポートしているのは注目に値します。 socket(2)は情報を伝えるための接続ポイントを作成し、それを示すディスクリプタ を返します。これはファイルに対する open(2)とある意味同じです。 ソケットのパラメタには、プロトコル・ファミリーとタイプを指定します。つまり インターネット・ドメイン(TCP/IP version 4)や Novell の IPX もしくは「Unix ドメイン」というように。 サーバは、通常は bind(2)を呼んでから listen(2)を呼び、accept(2) もしくは select(2)します。 クライアントはというと、bind(2)(省略される場合あり)を呼び、connect(2)します。 詳しい情報はそれぞれの man を参照してください。 ソケットを利用するのに man だけでは難しいかもしれません。 Hall "Beej" [1999]のような資料を読んで、どうやってこれらのシステムコールを 組み合わせて利用するのかを学ぶのもよいと思います。

「Unix ドメイン・ソケット」はネットワーク・プロトコルに実際は該当しません。 というのは、同一マシン上で接続するに過ぎないからです。 (このドキュメントを書いている時点の標準的な Linux カーネルでは) ストリームとしてこのソケットを使う場合、名前つきパイプと非常に似てはいますが、 際だった長所があります。 Unix ドメイン・ソケットがコネクション指向である点に注目してください。 ソケットに対する新しい接続は、それぞれ新しい接続チャネルとなります。この点が 名前つきパイプとは大きく異なる点です。 この特性によって、Unix ドメイン・ソケットは、名前つきパイプの代わりに 使われ、IPC を実装し、重要なサービスを広く提供しています。 名前なしパイプもそうなのですが、socketpair(2)を使って、名前なしの Unix ドメイン・ソケットも使えます。名前なし Unix ドメイン・ソケットは、名前なし パイプとある程度似ているので、IPC に使えます。

Unix ドメイン・ソケットには、セキュリティに関する興味深い点がいくつかあります。 まず、Unix ドメイン・ソケットはファイルシステム上に存在するように見え、stat(2) も利用できますが、open(2)では開けません(socket(2)とその仲間のインタフェース を使わなければいけません)。 次に、Unix ドメイン・ソケットはファイル・ディスクリプタでプロセス間をやりとり します(ファイルの中身ではなく)。 この変わった機能は、これまで色々な場面で使われてきました。他の IPC の手段 では、この機能を利用できません(ディスクリプタは、そもそもコンピュータ・ サイエンスの言葉で言う「ケイパビリティ」の制限版として利用できます)。 ファイルディスクリプタを sendmsg(2)を使って送り、そこにある msg(メッセージ) フィールドに当たる msg&lowbar;control が control message のヘッダ配列を指し 示しています(msg&lowbar;controllen フィールドは配列が何バイトあるのかを指定 していなければいけません)。 control message は cmsghdr 構造体になっていて、制御データの後に実データが 続いています。この目的に使うなら、cmsg&lowbar;type に SCM&lowbar;RIGHTS を設定してください。 ファイルディスクリプタは recvmsg(2) を使って取り出し、後は似たような方法で データに行き着きます。 正直いうと、この機能はとても奇をてらった方法ですが、知っておいても無駄では ありません。

Linux 2.2 以降で Unix ドメイン・ソケットにさらに機能が追加されています。 それは相手側の「認証」ができる点です(pid や uid、gid を利用可能)。 サンプルコードは下記のようになります。

     /* fd= file descriptor of Unix domain socket connected
        to the client you wish to identify */

     struct ucred cr;
     int cl=sizeof(cr);

     if (getsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_PEERCRED, &cr, &cl)==0) {
       printf("Peer's pid=%d, uid=%d, gid=%d\n",
               cr.pid, cr.uid, cr.gid);

標準的な Unix での慣例では、TCP や UDP のローカルなポート番号は 1024 より 小さく、root の権限が必要になります。一方プロセスは 1024 以上のポートで あれば、制限無しにつなげられます。 Linux はこの慣例を踏襲していて、さらにプロセスは CAP&lowbar;NET&lowbar;BIND&lowbar;SERVICE というケイパビリティが必要となり、 これで 1024 以下のポート番号に接続できます。 通常このケイパビリティは、euid が 0 であるプロセスだけが持つことができます。 冒険好きな人なら、Linux のソースを調べればわかります。 Linux 2.2.12 なら `/usr/src/linux/net/ipv4/af&lowbar;inet.c` にある関数の inet&lowbar;bind()がそれです。

### シグナル

シグナルは、Unix ライクな OS 世界における単純な「割り込み」方式で、 Unix では古くからある機能の 1 つです。 プロセスは、「シグナル」を別のプロセスに送れ(たとえば kill(1)や kill(2) を使って)、その相手のプロセスはそれを受取り、非同期にそのシグナルを 扱います。 プロセスが他のプロセスに任意のシグナルを送るには、送り手のプロセスが root もしくは、相手のプロセスの実もしくは実効ユーザ id の権限を持って いなければいけません。 しかし、シグナルを別の方法で送ることもできます。 特に SIGURG はネットワーク越しに TCP/IP のアウト・オブ・バンド(out-of-band (OOB))メッセージを使って送れます。 【訳註：「アウト・オブ・バンド」とは、データとは独立の通信経路を使って、 制御用情報を交換することです】

シグナルはいにしえからの Unix の機能の 1 つですが、実装も書き方もさまざまです。 「シグナルを処理している時に、他のシグナルが発生したらどうなるか？」という 根本的な問題を抱えています。 libc5 を採用している古い Linux ではシグナルのいくつかで操作方法が最新の GNU libc ライブラリと異なる点があります。 シグナルハンドラで C ライブラリ関数を安全に呼び出せない場合がよくあり、 システムコールの中にさえ、安全でないものがあります。 ドキュメントを確認して、シグナルから呼び出しても安全であることが保証されて いるかを確認してください。 詳しい情報は、glibc FAQ(ローカルに `/usr/doc/glibc-*/FAQ` というコピーがあるシステムもあります)を見てください。

新しくプログラムを書くなら、POSIX シグナルシステム(BSD のものにかわって) を使ってください。この仕組みは広くサポートされていて、古いシグナルシステム が持っていた問題のいくつかを解決しています。 POSIX シグナルシステムは、sigset&lowbar;t というデータ型を使うことを前提に していて、そのデータ型を扱う関数によって操作できます。その関数は、 sigemptyset()と sigfillset()、sigaddset()、sigdelset()、sigismember()です。 sigsetops(3)にこれらの関数についての説明があります。 設定したなら、sigaction(2)や sigprocmask(2)、sigpending(2)、 sigsuspend(2)を使って、シグナルの操作を設定してください(詳細な情報は man を 見てください)。

通常はシグナルハンドラをどれもできるだけ短くかつ単純にし、競合状態に注意を 向けてください。 シグナルはそもそも非同期に発生するので、恐らく競合状態が起こるでしょう。

サーバにはある共通した慣例があります。SIGHUP を受けた場合には、ログファイル をすべて閉じ、設定ファイルを再オープンして読み込み、再びログファイルを開き ます。 これでサーバを止めず再設定が行え、データをなくすことなくログをローテーション できます。 何らかのサーバを書いていて、この慣例をなるほどと思うなら、ぜひこの機能を サポートしてください。

Michal Zalewski [2001] はどうやってシグナルハンドラが攻撃を受けるか について、素晴らしいチュートリアルを書きました。その中でシグナルの競合状態 をいかに排除するかについて、アドバイスをしています。 さらに情報を得たいなら要約を読むようにおすすめします。ここに書くものは、私が 推奨することですが、Michal 氏のものと同様です。

- 可能な限りどんな場合でも、シグナルハンドラは特定のフラグを設定するだけにして、 他に何もさせないようにしてください。

- より複雑なシグナルハンドラを実装せざるを得ないなら、シグナルハンドラで 使用しても安全である、特に指定があるものだけを利用するようにしてください。 特に、C の malloc() や free()(シグナルから保護されていないシステムが大半) だけでなく、malloc() と free()に依存しているたくさんの関数(printf() ファミリーや syslog()等)を使用しないでください。 「ラッパー」を作って、安全でないライブラリを呼び出すことも可能です。 ラッパーで再入を防ぐためにグローバルなフラグをチェックします。しかしお勧め はしません。

- プログラム中でアトミックでない操作を行っている間は、シグナル送出をブロックし、 シグナルハンドラ内部でもシグナル送出をブロックしてください。

### Quota と リソースの制限

Unix ライクなシステムの多くは、ファイルシステムの割り当て制限(quota)とプロセス のリソース制限を行なう機能を持っています。 もちろん Linux も持っています。 この仕組みはサービス拒否攻撃を防ぐのに特に役立ちます。各ユーザが利用できる リソースを制限することで、単独ユーザがシステム全体のリソースを食い尽くしにくく できます。 この機能には、「ハードな制限」(hard limit)と「ソフトな制限」(soft limit)両方 の意味があり、多少意味が異なるので、注意が必要です。

記憶装置(ファイルシステム)の割り当て制限は、マウントポイント毎に設定が可能で、 特定のユーザやグループがそこで使用できるブロック数やファイル数(inode数)に 制限をかけられます。 「ハードな」ものが制限を越えることができないのに対して、「ソフトな」ものは 一時的に制限を越えることが許されています。 quota(1)、quotactl(2)、quotaon(8)を参照してください。

rlimit は、プロセスに対する数々の割り当て制限を実現する仕組みで、ファイル サイズや子プロセス数、オープンできるファイル数等を扱えます。 「ソフトな」制限(現状の制限(current limit)とも言う)と「ハードな制限」 (上限(upper limit)とも言う)があります。 ソフトな制限を超えることは決してできませんが、システムコールによってハード の上限までもっていくことができます。 getrlimit(2)や setrlimit(2)、getrusage(2)、sysconf(3)、ulimit(1)を参照して ください。 制限をかける方法がいくつかあることに注意してください。PAM モジュールである pam&lowbar;limits もその 1 つです。

### ダイナミックリンク・ライブラリ

プログラムを実行するには、実際ライブラリが必要となります。 Linux を含む最近の Unix ライクなシステムの大半は、プログラムはデフォルトで ダイナミックリンク・ライブラリ(DLL)を使って コンパイルしてあります。 つまりあるライブラリを更新すれば、そのライブラリを使っているプログラムすべて が新しい(うまくいけばより良い)バージョンになります。

普通ダイナミックリンク・ライブラリは、特別なディレクトリ数ヶ所に存在します。 通常は、`/lib` や `/usr/lib`、 PAM モジュールの `/lib/security`、 X Window System の `/usr/X11R6/lib`、 `/usr/local/lib` がそれに当たります。 プログラムは、この標準的な慣例を使うようにしてください。デバッグ時を除い ては、カレントディレクトリからダイナミックリンク・ライブラリが存在する所を たどっていけるような値を使わないでください(攻撃者が好みの「ライブラリ」を 追加できてしまうかもしれません)。

ライブラリに名前を付けたり、シンボリックリンクを張る場合に特別な約束事が存在 します。 その結果として、ライブラリを新しくしても、古くて、バックワード・コンパチ ビリティがないバージョンのライブラリをサポートできます。 また、特定のライブラリや特別なプログラムを実行する時に、あるライブラリの特定 の関数だけを変更する方法も複数あります。 Unix ライクなシステムが Windows ライクなシステムと比べて、極めて優れている点 がこれです。Unix ライクなシステムはライブラリの更新を行う点では、より優れた システムだと思います。この優れた点が一因となり、Windows ベースのシステムより Unix や Linux システムの方が安定していると考えています。

Linux システムすべてを含む GNU glibc ベースのシステムでは、ディレクトリ の一覧は /etc/ld.so.conf に保存してあり、プログラムは起動する間に自動的に 検索しています。 Red Hat がベースとなっているディストリビューションでは、普通は `/usr/local/lib` は `/etc/ld.so.conf` に記述してありません。 私はこれをバグの 1 つだと見なしています。`/usr/local/lib` を `/etc/ld.so.conf` に追加するのは、プログラムの多くを 動かすのに必要な作業です。この作業は、Red Hat がベースとなっているシステムで 共通の「フィックス」作業になっています。 あるライブラリの関数をいくつかだけ変更したいが、その他はそのまま使いたい 場合は、優先して使いたいライブラリ(.o ファイル)の名前を `/etc/ld.so.preload` に記入してください。 この「先読み(preloading)」ライブラリは、標準で用意してあるものに先がけて ロードされます。 この先読みファイルは、緊急パッチ用によく使います。 ディストリビューションでは、配布時にはそのようなファイルは使用しません。 起動時にディレクトリをすべて検索するのはあまりに時間の無駄なので、実際には キャッシュを使って処理しています。 ldconfig(8)はデフォルトで /etc/ld.so.conf を読んで、ダイナミックリンク・ ライブラリのあるディレクトリにシンボリック・リンクを適切に張って設定し (したがって、標準的な慣例にしたがった方が良い)、キャッシュ情報を /etc/ld.so.cache に書きます。他のプログラムはそのキャッシュを利用します。 つまり、ldconfig は DLL が追加されたり、DLL が削除されたり、DLL の ディレクトリごと変更されたりした場合には必ず動かさなければいけません。 ライブラリをインストールした時にパッケージ・マネージャが作業の 1 つと して ldconfig を動かす場合がよくあります。 プログラムを起動すると、ダイナミック・ローダーを使って /etc/ld.so.cache を 読み、必要となるライブラリをロードします。

さまざまな環境変数がこの過程をコントロールできます。実際、この過程を変更して しまう環境変数も存在します(たとえば、一時的に別のライブラリに置き換えて、実行 できます)。 Linux では、環境変数 LD&lowbar;LIBRARY&lowbar;PATH はコロン(:)で区切って 記述してあるディレクトリの集まりで、ライブラリをまずここから検索し、その後に 標準的なディレクトリを検索します。 新しいライブラリをデバッグしたり、特定用途のために非標準のライブラリを 使用する時に役に立ちます。ただ、そのディレクトリを管理できる人間を信頼する ことになります。注意してください。 環境変数 LD&lowbar;PRELOAD はオブジェクトファイルの一覧で、標準的なライブラリ から変更する関数を含んでいます。/etc/ld.so.preload がまさにそれです。 環境変数 LD&lowbar;DEBUG はデバッグ情報を表示します。「all」と指定すると、 ダイナミックリンクしているプロセスについて、実行中に膨大な情報を表示します。

ユーザがダイナミックリンク・ライブラリをコントロールできるようになると、 何らかの手当てをしない限り、setuid や setgid したプログラムが面倒なことに なります。 そのため、GNU glibc の実装では、プログラムに setuid や setgid してあると これらの環境変数(加えて同じような変数も)を無視するか、動作に大幅な制限を かけます。 GNU glib ライブラリは、プログラムの権限をチェックして setuid もしくは setgid を判断しています。 uid と euid が違っているか、gid と egid が違っていれば、ライブラリはその プログラムが setuid もしくは setgid(もしくはそれを継承)していると仮定し、 その結果、機能を大幅に制限し、リンクを管理します。 GNU glib ライブラリをロードしてみればわかります。特に elf/rtld.c と sysdeps/generic/dl-sysdep.c を見てください。 uid と gid を euid と egid に等しくしてプログラムを呼び出せば、環境変数は 機能をすべて働かせます。 他の Unix ライクなシステムでは、理由は同様である点は別として、状況が変わり ます。setuid もしくは setgid したプログラムは環境変数にむやみに影響を受ける べきではありません。

Linux システムについては、私の著作である Program Library HOWTO から情報をさらに得られます。

### Audit(監査)

Unix ライクなシステムは、それぞれ異なる方法で監査しています。 Linux で最も一般的な「監査」の仕組みは syslogd(8)で、klogd(8)とともに 動いています。 wtmp(5)や utmp(5)、lastlog(8)、acct(2)も参照することをお勧めします。 サーバプログラム(Apache Web サーバのようなもの)は、独自に痕跡を監査する 仕組みを持っているものもあります。 FHS によれば、監査ログは /var/log もしくは、そのサブディレクトリに保存した 方がよい、としています。

### PAM

Sun Solaris やほとんどすべての Linux システムでは認証が必要な時に、Pluggable Authentication Modules(PAM: 差し替え可能な認証モジュール)を使用します。 PAM を使えば、実行時に認証方法の設定を変更できるようになります(たとえば パスワードやスマートカード等の使用)。 PAM の利用方法について詳細な情報は、 を見てください。 【訳註：スマートカード(smart card)とは、プラスティックのカード上に IC や メモリ等のチップを載せたカードを指します。日本では IC カードと呼ぶケースが 多いようです。従来の磁気カードと比べると、より多くの情報を格納できるだけでは なく、プログラムをインストールして実行することが可能である点が大きく異なり ます】

### Unix ライクなシステムに固有なセキュリティ拡張機能

Unix ライクなシステムを拡張すべく、さまざまなコミュニティがいろいろな調査 や開発に力を注いでいます。 たとえば、Unix ライクなシステムのいくつかでは機能を拡張して、米軍が求める 階層構造を持ったセキュリティをサポートしています。 ソフトウェアを開発するなら、設計する時にこの拡張機能を実現できるように 頑張ってみてください。

FreeBSD は新しいシステムコールである jail(2) を持っています。 jail というシステムコールは環境を複数に分割し、仮想マシンをたくさん サポートします(ある意味、「スーパー chroot」と言えます)。 利用方法としては、インターネット・サービス・プロバイダの環境で、仮想マシンの サービスとして利用するのが大半です。 1 つ の jail の内部では、すべてのプロセス(root が所有者であっても)はその jail の範囲に命令が限定されます。 FreeBSD システムを新規インストールした後にブートすると、 jail に入るプロセス は 1 つもありません。 プロセスが jail に入ると、そのプロセスとそこから派生するプロセスはすべて jail に入ります。 jail に入ってしまえば、ファイル名空間へのアクセスは chroot(2)スタイルで制限 を受けます(chroot を避けようとしてもブロックされます)。 ネットワークリソースを利用する機能は、特定の IP アドレスに制限され、システム リソースの操作や権限をいじる行為は、大幅に切り詰められ、他のプロセスとの やりとりは、同じ jail の中のプロセスにだけ制限されます。 jail それぞれは、1 つの IP アドレスを使っています。jail の中のプロセスは、 他の IP アドレスを使って外部とやりとりはできない点に注意してください。 【訳註：jail(2)の日本語マニュアルはhttp://www.jp.freebsd.org/cgi/mroff.cgi?subdir=man&lc=1&cmd=&man=jail&dir=jpman-5.0.0%2Fman&sect=0 にあります】

Linux では拡張機能が利用可能です。たとえば先に論じた POSIX ケイパビリティや マウント時の特殊なオプションがそれに当たります。 Linux システムで実行環境を制限する試みをいくつか挙げておきます。 アプローチの仕方はさまざまです。 U.S. National Security Agency(NSA)では Security-Enhanced Linux (Flask) を開発し、特殊な言語でセキュリティ・ポリシを定義し、それに基づきポリシを実施 します。 Medusa DS9 は Linux を拡張し、 カーネルレベルでユーザ空間で動く認証サーバをサポートしています。 LIDS は、ファイルやプロセスを保護し、 管理者にシステムを「封鎖(lock down)」する権限を与えています。 「ルールベースのアクセス制御」システム RSBAC は、アクセス制御に汎用的な フレームワーク(Generalized Framework for Access Control (GFAC))を用いて います。これは Abrams 氏と LaPadula 氏によって作られ、複数のカーネル モジュールによって、柔軟なアクセス制御を実現しています。 Subterfugueは、「ソフトウェア の実態をもって監視、実行する」というフレームワークです。サンドボックスや トレーサ等を実行することで、システムコールを横取りし、そのパラメタや返り値 を変更します。 Linux 2.4 で動作し、何も変更はいりません(カーネルモジュールの追加は何も必要 ありません)。 Janus はセキュリ ティツールで、制限された実行環境下で信頼できないアプリケーションをサンド ボックスに閉じ込めます。 User-mode Linux は、サンドボックスの実装の 1 つで、「Linux 上で Linux を動かす」ことを実現 しています。 このようにさまざまなアプローチによって、より洗練したセキュリティモデルを 実装していますので、Linus Torvalds 氏は、異なるセキュリティ・ポリシでも採用 できるような汎用的アプローチを開発して欲しい、と要望しています。詳しくは、 http://mail.wirex.com/mailman/listinfo/linux-security-module を 見てください。

さまざまな Unix ライクなシステム上で、他にもいろいろなセキュリティ上の拡張 が存在しています。しかし、このドキュメントでは範囲外なので扱いません。

## 入力されるものすべてを検証すること

旧約聖書 箴言 2 章 12 節

あなたは悪い道から救い出され、暴言をはく者を免れることができる。

入力には、信頼できないユーザからのものもあります。そこで、使用する前にそれら を検証(選別)する必要があります。 まず何が正しいかを定義して、その定義にマッチしないものすべてを拒否するように しなければいけません。 その逆の定義の仕方をしてはいけません(何が不正かを定義し、それらを拒否する)。 なぜなら、重大なケースをうっかり定義し忘れてしまうかもしれないからです。

ですが、検証コードが完全なのかを確認するために、テスト用(たいていは頭の中 で実行)で「不正な」値を定義するのは良いことです。 私は入力フィルタを設定した時には、頭の中でフィルタを攻撃してみて、不正な値 がフィルタを通り抜けないかを見てみます。 入力内容にもよりますが、ここでは代表的ないくつかの「不正な値」の例をあげて みます。これらは入力時にフィルタで防御する必要がある値です。 空文字や「.」、「..」、「../」、「/」や「.」ではじまる文字列や「/」もしくは 「&」を含む文字列、すべての制御文字(特に NIL や改行)もしくは「ハイビット」 の文字(特に十進数で 254 と 255)がそれです。 繰り返しますが、コードは「悪い」値でチェックすべきではありません。頭の中で あなたが書いたパタンが容赦なく入力を制限して、正しい値だけを通すのか どうかを確かめるためです。 もしそのパタンで十分に制限していなければ、注意深くパタンを再調査して、 他の問題がないか確認する必要があります。

最大文字数(適切なら最小文字数も)を制限して、文字数を超えても制御不能に ならないようにしてください (バッファオーバーフローについての詳細は を見てください)。

ここではデータタイプとしてよく使われるものをいくつか挙げます。信頼できない ユーザからのデータを利用する前に、必ず検証するようにしてください。

- 文字列に対しては、正しい文字やパタン(たとえば、正規表現として)を識別し、 それに沿わないものすべてを拒否してください。 文字列に制御文字(特に改行や NIL)やメタキャラクタ(特にシェルのメタキャラクタ) があると特殊な問題が発生します。入力があったら、速やかにメタキャラクタを 「エスケープ」するのが最善です。入力が間違って渡らないようにするためです。 CERT はそれ以上に、[CERT 1998、CMU 1998] にあるエスケープする必要のない文字 のリストに載っていない文字すべてをエスケープするように推奨しています。 メタキャラクタについての詳しい情報は、 を見てください。

- 数字すべてに対して、許容できる最小値(たいていはゼロ)と最大値を設けてください。

- 電子メールのアドレスを完全にチェックするのは、現実的にとても困難です。 というのも、すべてのケースを真面目にサポートしようとすると、アドレスの中には 正しい形式ではあるものの、非常に複雑な検証を必要とするアドレスが存在するから です。もしそのようなチェックが必要なら、詳細は mailaddr(7)と IETF RFC 822 [RFC 822]を見てください。 たいていは、「一般的な」インターネット・アドレス形式だけを単純に許可すれば よいでしょう。 【訳注：IETFは、Internet Engineering Task Force の略称で、インターネットに 関連する技術の標準化を進めるために設立された団体です。ここが発行する文書が RFC(Requests For Comment)です】

- ファイル名をチェックしてください。普通、信頼できないユーザからは、「..」 (上位ディレクトリ)という値を正しいものとして受け取りたくないでしょう。 しかし、それは環境に依存しています。 また、許可した文字だけを載せてもよいかもしれません。特に改行(問題を起こす 可能性があります)は、問題なければ削除してください。 ファイル名においては、ディレクトリにおけるどんな変更も禁止するのが最善の策 です。たとえば、「/」を正しい文字として扱わない等。 「glob」をサポートしてはいけません。つまりファイル名を拡張するような 「*」や「?」、「[」(「]」に対応)」さらに「{」(}に対応)」等です。 たとえば、「ls *.png」というコマンドは「*.png」を全 PNG ファイルのリストに glob します。 C の fopen(3) コマンド(たとえば)は、glob しませんが、コマンドシェルは、 デフォルトで glob します。また C では(たとえば)glob(3)を使って glob 機能を 利用できます。 glob が必要なければ、 glob しないシステムコール(たとえば fopen(3)だけをできる だけ使用するか、無効にしてください(たとえばシェルで glob する文字をエスケープ する)。 glob を許可するなら、細心の注意を払ってください。 glob は便利に使えますが、glob を複雑にするとコンピュータにかなりの負荷を かけることになります。 たとえば、ftp サーバには glob 命令をいくつか要求すると、いとも簡単に マシン全体でサービス拒否攻撃状態になるものもあります。

      ftp> ls */../*/../*/../*/../*/../*/../*/../*/../*/../*/../*/../*/../*

  glob を許可しているにもかかわらず、glob するパタンに制限をかけないと、困った ことになるでしょう。 そのようなプログラムは、独立したプロセスとして走らせ、プロセスが消費する CPU 利用量やその他リソースに必ず制限をかけてください。 にこの方法についてのさらに詳しい情報 があります。また、 にこれらの制限のかけ方について 詳しい情報がありますので、見てください。

- URI(URL を含む)が妥当なのか、チェックしなければいけません。 ある URI を直接操作するなら(つまり、Web サーバや Web サーバもどきの プログラムを実装していて、要求されるデータが URL の場合)、URI が正しいか どうかを確認しなければなりません。また URI で特に注意を払うケースは、 ドキュメントルート(サーバが返すファイルシステム領域)を「回避」しようと するものです。 ドキュメントルートを回避する最も一般的な方法は、「..」やシンボリック リンクを経由する方法です。したがって大半のサーバは、どんな「..」ディレクトリ もチェックしており、シンボリックリンクは特に指示がない限りは無視します。 また、エンコード(URL エンコードや UTF-8 エンコード)してあるものは、まず デコードすることを忘れないでください。でないとエンコードされた「..」が すり抜けてしまいます。 URI は UTF-8 エンコードが入ることを前提としていませんので、ハイビット文字が 入った URI すべてを拒否するのが最も安全です。

  データとして URI(URL)を扱うシステムの実装をしているなら、簡単にできるとは夢々 思わないでください。悪意あるユーザが他のユーザに迷惑をかけるような URI を 入れ込むことが絶対ないようにしなければいけません。 さらに詳しい情報は を見てください。

- クッキーで値を受けとった時には、利用しているクッキーがどんなものであっても、 ドメイン値が予期した値であることを必ずチェックしてください。さもないと、 (おそらくクラックされた)関連サイトが偽のクッキーを入れ込んでしまう可能性が あります。 ここでは、このIETF RFC 2965 で書いてある例をあげます。このチェックを しくじるとどのような問題が生じるかについて記述してあります。

  - ユーザ側が victim.cracker.edu にリクエストを出し、クッキーが session_id="1234" と返ってきて、デフォルトのドメインを victim.cracker.edu に設定します。

  - ユーザ側は spoof.cracker.edu にリクエストを出し、クッキーが Domain=".cracker.edu" で session-id="1111" と返ってきます。

  - 再度ユーザ側は victim.cracker.edu にリクエストを出し、下記を渡します。

                 Cookie: $Version="1"; session_id="1234",
                         $Version="1"; session_id="1111"; $Domain=".cracker.edu"

    victim.cracker.edu のサーバは、2 番目のクッキーがドメイン属性 が自分のそれと違っていることから、自分のものではないことを検知 し、無視しなければいけません。

問題を解決できないなら、 正しい文字パタンには、プログラム内部や最終的な出力に対して特別な意味を 持つ文字もしくは文字列を含めてはいけません。

- ある文字の連続が、プログラムの内部に持っている書式に対して、特別な意味を持つ 場合があるかもしれません。 たとえば、保存するデータに区切りのある文字列を使うなら(内部でも外部でも)、 区切り文字をデータ値とすることを必ず禁じてください。 テキストファイルに保存してあるデータに、カンマ(,)やコロン(:)を区切りとして 使っているプログラムはたくさんあります。 入力に区切り文字が入っていて、プログラムがそれに対処(すなわちそれを阻むか、 何らかの方法でエンコードする)していなければ、問題が発生するかもしれません。 他の文字でも、これらの問題が発生する場合がよくあります。 それは、他の文字の中にシングルもしくはダブル・クォーテーション(文字列を囲む のに使用)や小なり記号「<」(SGML や XML、HTML ではタグの開始を示す識別に 使われています。これらのフォーマットでデータを保存する場合、この記号は 重要です)が入っているケースです。 大半のデータフォーマットは、エスケープシーケンスを用意して、このようなケース に対処しています。そのエスケープシーケンスを使うか、入力データをフィルタして ください。

- ユーザに対してある文字の連続が戻される場合に、特別な意味を持つケースがあり ます。 一般的な例として、HTML のタグを入力として認める場合、後になってそれを他の ユーザにポストすることがあります(たとえば、ゲストブックや「読者のコメント」 コーナー)。 しかし、この問題は広く影響を及ぼしています。 この話題についてさらに全体的な議論は、 を、HTML のフィルタリングに ついて特化した議論は を見てください。

これらのテストは 1 ヶ所で集中して行ってください。そうすれば、そのテストが 正しいかどうか、後になって簡単に調査できます。

正しい入力をチェックするテストが、予定した通り確実に動作するようにしてくだ さい。別のプログラムが使う入力(ファイル名や電子メールアドレス、URL 等)を チェックする場合には特に重要です。 これらのプログラムは、見落としがちな間違いを抱えていることが多く、いわゆる 「代理人問題」(データを実際に使用するプログラムとチェックするプログラム間で 前提条件が異なっているケース)が発生します。 適切な規準があるなら、それを見てください。あわせて、そのプログラムが、拡張 機能を持っていないかどうかの調査もしてください。拡張機能は知っておく必要が あります。

ユーザの入力を解析している間は、一時的に特権すべてを落とすというのは良い 考えです。また独立したプロセスを作成するのも、同じく良い考えです (解析を行う場合は常に特権を落とし、他のプロセスが解析の要求に対してセキュ リティ上のチェックを行う)。 このケースがとりわけ当てはまるのは、解析作業が複雑である場合(たとえば、lex や yacc といったツールを使う)や、プログラミング言語がバッファオーバーフローを 防げない場合です(たとえば、C や C++)。 特権を最小限にする方法については を 見てください。

セキュリティ上の判断を行う際にデータを使用する時には(たとえば「このユーザを 通過させなさい」)、必ず信頼できる経路を使ってください。 たとえば、公開されたインターネット上では、マシンの IP アドレスやポート 番号だけにユーザの認証を任せてはいけません。というのは、この情報を(もしか すると悪意を持った)ユーザが設定できてしまう環境が大多数だからです。 詳しい情報は を見てください。

下記のサブセクションでは、プログラムに対するさまざまな入力について論じます。 環境変数や umask 値等、プロセスの状態を含む入力には注意が必要です。 入力すべてが信頼できないユーザによってコントロールされているわけではないので、 これから論じる入力だけを気にかければ OK です。

### コマンドライン

プログラムは、コマンドラインから入力を取ってくる場合がよくあります。 setuid や setgid したプログラムに対するコマンドライン上のデータは、信頼 できないユーザが入力しています。したがって、コマンドラインの値が敵意あるもの である場合に備えて、setuid や setgid したプログラムはプログラム自身でそれに 対処しなければいけません。 攻撃者は、ほとんどあらゆる種類のデータをコマンドラインから入力できます (execve(3)のようなシステムコールを呼び出すことで)。 したがって、setuid や setgid したプログラムは、コマンドライン上の入力を完璧 に検証し、コマンドラインの引数が 0 番目に当たるプログラム名を信頼しては いけません(攻撃者は NULL を含むどんな値も設定できるため)。

### 環境変数

環境変数は、デフォルトでは親プロセスから継承されます。 しかしあるプログラムから別のプログラムを実行(exec)した場合、環境変数に 任意の値を設定できます。 setuid や setgid されたプログラムでは、これは危険です。というのも、 プログラムを呼び出すことで環境変数のコントロールが可能になり、環境変数を 別のプログラムに渡せてしまうからです。 通常、環境変数は継承されてしまうため、この危険性も同時に引き継がれてしまい ます。安全性が必要なプログラムが他のプログラムを何も考えずに呼び出すと、 もしかすると危険である環境変数の値がそのプログラムが呼び出すプログラムに 渡されてしまうかもしれません。 下記のサブセクションでは、環境変数とその取り扱いについて論じます。

#### 環境変数の中には危ないものもある

環境変数の中には危険なものがあります。理由は、たいていの場合ライブラリや プログラムは環境変数によってコントロールされているものの、その方法が あいまいだったり、わかりにくかったり、ドキュメント化されていないものが あったりするからです。 たとえば IFS 変数は、sh や bash でコマンドラインの引数を 分割するために使用するキャラクタの指定で利用されています。 シェルは低レベルのシステムコール(C の system(3) や popen(3)や Perl の backtick 演算子)を利用して呼び出されるため、IFS 変数に 異常な値を設定すると、一見安全と思われるシステムコールを危険なものに 変えてしまう恐れがあります。 この動作は bash や sh のドキュメントに載っていますが、はっきりとは書いて ありません。 長年愛用している人だけが、IFS を知っています。それは IFS を使うと セキュリティが脅かされるという理由であって、本来の目的で実際によく使われる からではありません。 さらに困ったことに、すべての環境変数がドキュメント化してあるわけではなく、 ドキュメント化してあったとしても、その他のプログラムが値を変更したり、 危険な環境変数を追加してしまう可能性もあります。 つまり、唯一の解決方法(下記にあげますが)は、必要な環境変数を選び出し、残りを 捨てることです。

#### 環境変数の保存方法にまつわる危険性

本来プログラムは、標準的なアクセス手段で環境変数を利用した方がベターです。 たとえば、C では値を取得するのに getenv(3)を使い、値を設定するのに POSIX 規格である putenv(3)を使うか、BSD の拡張である setenv(3)を使います。 また環境変数を削除するのには、unsetenv(3)を使います。 ここで強調しておきたいのは、setenv(3)が Linux でも実装されていることです。

しかし、攻撃者はそのように行儀よくする必要はありません。攻撃者は環境変数 のデータ領域を直接コントロールし、そのデータ領域を execve(2)を使った プログラムに渡せます。これが悪意ある攻撃を可能にしています。この攻撃は 環境変数が実際にどのように動作するかを理解してはじめて理解できる攻撃です。 Linux では environ(5)を見れば、要約したかたちで環境変数がどのように機能 するかがわかります。 簡単に言えば、環境変数は文字に対するポインタの配列へのポインタとして記憶して います。この配列は規則正しく並んでいて、NULL ポインタで終端してあります (したがって、配列の最後がわかります)。同様に文字へのポインタは、それぞれ が NIL で終端してある「名前=値」というフォーマットの文字列の値をそれぞれ 指しています。 これが言わんとすることは、いくつかあります。たとえば環境変数名には、 イコール記号(=)を入れることができません。名前だけでなく値にも NIL 文字を 埋めこめません。 しかし危ないと言う意味では、同じ名前でありながら値が異なる複数のエントリ (たとえば、複数の SHELL 変数値)を認めるというものもあります。 代表的なコマンドシェルは、これを禁止していますが、攻撃者がローカルで作業して いれば、execve(2)を使ってそのような状況を作れます。

この書式を記録(設定する方法も)する上での問題は、プログラムが (正しい値であるかを見るために)これらの値の 1 つをチェックすればよいのに、 実際は違うものを使ってしまう点にあります。 Linux では GNU glibc ライブラリがこの問題からプログラムを保護することに 取り組んでいます。 glibc 2.1 における getenv の実装は、常に最初にマッチした項目を取得し、 setenv と putenv は常に最初にマッチした項目に設定します。unsetenv は、 マッチした項目 すべてを解除します(GNU glibc の実装は何と素晴らしいことか！)。 しかし、プログラムには環境変数に直接アクセスし、環境変数すべてをなめるものも あります。この場合は、プログラムが最初ではなく、最後にマッチした項目を使う 可能性があります。 となると、最初の項目をチェックしているにもかかわらず、実際は最後の項目を 使ってしまうことになります。攻撃者はこの事実を利用して、保護ルーチンを回避 してしまいます。

#### 解決方法――選別して、消し去る

setuid や setgid してあるプログラムを安全にするには、入力として必要な 環境変数(があれば)を減らして、周到に選別しなければいけません。 そして環境変数全体を消し、その後必要となるわずかな数の環境変数に、安全な 値を再設定します。 何らかの下位プログラムを呼び出すなら、これが一番優れた方法です。 「危険な値をすべて」をリストアップする手法は、実質的ではありません。 直接間接に呼び出すプログラムごとにソースコードをレビューしたとしても、 あなたがコードを書いた後に、ドキュメント化していない新たな環境変数を 誰かが追加してしまうかもしれません。そういうものの 1 つが危険であるかも しれません。

C や C++ で簡単に環境を消去する方法は、グローバル変数の environ に NULL を設定してしまう方法です。 グローバル変数である environ は <unistd.h>; で定義してあり、C や C++ ユーザはこのヘッダーファイルを &num;include する必要があります。 まずこの値を処理してから、スレッドを立ち上げなければいけませんが、それが 問題となることはめったにありません。というのは、プログラムを実行する際、 できるだけ早い段階(通常はスレッドを起こす前)でこれらの処理を行う必要がある からです。

グローバル変数 environ はさまざまな規格で定義してあります。公式な規格で 直接値を変更することを認めているかどうかははっきりしません。しかし直接値を 変更することで問題が発生してしまうような Unix ライクなシステムを私は知りません。 私は通常「environ」だけを直接修正しています。 そのような低レベルの構成要素で処理すると、おそらく互換性はなくなります。しかし 確実にクリーン(で安全)な環境を得ることが保証されます。 環境変数全体に対して、後になってアクセスが必要なケースが時として生じる ので、「environ」変数の値をどこか別のところに保存しておくのもよいでしょう。 しかし、プログラムにはほんのいくつかの値が必要な場合がほとんどなので、残りは 落とすほうがよいでしょう。

もう 1 つ環境をクリアにする方法があります。それは clearenv()というドキュメント にのっていない関数を使う方法です。 この clearenv()関数は生い立ちが変わっています。POSIX.1 では定義されることに なっていましたが、どういうわけか規格には入りませんでした。 しかし、clearenv()は POSIX.9(Fortran 77 の POSIX 規約)で定義しているので、 準公式扱いになっています。 Linux で clearenv()は、<stdlib.h> で定義してありますが、&num;include を使って取り込む前に、必ず &lowbar;&lowbar;USE&lowbar;MISC が &num;defined していなければいけません。 もう少し「公式」なアプローチとして __USE_MISC を定義するのに、まず _SVID_SOURCE もしくは _BSD_SOURCE をまず宣言してから、 #include <features.h> してください。これらはテスト用マクロとして公式 の機能です。 __

PATH は、追記されるタイプの環境変数の 1 つです。ディレクトリのリストになって いて、プログラムを検索するのに使用します。PATH には、カレントディレクトリを 含めてはいけません。普通は単純に 「/bin:/usr/bin」という感じにします。 IFS(デフォルトは「 \t\n」で、最初の文字はスペースです) や TZ(タイムゾーン)も 設定しているかもしれません。 Linux は IFS や TZ を設定していなくても、止まることはありません。しかし、 System V ベースのシステムの中には、TZ に値を設定しないと問題が起こるものも あります。また、IFS に値を設定していないとまずいシェルがあるようです。 Linux では environ(5)を見て、一般的な環境変数の一覧を確認し、 設定したい変数を見つけた方がよいでしょう。

ユーザが提供する値を本当に必要とするなら、まず値をチェックしてください(値が 正式な値のパタンにマッチしているか、許容している最大文字列長を超えて いないかを確認してください)。 /etc に、「安全な環境変数の基準」を示した、信頼できる基準となるファイルが存在 するのが理想です。しかし現状は、この目的に合致した基準となるファイルは存在 しません。 似たようなものとして、もしシステム上に PAM モジュールがあるなら、pam&lowbar;env を調べた方がよいでしょう。

シェルをプログラミング言語として使っているなら、「/usr/bin/env」に「-」 オプションを利用します(これで動作するプログラムの環境変数すべてが削除 されます)。 つまり、/usr/bin/env を「-」オプション付きで呼び出して、その後に変数を 準備し、それに値を設定します(名前=値の形で)。 次に、プログラムに引数を与えて起動します。 通常はプログラムをフルパス(/usr/bin/env)で指定してください。ただ「env」 としないでください。そうするとユーザが危険な PATH の値を作成してしまい ます。 GNU の env には「-i」とその同義である「--ignore-environment」(これもプロ グラムが起動すると環境変数を削除する)がありますが、他のバージョンとは互換性 がありません。

setuid や setgid するプログラムを作成していて、その開発言語が環境を直接再設定 できないなら、「ラッパー」プログラムを作成するのも手の 1 つです。 ラッパーは、プログラムの環境を安全な値に設定し、他のプログラムを呼び出します。 注意しなければいけないのは、ラッパーが対象となるプログラムを実際に呼び 出さなければいけない点です。 そのプログラムがインタプリターなものなら、競合状態に絶対に陥らないように してください。競合状態が起こると、特別に権限を許可して setuid や setgid して あるプログラムではなく、別のプログラムをインタプリターがロードしてしまうかも しれないからです。

### ファイル・ディスクリプタ

プログラムには「オープンしたファイル・ディスクリプタ」、つまりあらかじめ オープンされているファイルが渡ります。 setuid や setgid されたプログラムでは、オープンしているファイルとその内容を ユーザが(パーミッションの範囲内で)切り替えられる、ということに配慮する必要が あります。 setuid や setgid されたプログラムでは、新しくオープンしたファイルが常に固定 したファイル・ディスクリプタ ID に割り当てられていると想定してはいけません。 また端末が標準入力や標準出力、標準エラーの出力先になっていること、また端末が 既にオープンされていることも前提にしてはいけません。

この理論的根拠は難しくありません。攻撃者がプログラムを起動する前にファイル・ ディスクリプタをオープンしたりクローズしたりできますので、攻撃者は予想外の 状況にしようと思えばできてしまいます。 攻撃者が標準出力を閉じ、その時にプログラムが次のファイルをオープンした時に、 あたかも標準出力がオープンしているかのようになります。そしてプログラムは、 すべて標準出力に書くがごとく、そのファイルに書き込んでしまいます。 C ライブラリの中には、stdin や stdout、stderr が開いていなければ(/dev/null に対して)、自動的にオープンするものがあります。しかしこれは Unix ライクな システムすべてに当てはまるわけではありません。

### ファイルの内容

ファイルの内容によって、プログラムの動作が左右される場合、信頼できるユーザ だけがその内容を変更できるのでなければ、そのファイルを信用してはいけません。 つまり信頼できないユーザが、ファイルやそのファイルがあるディレクトリ、その親 ディレクトリを修正できてはいけません。 そうでないなら、そのファイルを信頼するに値しないものとして扱わなければいけ ません。

ファイルに記述してあるやり方が、信頼できないユーザからのものだとするなら、 このドキュメントに書かれている内容にしたがって、そのファイルからの入力を 防いでください。 特に正しい値とマッチしているか、バッファがオーバーフローしないかを必ず チェックしてください。

### Web ベースのアプリケーションの入力(特に CGI スクリプト)

Web ベースのアプリケーション(CGI スクリプトのような)は、信頼できるサーバ 上で稼働し、何らかの方法で Web 経由で入力データを受け取る必要があります。 入力は概して信頼できないユーザから来ますので、この入力データを検証する 必要があります。 実際、情報は信頼できない第三者からやってきます。 にさらに詳しい情報があります。 たとえば、CGI スクリプトは、情報を標準的な環境変数や標準入力を通じて取得 します。このドキュメントの残りの部分では、CGI にターゲットを当てて論じる つもりです。理由は、CGI が動的に Web コンテンツを実行する最も普及している 技術であり、他の動的に Web コンテンツを実行する技術も一般的な問題点は同じ だからです。

CGI からの入力の多くが、いわゆる「URL エンコードされた」形式になっている 点が、検証をより厄介にしています。つまり 16 進数の HH というバイト値を表す には &percnt;HH という形式をとります。 CGI や CGI ライブラリは、これらの入力を適切にデコードして、バイト値が正しい かどうかをチェックする必要があります。 &percnt;00(NIL)や &percnt;0A(改行)のような疑わしい値を含むすべての入力を 間違いなく処理しなければいけません。 入力のデコードは繰り返し行わないでください。そうしないと、「&percnt;2500」の ような入力が、誤って処理されてしまいます(まず &percnt;25 が「&percnt;」に変換 され、その結果「&percnt;00」が間違って NIL キャラクタに変換されてしまいます)。

入力に特殊なキャラクタを混ぜることで、CGI スクリプトを攻撃するケースがまま 見られます。上記の解説を見てください。

Web ベースのアプリケーションで扱うデータ形式がもう 1 つあります。それは、 「クッキー」です。 このクッキーもユーザが勝手に値を提供できるので、予防策を特別に取らない 限り信頼できません。 また、クッキーはユーザを追跡するのによく利用され、ユーザのプライバシーを侵す かもしれません。 結果として、ユーザはクッキーを無効にしてしまう場合が多く、Web アプリケーション はクッキーを必要としないように設計した方が良いでしょう(しかし、個々のユーザを 認証しなければいけないとした以前の議論を見てください)。 永続するクッキー(現在のセッションだけでなく、それ以後も存続するクッキー)の 利用を避けるか、制限をかけることをお薦めします。クッキーは簡単に悪用されて しまうからです。 実際現状では、米国の政府機関は永続するクッキーを特別な例外を除いて禁止して います。 ユーザのプライバシー侵害が心配だからです。 OMB guidance in memorandum M-00-13 (June 22, 2000) を見てください。 クッキーを使用する上で注意しなければいけないのは、ブラウザの中にはプライバシー・ プロファイル(サーバのルートディレクトリにある p3p.xml がそれです)を必要と するものがあるかもしれません。

HTML のフォームにはクライアント側での入力チェックを入れて、これで不正な 値を防御するものがあります。これらは普通、Javascript や ECMAscript、Java で実装してあります。 このチェックは、ユーザにとっては役に立ちます。ネットワーク経由でアクセス しなくても、「すぐに」チェックができるからです。 しかし、この種の入力チェックは、セキュリティの点からすると無駄なチェック です。理由は、攻撃者は「不正な」値をチェックを受けずに直接 Web サーバに送り つけられるからです。 このチェックを駄目にするのでさえ、難しいことではありません。Web アプリ ケーションに対して、任意のデータを送るようなプログラムを書く必要はありません。 一般的には、サーバは入力チェックをすべて自前で行う必要があります(フォームの データやクッキー等)。サーバは、クライアントがしっかりしているとは信じられ ないからです。 つまり、クライアントは一般的に「信頼に足る伝達経路」ではないからです。 信頼できる伝達経路については、 に さらに情報があります。

Microsoft の Active Server Pages(ASP)を使って入力の妥当性を確認する議論に ついては、Jerry Connolly 氏が http://heap.nologin.net/aspsec.html で簡潔に論じています。

### その他の入力

プログラムでは、必ず入力すべてをコントロールしてください。 しかし setuid や setgid されたプログラムでは困難を極めます。理由は、そのような 入力があまりに多いからです。 その他の入力プログラムでは、下記の点を考慮する必要があります。それはカレント ディレクトリやシグナル、メモリ・マップ(mmap)、System V 由来の IPC、 umask(新規にファイルを作成する場合のデフォルトのパーミッションを決定する) についてです。 プログラムを起動する時、ディレクトリを(chdir(2)を使用して)変更する場合は、 フルパス指定できちんと目的のディレクトリに移動することも考慮してください。

### 自然言語(ロカール)の選択

コンピュータが増加し、インターネットが身近になるにつれて、プログラムで 複数の言語や文化をサポートすることが強く求められてきています。 言語とその他の文化に関連した要素のことを普通「ロカール(locale)」と言い ます。 複数ロカールに対応するためプログラム修正する過程を「国際化 (internationalization)」(i18n)と呼び、特定のロカール情報をプログラム に提供することを「地域化(localization)」(l10n)と言います。

全般的には国際化は良いことですが、この過程でセキュリティを侵害する機会 がさらに追加されます。 信頼できないユーザが、望ましいロカール情報を提供できてしまえます。つまり、 ロカールを選択する際に、指定したものと異なるロカールを入力してしまえます。 きちんと防御していなければ、これが悪用されてしまう可能性があります。

#### ロカールを選択するには

ローカルで起動されるプログラム(setuid や setgid したプログラムを含む)では、 環境変数がロカール情報を提供します。 つまり他の環境変数すべてと同じように、使用する前に選択してから、正しい パタンに反していないかチェックしなければなりません。

Web アプリケーションは、この情報を Web ブラウザから入手します(Accept-Language 要求ヘッダ経由で)。 しかし、ブラウザがすべて正確にこの情報を渡してくるわけではないので (ユーザすべてがブラウザを正しく設定しているわけではないので)、思って いるほど役に立ちません。 Web ブラウザが言語を要求する場合、たいていはただフォームの値として 渡すだけです。 つまり、他のフォームの値と同様に、これらの値は使う前に正しいかどうかチェック しなければいけません。

ロカール情報は、どちらのケースにおいても、先のセクションで議論した入力という 意味でまさに特殊なケースです。 しかし、この入力はほとんど考慮されていないので、あえて独立して論じました。 特に書式文字列(後で論じます)と組み合わさると、ユーザが管理している文字列に よって他のプログラムで任意の命令や不正なデータを動かしたり、その他不適切 な動作を攻撃者が実行できたりします。

#### ロカールを動かすメカニズム

ロカール・メッセージを選択する方法として、Unix ライクなシステムには大きく 言って 2 つのライブラリ・インタフェースがあります。1 つは「catgets」、 もう 1 つは「gettext」です。 catgets のアプローチは、すべての文字列はユニークな番号が割り振られていて、 その番号をメッセージが書いてあるテーブルのインデックスとして使っています。 一方 gettext のアプローチでは、文字列(通常は英語)を使って、テーブルにある 文字列を翻訳したものを捜します。 catgets(3) は規格として認められていて(X/Open Portability Guide の 3 号 と Single Unix Specification で)、 プログラムで利用可能です。 「gettext」のインタフェースは、公式の規格ではありませんが(しかしもともと は UniForum の提案でした)、インタフェースとして catgets より利用されて いると思っています(Sun や GNU のすべてのプログラムで)。 【訳註：UniForum については、 http://www.uniforum.org/ を見てください】

原理的には catgets の方がわずかに速いはずですが、最近のマシンであれば その差はほんのわずかです。また、catgets() が一意の識別子を維持・管理する のが面倒で、gettext() のインタフェースの方が使いやすくなっています。 私としては、gettext()を使用することをお薦めします。これは使いやすいからに 他なりません。 しかし私の言葉をそのまま鵜呑みにしないでください。gettext については GNU の ドキュメント(info:gettext#catgets) で、たっぷりいろいろと比較していますので、 見てください。

catgets(3)(とそれと関連している catopen(3))はセキュリティ上の問題に対して とても脆弱です。それは環境変数である NLSPATH を使用して、国際化された メッセージを取得するファイル名を管理しているからです。 GNU C ライブラリは NLSPATH を setuid や setgid したプログラムでは無視 するようになっています。これは役には立ちますが、他の実装で動作する プログラムを防御できませんし、そのような防御が必要とは「見えない」 その他のプログラム(CGI スクリプトのような)も防御できません。

広く利用されている「gettext」のインタフェースは、少なくとも私の知る限り、 悪意を持って設定した NLSPATH に対して脆弱ではありません。 しかし、悪意を持って設定した LC_ALL や LC_MESSAGES は、問題を起こすように 思えます。 また、gettext の cat-compat.c にある bindtextdomain() ルーチンを使うと NLSPATH に頼ることになります。

#### 正しい値

とりあえず、信頼できないユーザに希望するロカールを設定させるなら、設定 しようとする国際化情報がフィルタに必ず合致するようにしてください。この フィルタでは、正しいロカールの名前だけを許可するように限定しておきます。 ユーザ・プログラム(特に setgid や setuid してあるプログラム)は、これらの 値を次の変数から取得します。それは、NLSPATH や LANGUAGE、LANG、古くなった LINGUAS、LC_ALL、その他の LC_* (LC_MESSAGES だけでなく、LC_COLLATE、 LC_CTYPE、LC_MONETARY、LC_NUMERIC、LC_TIME も)です。 Web アプリケーションでは、ユーザが要求する言語情報は Accept-Language 要求ヘッダもしくはフォームの値として提供されます(アプリケーションは、 Content-Language: ヘッダーを使って、返されるデータの実際の言語設定を 示すべきです)。 ユーザがあなたの環境変数を設定していれば(つまり、setgid や setuid して あるプログラム)、環境変数のフィルタリングの一部もしくは、入力フィルタ(たとえば CGI スクリプト用に)の一部としてこの値をチェックできます。 GNU の C ライブラリである「glibc」は、setgid や setuid したプログラムでは LANG の値を受け付けないものがありますが(特に「/」を伴ったもの)、そのフィルタ にはエラーがあることがわかっています(たとえば、Red Hat はこのエラーを修正 するために、glibc のアップデートを 2000 年 9 月 1 日にしています)。 この種のフィルタリングは規格上必要とはされていませんので、あなた自身が フィルタリングを行なうことで、より安全にできます。 フィルタリング言語の設定については、手引きが何も見つけられませんでした。 そこでここでは、この件について私自身が調査したことに基づいて、アドバイスを します。

まずは、これらの設定で何が正しい値かについて一言述べておきます。 言語設定は、一般的に IETF RFC 1766 で定義している標準タグを使っています (2 文字の国コードを基本タグとし、その後に任意でダッシュ(-)で区切ったサブ タグが続くことがあります。環境変数の場合、アンダースコアを代わりに使います)。 しかし、これは柔軟であるとは言い難く、3 文字の国コードがまもなく利用できる ようになるでしょう。 また、機能を拡張した メジャーな 2 つのフォーマットがありますが、互換性が あるとはいえません。それは X/Open フォーマットと CEN フォーマット(European Community Standard)です。 どちらも許可して良いでしょう。 典型的な値としては、「C」(C ロカール)や「EN」(英語)、「FR_fr」(フランスの 慣習が生きている地域で利用しているフランス語)があります。 また標準ではない名称を使っている場合が多く、プログラムは「別名(alias)」を 使える仕組みを開発する必要にせまられ、標準ではない名称を扱えるようになり ました(GNU の gettext なら /usr/share/locale/locale.alias、X11 なら /usr/lib/X11/locale/locale.alias を見てください。「alias」ではなく、 「aliases 」とする必要があるかもしれません)。 どちらも普通は利用できるはずです。 gettext()のようなライブラリは、これらのエイリアスをすべて受け付けなければ ならず、できるだけ適切な値を適用できなければいけません。 より詳しい情報は、FSF [1999]や li18nux.org の Web サイトにあります。 フィルタは、不必要な文字を許可すべきではありません。特に「/」(信頼されている ディレクトリから抜け出てしまえる可能性がある)や「..」(上位ディレクトリに 移動できてしまう可能性がある)は許可してはいけません。 NLSPATH に含まれる他の危険な文字には、「%」(置換を表わす)と「:」(ディレクトリ の区切り)があります。私が所有している他のマシン用資料によると、実装によって、 これらの文字が他の値を示すために使われている場合もありますので、禁止した方が 安全である、となっています。

#### 結論

つまり私としては、NLSPATH を削除するか、再設定するかのどちらかを推奨します。 そうしないと、その値を渡してくるユーザを信頼しなければいけなくなります。 HTTP における Accept-Language ヘッダ(を使うなら)や、ロカールを指定する フォームの値、上記で挙げた環境変数の LANGUAGE や LANG、古い LINGUAS、 LC_ALL、その他の LC_* に対しては、信頼できないユーザからのロカールに null (値なし)を設定するか、正規表現全体にマッチした値だけを許可するように フィルタをかけてください(私は最近このフィルタに「=」を追加しました)。

     [A-Za-z][A-Za-z0-9_,+@\-\.=]*

正しいロカールで、このパタンにマッチしないものを見たことがありませんが、 このパタンで、ロカールを利用した攻撃を防ぐようです。 もちろん、要求されたロカール中に利用できるメッセージが存在する保証はあり ません。 しかしその場合でも、これらのルーチンはデフォルトのメッセージ(通常は英語) を表示します。これがセキュリティ上問題とはならないのは確かです。

本当にこだわるなら、代わりに li18nux で提供しているロカールのパタンに マッチするものだけを使ってください。

     ^[A-Za-z]+(_[A-Za-z]+)?
     (\.[A-Z]+(\-[A-Z0-9]+)*)?
     (\@[A-Za-z0-9]+(\=[A-Za-z0-9\-]+)
      (,[A-Za-z0-9]+(\=[A-Za-z0-9\-]+))*)?$

どちらの場合も、POSIX の拡張(「新しい」)正規表現の考えに基づいています (Unix ライクなシステムなら regex(3) や regex(7)を見てください)。

もちろん言語というものは、標準的な手段で書き文字を表現できなくては、言語を サポートしているとは言えません。このことから文字のエンコードという問題に直面 することになります。

### 文字のエンコード

#### 文字のエンコードとは

長年に渡って、米国では ASCII 文字セットを使って文字のやり取りをしてきました。 米国のシステムは基本的に ASCII をサポートしているので、簡単に英語の文字で やり取りできます。 残念なことに、その他言語の文字の大半を扱うには ASCII ではまったく力不足です。 これまでずっと、さまざまな国でいろいろなテクニックを使って、さまざまな言語 で文字をやり取りしてきました。このことが、ますます相互につながりを持ちつつ ある世界で、データをやり取りすることを困難にしています。

つい最近、ISO は ISO 10646 を整備し、「Universal Mulitple-Octet Coded Character Set(UCS)」としました。 UCS は全世界の文字それぞれに対して、31 ビットの値を定義した符号化文字集合です。 UCS のはじめから 65536 文字(16 ビットに当たります)は、「Basic Multilingual Plane(BMP)」とし、今日使用されている言語をほぼカバーすることを目的としています。 Unicode コンソシアムは Unicode 規格を作成しました。これは UCS に焦点を当て、 追加でいくつか規約を設け、共同で運用できるようにしています。 もともと Unicode と ISO 10646 は競いあって制定を進めてきましたが、ありがたい ことに共同して作業をする必要があることを理解し、今ではお互いに連携しています。

多言語を扱う新規のソフトウェアを書くなら、ISO 10646 や Unicode を基本として 多言語を扱うようにしてください。 しかし、さまざまな(言語固有の)文字集合で書かれた古いドキュメントを処理する 必要があるかもしれませんので、信頼できないユーザが他のドキュメントの文字集合 をコントロールできないことを必ず確認してください。 (ドキュメントの変換処理に影響が大きいからです)。

#### UTF-8 とは

ソフトウェアの大半は、16 ビットや 32 ビットの文字を扱うように設計しておらず、 8 ビット以上が必要な多言語文字集合を作成してもいません。 そのため UTF-8 という特別なフォーマットが開発され、既存のプログラムや ライブラリが、多言語を表現できる文字列を容易に扱えるような形式にエンコード することとなりました。 UTF-8 は IETF RFC 2279 で定義してありますので、よくまとめられた規格が自由 に読めて利用ができるのは幸いなことです。 UTF-8 は可変長でエンコードします。0 から 0x7f(127)の文字は 1 バイトでその ままエンコードしますが、それより大きな値の文字は 2 から 6 バイトの情報として エンコードします(値によってバイト数がかわります)。 エンコードは、下記の属性に適合するように特別に設計してあります(これは RFC もしくは Linux に含まれている utf-8 の man からの情報です)。

- これまで利用していた US ASCII 文字(0 から 0x7f)はそのままエンコードしますので、 7 ビットの ASCII 文字だけのファイルや文字列は、ASCII でも UTF-8 でも同じ エンコードを行います。 この方法は、多量にある既存の米国製プログラムやデータファイルにとって下位互換性 という点で優れています。

- 0x7f より大きい UCS 文字すべてはマルチバイト文字列としてエンコードし、 0x80 から 0xfd の範囲に納めます。 つまりASCII 文字を他の文字の一部として表現することはありません。他の エンコード方法では NIL のような文字を組み込めるので、プログラムが処理 できなくなってしまいます。

- UTF-8 と 2 バイトもしくは 4 バイト固定長の文字表現間の変換は簡単に できます(それぞれ UCS-2 及び UCS-4 と呼ばれます)。

- UCS-4 文字列での辞書順ソートの並びはそのままなので、Boyer-Moore 法による 高速検索アルゴリズムが UTF-8 のデータにも直接利用できます。

- 2^31 ビットのすべての UCS コードが UTF-8 を使用してエンコードできます。

- あるマルチバイト文字列の先頭のバイトが ASCII 文字ではない場合、その値の範囲 は常に 0xc0 から 0xfd になり、そのマルチバイト文字列長がどのくらいなのかを 示しています。残りすべては 0x80 から 0xbf の範囲になります。これで簡単に同期 を取り直せます。つまりあるバイトが落ちてしまっても、スキップすることで簡単に 「次」の文字に進めますし、「前後」の文字にも簡単に行きつ戻りつできます。

要するに UTF-8 の変換フォーマットは、多言語のテキスト情報をやりとりするのに 秀でており、世界中のあらゆる言語をサポートできます。その上なお、US ASCII ファイルと下位互換性があると同時に、他の優れた属性も持っています。 いろいろな目的に採用することをお薦めします。「テキスト」ファイルにデータを 保存する場合にはなおさら。

#### UTF-8 のセキュリティ上の課題

UTF-8 に言及する訳は、バイト列に不正な UTF-8 があると、それがセキュリティ ホールになるかもしれないからです。 UTF-8 は、「最短」エンコードの利用を想定していますので、そのままデコード すると、必要以上に長い文字列をエンコードしたものを受けてしまうかもしれない からです。 実際、初期の規格では「最短」でないエンコードを認めていました。 ここで問題となるのは、複数の方法で危険な入力が行われる可能性があり、その ことによって、危険な入力に対するセキュリティ処理が無になるかもしれないと いうことです。 RFC ではその問題を下記のように記載しています。

> UTF-8 の実装では、不正な UTF-8 文字列をどのように対処するか、という セキュリティ上の観点を考慮する必要があります。環境によっては、攻撃者が 無防備な UTF-8 パーサに UTF-8 の文法では認められていないオクテット文字列 を送りこみ、悪用してしまうことも考えられます。

> この攻撃は、入力に対してセキュリティに重点をおいた正当性チェックを行う パーサに対して、実に巧妙に実行されます。UTF-8 でエンコードしてあるものの、 文字として不正なオクテット列として解釈されてしまう入力がそれに当たります。 たとえば、パーサは 00 という単独のオクテット文字がエンコードされた場合には NULL 文字を禁止しているかもしれません。しかし不正であるオクテット文字 2 文字である C0 80(必要以上に長い)は許しており、それを NUL 文字(00)として 処理しています。その他の例としては、オクテット文字列である 2F 2E 2E 2F ("/../")は禁止していますが、不正である 2F C0 AE 2E 2F は許してしまっています。

この件についてのさらなる論議は Markus Kuhn 氏のサイト http://www.cl.cam.ac.uk/~mgk25/unicode.html にある UTF-8 and Unicode FAQ for Unix/Linux で読めます。

#### UTF-8 の正しい値

つまり、UTF-8 を入力として受け付ける場合は、その入力が正しい UTF-8 なのかを チェックする必要があります。 ここで挙げる一覧は、正しい UTF-8 文字列すべてです。文字がこのテーブルに マッチしなければ、正しいとは言えません。 下記のテーブルで 1 番目のカラムは UTF-8 にエンコードする各種文字コードです。 2 番目は文字がどのようにバイナリにエンコードするかを示しています。「x」は データがあること(0 か 1)を示しますが、最短エンコードでない場合には認める べきでないケースもあります。 最後は、それぞれのバイトが取りうる正しい値(16 進表示)です。 したがって、個々の文字が右側のカラムのパタンのどれに当てはまるのか、プログラム でチェックする必要があります。 「-」は正しい値の範囲(両端を含む)を表わしています。 もちろん、文字列が正しい UTF-8 の文字列であると言うことだけで、受け入れて良い とは言えませんが(その他のチェックも必要)、普通、他のチェックをする前に UTF-8 の正当性をチェックする必要があります。

##### Legal UTF-8 Sequences

UCS Code (Hex) | Binary UTF-8 Format | Legal UTF-8 Values (Hex)
--- | --- | ---
00-7F | 0xxxxxxx | 00-7F
80-7FF | 110xxxxx 10xxxxxx | C2-DF 80-BF
800-FFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | E0 A0*-BF 80-BF
1000-FFFF | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | E1-EF 80-BF 80-BF
10000-3FFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | F0 90*-BF 80-BF 80-BF
40000-FFFFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | F1-F3 80-BF 80-BF 80-BF
40000-FFFFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | F1-F3 80-BF 80-BF 80-BF
100000-10FFFFF | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | F4 80-8F* 80-BF 80-BF
200000-3FFFFFF | 111110xx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | too large; see below
04000000-7FFFFFFF | 1111110x 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx | too large; see below

先に触れたように、文字集合には ISO 10646、Unicode という 2 つの規格が ありますが、文字の割り当てに関しては同期を取っています。 現状、ISO/IEC 10646-1:2000 と IETF RFC における UTF-8 の定義では、5、6 バイト文字列のエンコードもサポートしており、文字を Uniforum の Unicode の範囲外にエンコードしています。しかしそのような値は、Unicode 文字としては サポートされてこなかったので、ISO 10646 の将来のバージョンでも同様の制約 を受けると思われます。 つまり、5、6 バイトの UTF-8 のエンコードが正しいケースはほとんど無く、 通常は拒否しなければいけません(特別な目的が無い限り)。

正しい値の範囲を特定するのは困難です。そして実際このドキュメントの初期の版 では、間違った項目がいくつか記載してありました(長すぎる文字を許してしまって いるケースがありました)。 言語開発者は、ライブラリに正しい UTF-8 の値をチェックする機能を入れる 必要があります。チェックを正しく行うのはとても困難なので。

場合によって、16 進の C0 80 に対して、それほどシビアにしたくない(もしくは 内部で何とかしたい)ケースがあるかもしれない、という点を示しておきます。 これは長すぎる文字列で、許可してしまうと ASCII の NUL(NIL)に相当することに なります。C と C++ では NIL 文字を通常の文字列に入れてしまうとやっかいな ことになりますので、データストリームの一部として NIL を表したい時に、この並び を用いるケースがあります。Java ではこの操作を正式に記載しています。 データ処理を行う時に、内部的には C0 80 を好きに扱ってください。ただし、厳密に 言うと、そのデータを保存する前に 00 に変換し直す必要があります。 必要性にもよりますが、「シビアにならずに」、C0 80 を UTF-8 のデータ ストリームとして認めてもよいかもしれません。 セキュリティに影響がでないなら、運用を助けるという観点で許可するのはよい案 だと思います。

この対処は微妙です。 Unicode フォーラムで開発した C による変換ルーチンを調査したいなら、 ftp://ftp.unicode.org/Public/PROGRAMS/CVTUTF/ConvertUTF.c を 利用してみてはどうでしょうか。 このルーチンがオープンソースかどうかはっきりしませんので(ライセンスを読んでも、 修正可能かどうかわかりません)、その点は注意してください。

#### UTF-8 関連について

このセクションでは UTF-8 を論じます。UCS で多バイトをエンコードするのに 最も一般的で、各種の国際化テキストが抱える問題を簡単に扱えるからです。 しかし、それだけがエンコードでないのも事実です。他のエンコードとして UTF-16 や UTF-7 のようなエンコードがあり、同様な問題を抱えていますので、 同じような理由で検証しなければいけません。

もう 1 つの問題として、複数の表現法で表せるものが ISO 10646 や Unicode に ある点です。 たとえば、アクセント文字の中には 1 文字(アクセント付き)で表現できるもの がありますが、文字の組み合わせ(たとえば、ベースになる文字にアクセントをのせる) で表現できるものもあります。 この 2 つの形式は、同一であるかもしれません。 幅がないスペースを挿入した結果、異なるものが見た目同じように見えることもあり ます。 そのような隠れたテキストが存在する状況において、プログラムに影響が出る点に 注意を払ってください。 これは一筋縄では行かない問題です。プログラムは、特定の文字列をどのように表示 するのかを完全に掌握しているクライアントに対して、そのようなきつい制約を かけていない場合が大半です(クライアントのフォントや表示特性、ロカール等に 依存しているので)。

### サイトにまたがった悪意あるコンテンツ(Cross-site Malicious Content)を 防ぐ

信頼できないユーザからのデータを受け付けて、そのデータを次のユーザに渡す プログラムもあります。二番目のユーザのアプリケーションが、見方によっては そのユーザにとって迷惑になる処理をするかもしれません。 これは Web アプリケーションではありがちな問題です。この問題をサイトにまた がった悪意あるコンテンツ(Cross-site Malicious Content)と呼ぶことにします。 つまり、入力(フォームデータも含む)を必ずチェックして、フィルタをかけるか、 エンコードするかしないといけません。 詳しい情報は、 を見てください。

原則として、Web アプリケーションへの入力はすべて、フィルタをかけたり(この 問題を起こす文字を削除する)、エンコードしたり(この問題を起こす文字が問題を 起こさないようにエンコードする)、検証したり(確実に「安全な」データだけが 通過するようにする)しなければいけないことを意味します。 フィルタリングや検証は、入力時に終わらせた方が良いのが普通ですが、エンコードは 入力時でも出力時でも済ませられます。 分析をせずにデータを通してしまうなら、入力時にデータをエンコードする方が良い と思います(忘れないでしょうから)。しかしデータを処理しているなら、エンコード を入力時ではなく出力時にする点については、まだどちらがよいか結論が出ていません。

### 再表示する可能性のある HTML や URI にはフィルタをかける

サイトにまたがった悪意あるコンテンツ(Cross-site Malicious Content)を防がなけ ればならない特徴的なケースの 1 つに、Web アプリケーションが挙げられます。 その Web アプリケーションは、あるユーザから HTML や XHTML を受け取り、それを 他のユーザに渡すように設計してあります(詳しい情報は を見てください)。 下記のサブセクションでは、特にこの種の入力のフィルタリングについて論じます。 そういうケースを扱う必要性が当たり前になってきたからです。

#### HTML データを削除したり禁じたりする

(X)HTML タグをできるだけ削除すれば、最も安全になります。そうすれば、タグに よる影響は何も起こらず、また実現するのも比較的簡単です。 以前指摘したように、正しい文字の一覧を確認しているはずですから、その一覧 にない文字を拒否したり、削除したりできるはずです。 正しい文字の一覧に載っているからといって、単純にこのフィルタへ次の文字を 入れてはいけません。その文字とは「<」や「>」、「&」(属性に 使うなら二重引用符の「"」も)です。 ブラウザが HTML の仕様に従って動作するだけなら、「>」は削除する必要は ありません。しかし、実際は削除しなければいけません。 理由は、開始を示す「<」をそのページの著者が本当は置きたかった、と推測して いるブラウザがあるからです。この「手助け」が、攻撃者につけ込む余地を与えて、 「>」を使って「<」という望ましくない文字を作ってしまいます。

文字集合を HTML で送るには、通常 ISO-8859-1(国際化テキストを送る時でさえ) を使います。したがってフィルタは制御文字(改行やタブは普通は OK)のほとんど とハイビットにある文字も削除するべきです。

このやり方で問題になるものの 1 つは、国際化テキストを入力したユーザがその テキストが知らない内に消されてしまい、びっくりするという点です。 無効な文字が何の警告もなく削除されると、そのデータは完全になくなり、後になって 再構成のしようがありません。 選択肢の 1 つとして、そのような文字を禁止した上で、文字を使おうとしたユーザ にエラーメッセージを送り返してあげる方法があります。 少なくともこれでユーザに警告を出せますが、ユーザが望んでいる機能を提供でき るわけではありません。 その他には、そのデータをエンコードする方法と検証する方法が挙げられます。 これについては次に議論します。

#### HTML データをエンコードする

他にほぼ安全な方法として、危険な文字を変換してしまい、HTML 上で意味を 無くす、というものがあります。 すべての「<」を「&lt;」に、「>」を「&gt;」に、「&」を 「&amp;」にしてしまえばお終いです。 国際化文字ならどれも「&#value;」という形式を使って、Latin-1 に エンコードできます。最後のセミコロンを忘れないでください。 当然、入力エンコードをどうするかを理解していなければいければ、国際化 文字のエンコードはできません。

ここで考えられる危険には、エンコードした結果をたまたま 2 回処理すると 脆弱さが生まれてしまう、という現象が挙げられます。 しかしこのやり方では、少なくとも入力の「目的」が何であるのかを受けとった ユーザに伝えられます。

#### HTML データを検証する

アプリケーションがすべて機能する過程で、HTML を第三者から受け付けなければ ならず、その受け付けた内容を別のユーザに対して送る場合があります。これは 用心しなければいけません。今あなたは、とても危ない橋を渡っています。本当にこう することが必要なのか、自問自答してください。 あらゆるところから HTML を受け入れる、という考えでさえ、セキュリティに精通した 人々の間では賛否両論です。なぜなら、正しく取得するのは極めて困難だからです。

しかし、アプリケーションで HTML を受けざるを得ず、リスクを負うだけの価値がある と思うのなら、少なくとも HTML の「安全な」コマンドの一覧を確認 してから、そのコマンドだけを許可するようにしてください。

安全な HTML タグでアプリケーション(ゲストブックのような)にとって役に立つ ものを最低限ここにあげました。簡単なコメントをつけてあります。 <p> (パラグラフ)、 <b> (ボールド)、 <i> (イタリック)、 <em> (強調)、 <strong> (さらに強調)、 <pre> (事前に整形してあるテキスト), <br> (強制改行。閉じ用のタグは必要ありません) 上記に対応して終了タグもあります。

少数の「安全な」HTML コマンド群だけを受け入れるだけではなく、それら が入れ子になって閉じている(つまり、HTML コマンドが「対応がとれている」) ように必ずしてください。 XML では、これを「整形式(well-formed)」データと呼んでいます。 標準 HTML を許しているなら、多少例外があるでしょう(たとえば、<p> が出てくる前のところに </p> を想定するのは問題ないと思います)。 しかし、HTML ができる表現すべて(対応をとるための閉じ用タグが推測できる場合が 多い)を受け入れようとするのは、アプリケーション大半にとって必要ではありません。 もっとはっきり言うと、XHTML(HTML のかわりに) に忠実であろうとするなら、整形が 必要条件です。 また、HTML タグは大文字、小文字を区別しません。タグは大文字でも、小文字でも、 混ぜて使ってもかまいません。 しかし、XHTML を受け入れるつもりなら、タグはすべて小文字にしなければいけま せん(XML は大文字、小文字を区別します。XHTML は XML を使い、タグが小文字で あることが必要です)。

ここでいくつか TIPS を順不同であげておきます。 通常は、HTML テキスト及び許可すべきタグの集合に関する何かしらの設計を行なった 方が良いでしょう。 そうすれば、投稿されたテキストが「メイン」サイトのテキストとして誤って処理 されなくなります(偽造を防ぎます)。 どんな属性も、その属性タイプや値をチェックすることなしに受け入れてはいけ ません。 Javascript のように、ユーザをトラブルに巻き込む恐れがある属性がたくさん あります。それらの属性をサポートする必要があります。 上記の一覧には、属性がまったく存在しないことに注目してください。これが安全、 確実な方法なのです。 安全ではないタグが使われたなら、おそらく警告メッセージを出した方が良いでしょう。 しかしこれが現実的でないなら、危険な文字をエンコードして(たとえば「<」を 「&lt;」にする)、ユーザの安全を維持しつつ、データがなくなることは防いで ください。

#### ハイパーテキストリンク(URI や URL)を検証する

注意深い方ならお気づきだと思いますが、ハイパーテキストのリンクタグ <a> を安全な HTML タグとはしていません。 明らかに、<a href="safe uri">(ハイパーテキストリンク)を安全な一覧に 追加できたのにもかかわらずです(内容をチェックしない限り、他のどの属性も許可 しないこと)。 アプリケーションが必要としているなら、追加してもかまいません。 しかし第三者がリンクを張ることで、安全性がさらに低下します。理由は、 「安全な URI」の定義にあります。 技術的にはハイパーテキストのリンクは、「uniform resource identifier」(URI) といえます。 「Uniform Resource Locator」(URL)は、URI のサブセットとして使われ、まず アクセスする手段(たとえばネットワーク上の「位置」)を表示することで、リソース を特定しています。リソースの名称やその他の属性では特定しません。 「URL」を「URI」と同じ意味で使う場合が多いのですが、それは URI を実現して いる中で、一番使われているのが URL だからです。 たとえば、URI で使用するエンコードのことを実際は「URL エンコーディング」と 呼んでいます。 これが結果的にはとても面倒事になります。 多くのブラウザは、ユーザにとって危険かもしれないあらゆる URI をすべて受け 取ってしまうからです。 このセクションでは、第三者からやって来て、他の人に再表示する URI の検証方法 と、その URI を HTML にどのように組み込むかについて論じます。

まず URI の文法をざっと見て行きましょう(さまざまな仕様書で定義してあるので)。 URI は「絶対」も「相対」も可能です。 絶対 URI はこのようになります。

    scheme://authority[path][?query][#fragment]

URI はスキーム名(「http」のような)からはじまり、「://」、責任者部(authority)、 (「www.dwheeler.com」のように)、パス(ディレクトリ名やファイル名のような) と続きます。この後に疑問符を置いてクエリが続いたり、ハッシュ(「#」)を置いて フラグメント識別子が続いたりします。オプション部分は &lsqb;&rsqb; で囲んで あります。ただ現実には、クエリやフラグメントを含む URI は多くはありません。 スキームには、許可しないデータ(たとえばパスやクエリ、フラグメント)が ある一方、固有の条件を追加する場合もたくさんあります。 スキームは「責任者部」にオプションでユーザ名やパスワード、ポート番号を 許可している場合がよくあります。書き方は次の通りです。

     [username[:password]@]host[:portnumber]

「host」は名前(「www.dwheeler.com」)か IPv4 の数値形式のアドレス(127.0.0.1) を指定できます。 「相対」URI はあるオブジェクトを「現在の」オブジェクトからの相対位置で 参照し、その書き方はファイル名にとてもよく似ています。

    path[?query][#fragment]

たいていの URI では、許可している文字数に制限があり、この問題を回避する ために 8 ビット文字を「URL エンコード」して %hh(hh には 8 ビット文字が 16 進の値で入ります) とします。 正しい URI について、さらに詳しい情報は IETF RFC 2396 とそれに関連した 規格書を見てください。

ここまで URI の書き方を見てきましたので、こんどはそれぞれの部分が持つ 危険性を調べてみましょう。

- スキーム：スキームの大部分は実に危険です。 「javascript」を含むスキームを挿入できるようにしてしまうと、ちょっとした サービス拒否攻撃を実装することになってしまいます(たとえば、ウインドウ作成を 繰り返すことで、ユーザのマシンがフリーズして、利用できなくなります)。 もっと深刻なのは、javascript の実装にある既知の脆弱性を攻撃される恐れがある 点です。 スキームには「mailto:」のように、メールを出すつもりがなくても出してしまう 困ったものや、クライアントマシンで十分に安全が確保できないものもあります。 つまり、少数の安全なスキームだけに限定して、スキームを許可する必要があります。

- 責任者部： 欲を言えば、ユーザには「安全な」サイトへのリンクだけを許可した方が良いでしょう。 しかしそれは現実的にとても困難です。 しかし、ユーザ名やパスワード、ポート番号に対して何か手を打たなければいけません。 禁止すべきなのです。 ユーザ名(とりわけパスワードをともなった)を必要としているシステムはおそらく より重要な情報をガードしています。 誰でもポストできる URI では、ほとんどこの機能は必要ではありません。また ユーザがアクセスした情報を見せたり、ユーザが情報を修正したりするのを ユーザに分かってもらうために、この機能を利用しているところもあります。 このような URI では、セマンティック攻撃(semantic attack)が可能になります。 詳しくは、 を見て下さい。 パスワード無しのユーザ名もやはり危険です。ブラウザはたいてい、パスワード をキャッシュするからです。 通常は、ポート指定はすべきではありません。理由は、ポートが異なれば、 プロトコルも異なることを期待して、結果的に「プロトコルの混乱」で攻撃の隙を 与えるからです。 たとえば、あるシステムでは「gopher」スキームが利用可能で、SMTP(電子メール) ポートを指定することで、あるユーザに攻撃者が送りたいメールを送らせられます。 特殊なケース(たとえば http ポートを 8008 や 8080 とする)は認めてもよいかも しれませんが、全体的に見ると、そうするだけの価値はありません。 ホストを名前で指定する場合に、かなり文字集合に制限があります(DNS の仕様を 使うと)。 技術的に言うと、仕様ではアンダースコア(「_」)を認めていませんが、Microsoft はこの仕様の部分を無視しているだけでなく、ある環境ではアンダースコアの 使用を必要とさえしています。したがっておそらく認めざるを得ないケースがある でしょう。 また DNS 名で多言語をサポートする作業に精力をつぎ込んでいますが、ここでは これ以上は論じません。

- パス： 普通、パスを許可して問題ありませんが、残念ながらパスの一部をクエリとして 使って、穴を空けてしまうアプリケーションがあります。これについては次で論じます。 また、パスに「..」と同種の書式を設定できますので、いい加減な実装をしている Web サーバでは、プライベートなデータをさらしかねません。 これは、以前ほど問題ではなくなっているので、Web サーバ側できちんと修正して ください。 「..」という書式だけは特別で、パス(できればクエリも)見て、「../」を設定 できないようにしてください。 しかし、検証する仕組みが URL エスケープを許可していると、これは難しくなる でしょう。そこで必要になるのは、これらの文字をエスケープしているバージョンを 避け、かつ、これらの文字に対するさまざまな「不正」エンコードをうまく扱うよう にしなければならないことです。

- クエリ： クエリのフォーマット(「?」ではじまる)がセキュリティ上のリスクになるかも しれません。というのも、クエリのフォーマットには、実際はクライアント側で 動作を起こすものがあるからです。 そうあってはいけないし、あなたのアプリケーションも同様です。 この件については に詳しい情報があり ます。 しかし重大な問題として、事実を直視する必要があります。 加えて、Web サイトの多くは、現実には「リダイレクトを提供する場所」です。 リダイレクトするには、ユーザが向かうべきところを特定できるパラメタを取得し、 ユーザに新しい場所へリダイレクトするコマンドを送り返します。 攻撃者がそのようなサイトを参考にして、さらに危険な URI にリダイレクトする 値を提供し、その値でブラウザが軽率にリダイレクトしてしまうと、これは問題に なります。 繰り返しになりますが、ブラウザにはもっと注意を払ってください。しかし、十分な 注意をユーザがすべて払っているわけではありません。 また、Web アプリケーションには脆弱さがある場合が多く、あるクエリ値で攻撃 を受けてしまう可能性があります。しかしこれを防ぐのは困難です。 公式な URI の規格では、「+」(プラス)文字を認めていませんが、現実には 「+」文字はスペース文字を表わすのによく使われています。

- フラグメント： フラグメントはそもそもドキュメントの一部です。文法が正しいならば、 フラグメントに対する攻撃はないと思っていましたが、その文法の正当さ自体を チェックする必要があります。 それでも攻撃者は、二重引用符(")のような文字を入れたり、中途半端に URI を 終わらせたりできるかもしれません(チェックの裏をかいて)。

- URL エスケープ： URL エスケープは便利です。というのは、どんな 8 ビット文字も表現できるからです。 しかし同時にとても危険であり、それには訳があります。 特に、URL エスケープは制御文字が表現でき、出来の良くない Web アプリケーション の多くがこの表現に対して無防備です。 実際には URL エスケープがあろうがなかろうが、Web アプリケーションはある文字 に対して無防備です(バックスラッシュやアンパサンド等)。しかしこれもやはり一般化 するのが困難です。

- 相対 URI： 相対 URI はかなり安全なはずですが(Web サイトをうまく運営していれば)、 アプリケーション次第で、相対 URI を許可しない方がよいものもあります。

もちろん、単純さとのトレードオフもあります。 単純なパタンは理解しやすいのですが、正確だとは言えません(単純であるがゆえに あまりに甘いか、あまりにきついかのどちらかです。それが正確なパタンであったと しても)。 複雑なパタンはより正確になり得ますが、さらにエラーが起こったり、より性能が 必要となったりする恐れがあります。また環境によっては、実行するのが困難な場合 もありえます。

ここでは私の案として、「単純かつほとんど安全な」URI パタンを紹介します。 これは「手作業」で実行できる程単純で、正規表現を使っても可能です。 下記が許可するパタンです。

    (http|ftp|https)://[-A-Za-z0-9._/]+

このパタンは潜在的に危険となる可能性のあるようなクエリやフラグメント、ポート、 相対 URI 等を認めず、わずかなスキームだけしか許可していません。 これは「%」文字の使用を防ぐことで、URL エスケープを避け、サーバがうまく扱え ないかもしれない文字を特定できるようになります。 また「:」や URL エスケープも許可していないので、ポートを指定するのも 認めていませし、より危険な URI へのリダイレクトも困難になります(エスケープ 文字が抜けているため)。 またその他多くの文字の利用も防ぎます。繰り返しますが、出来の良くない Web アプリケーションは「予想外の」文字をうまく扱えません。

この「ほとんど安全な」URI でさえ、疑わしい URI をいろいろと許可してしまいます。 疑わしいものとは、サブディレクトリ(「/」を利用して)や上位ディレクトリへの移動 (「..」を利用して)を試みるようなものです。 この手の不正なクエリは、サーバが検知すべきです。 不正なホスト ID(たとえば「20.20」)は許可してしまいますが、これがセキュリティ 上の弱点となったケースを私は知りません。 Web アプリケーションには、サブディレクトリをクエリのデータ(もっとひどい ものだと、コマンドのデータ)として扱うものもあります。これを防ぐのは一般的に 困難です。というのも、「お粗末な設計の Web アプリケーションすべて」を見つ けられる見込みは皆無だからです。 パスの使用制限は可能ですが、そうしてしまうとインターネット上の情報をほとんど 参照できなくなってしまいます。 またこのパタンでは、ローカルなサーバ上の情報(「http:///」や 「http://localhost/」、「http://127.0.0.1」を使って)は参照可能で、マシンの内部 ネットワークを使ってサーバにアクセスしています。 ここではサーバが、HTTP の GET 命令の結果を何かを動かす命令ではなく、単に情報 を取得する、という正しい解釈をするという前提に立たなければなりません。 でこの点を推奨しています。 このパタンではクエリの書式を認めていませんので、ほんとんどの環境ではこれで 十分なはずです。

残念ながら、「ほとんど安全な」パタンが、まともで役に立つ URI も数多く防いで しまいます。 たとえば、Web サイトの多くは、「?」文字を特定のドキュメントを区別するのに 使用しています(たとえば news サイトでの記事)。 「#」文字はドキュメント中の特定のセクションを特定するのに役に立ちますし、 相対 URI を許可することで、議論が扱い易くなります。 さまざまな許可された文字や URL エスケープは「ほとんど安全な」パタンには 含まれていません。 たとえば、URL エスケープを許可しないと、英語以外のページにアクセスするのは 困難になります。 本当にそのような機能が必要なら、機能が上がるほどユーザのリスクも増えるという ことを認識した上で、安全性が低いパタンを使ってもかまいません。

クエリは許可するが、プロトコルやポートに制限をかけるパタンは 下記の通りです。私はこれを「単純でやや安全なパタン」と呼ぶことにします。

     (http|ftp|https)://[-A-Za-z0-9._]+(\/([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\%\?]+))*/?

このパタンは洗練されているわけではありません。不正なエスケープや複数のクエリ、 ftp でのクエリ等を認めているからです。 ただ比較的単純という長所は持っています。

現実には、「やや安全な」パタンの作成して、正しい値を持つ URI を制限するのは 非常に難しい作業です。 ここでは、現状私が試しているパタンである「手の込んだやや安全なパタン」 を載せてみます。空白は無視して、コメントは「#」で表示してあります。

     (
     (
      # Handle http, https, and relative URIs:
      ((https?://([A-Za-z0-9][A-Za-z0-9\-]*(\.[A-Za-z0-9][A-Za-z0-9\-]*)*\.?))|
        ([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)?
      ((/([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)*/?) # path
       (\?(                                                              # query:
           (([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+=
            ([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+
            (\&([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+=
             ([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)*)
           |
           (([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+  # isindex
           )
       ))?
       (\#([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)? # fragment
      )|
     # Handle ftp:
     (ftp://([A-Za-z0-9][A-Za-z0-9\-]*(\.[A-Za-z0-9][A-Za-z0-9\-]*)*\.?)
      ((/([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)*/?) # path
      (\#([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)? # fragment
      )
     )

上記の手の込んだパタンでも、不正な URI すべてを禁止するわけではありません。 たとえば、繰り返しになりますが「20.20」は不正なドメイン名ですが、パタンを 通過してしまいます。しかし私の知るところでは、これによってセキュリティ上の 問題は発生しません。 手の込んだパタンは制御文字(たとえば %00 から %FF の範囲)を表す URL エス ケープを禁止しています。許可している最小のエスケープ値は、%20(ASCII の空白) です。 制御文字を禁止することで、トラブルはいくつか防げますが、制約もあります。 すべての「2-9」を「0-9」に変更することで、制御文字を任意の Web アプリケーション に送れるようになります。 このパタンはパスにおいて、これ以外すべての URL エスケープを許可しています。 国際化文字には便利ですが、国際化文字を扱えないシステムでは問題を起こします。 このパタンは少なくとも URI の中で、空白や改行、二重引用符、その他危ない文字を 防ぎます。これによって、その URI を作成済みのドキュメントに組み込んだ時に その他の種類の攻撃を防ぎます。 このパタンはあちこちで「+」を許可している点に注意してください。理由は、 プラスが現実には空白文字の代わりとして、クエリやフラグメントで使われている からです。

上記で述べたように、残念なことにクエリデータを許可すると、そのテクニックを 使った攻撃があり、またクエリを許可してしまうと、現実に防御がほうまくできない ように思えます。 そこで、上記のパタンからクエリデータを扱う機能を除いてしまうことも、やろうと 思えば可能です。やり方を変えて「手の込んだやや安全なパタン」を作成してみます。

     (
     (
      # Handle http, https, and relative URIs:
      ((https?://([A-Za-z0-9][A-Za-z0-9\-]*(\.[A-Za-z0-9][A-Za-z0-9\-]*)*\.?))|
        ([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)?
      ((/([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)*/?) # path
       (\#([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)? # fragment
      )|
     # Handle ftp:
     (ftp://([A-Za-z0-9][A-Za-z0-9\-]*(\.[A-Za-z0-9][A-Za-z0-9\-]*)*\.?)
      ((/([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)*/?) # path
      (\#([A-Za-z0-9\-\_\.\!\~\*\'\(\)\+]|(%[2-9A-Fa-f][0-9a-fA-F]))+)? # fragment
      )
     )

今言えることは、これらのパタンがユーザが選択したハイパーテキストのアンカー (「<a>」タグ)だけをチェックしている限り、この方法で「Web のバグ」の 混入も防ぎます。 Web バグは単純なテキストで、メインページのある大元の Web サーバではない第三者 が、いつ誰がそのコンテンツを読んだか、というような情報を追跡できるように します。詳しい情報は、 を見てください。 同じようなチェックルールで <img>(画像)タグに使っているなら、これは 当てはまりません。画像タグは即座にロードされ、誰かが「Web バグ」を追加できます。 くどいようですが、ここではどんな属性も許可していない、ということを前提にして います。危険な属性はとても多く、せっかく提供しようとしているセキュリティに 穴をあけてしまいます。

これらすべてのパタンは、URI がそのパタンに完全にマッチしていることが条件 になっていることをどうか忘れないでください。 このパタンで不満なところは、ある面、許容可能なパタンにも制限をかけてしまい、 便利なパタンの多くを禁じてしまうところです(たとえば新たな URI スキームの利用 を妨げます)。 また、Web サイトの中には 1 つのクエリを表わすのに、さらに多くのクエリが実行 されるところもあり、これを防ぐのは現実問題としてとても困難です。さらにその ような Web サイトには、全体構成に組み込まれてしまっているものもあります。 結果として、Web サイトが複数の GET クエリを 1 つの動作として受け取る限りは、 URI は本当に安全とは言えません( 参照)。 正しい URL や URI についてさらに情報が知りたければ、IETF RFC 2396 を 見てください。ドメイン名の書式については、IETF RFC 1034 で詳しく論じています。

#### その他の HTML タグ

さらに HTML タグをサポートするにはどうしたら、と考えても不思議はありません。 次に打つ手ははっきりしています。それはリスト形式のタグで、 <ol> (ordered list)や <ul> (unordered list)、<li> (list item)がその対象になります。 しかしあるところまで来てしまうと、実際すべての機能を許可していることになります (その場合、提供者を信頼するか、ここで説明した内容よりも厳しくチェックする 必要があります)。 それより重要なのは、追加した新しい機能はどれもが、エラー(もしくは攻撃しやすい ところ)になるとっかかりとなる点です。

例として、同じような URI パタンで <img>(画像)タグを許可する場合を挙げ ます。 許可することで、明らかに安全性が下がります。理由は、「Web バグ」の挿入を 第三者に許可してしまうからです。Web バグで、誰が、いつこのドキュメントを 読んだのかを特定できます。 Web バグを詳しく知りたければ を見て ください。

#### 関連事項

Web アプリケーションは文字集合(普通は ISO-8859-1)を指定しなければいけません。 信頼できないユーザがデータが他の文字を使っていても、許可してはいけません。 にさらに詳しい情報があります。

この種の入力をフィルタすると、間違いが起こりやすいので、他の手段も同様に 論じられてきました。 選択肢の 1 つは、別の言語を使うようにユーザへ確認を取るというもので、これは HTML よりも簡単に設計できます。 デザインする HTML がより単純になります。またその言語に対して機能に制限を かけられます。 もう 1 つの解決方法は、HTML を解析して、「安全な」内部形式に変換し、その 安全な形式を HTML に解釈し直す方法があります。

フィルタリングは入力時、出力時、もしくはその両方で実施できます。 CERT が推奨している方法は、データを出力の過程、つまり動的なページの一部 としてまさにレンダリングされる前でのフィルタです。 正しく実施できれば、このやり方で確実に動的なコンテンツをすべてフィルタ できます。 CERT は、入力側でのフィルタリングはあまり効果がでない、と考えています。 理由は、動的なコンテンツが HTTP という手段ではなく、 Web サイトを構成する データベースの一部になっているからです。そしてこの場合、Web サーバは入力処理 過程においてそのデータを扱いません。 フィルタリングが、動的なデータが入ってくるあらゆる場所で実行されない限り、 データの中身は汚染されたままになっているでしょう。

しかし、私はこの点に関して CERT に同意しかねます。 入力と同様、出力すべてに対して、うっかりフィルタをかけ忘れてしまう点に問題が あります。また「汚染された」データのシステムへの侵入を許すと、どこかで厄介ごと が起こるのを待つ羽目になります。 安全なプログラムは、入力すべてをフィルタしなければいけません。これらのチェック を入力フィルタの一部に入れる方が良い場合があるからです(そうすれば、メンテナー が、そのルールは本当にそうなっているのかを確認できるようになります)。 そして、安全が必要となるプログラムには、プログラムのあちこちで出力を行う箇所 があるものの、データがプログラムに入力される方法や場所はほんの数ヶ所になって いる場合があります。このようなケースでは、入力でフィルタリングする方法は優れた 方法になるでしょう。

### クエリ以外の実行に HTTP の GET 命令を使わせない

HTTP を利用した Web ベースのアプリケーションでは、クエリ以外の目的で HTTP の 「GET」もしくは「HEAD」命令を使わないようにしてください。 HTTP にはさまざまな命令がたくさんあります。最も普通に使われる命令は、 GET と POST の 2 つです。 GET も POST もフォームからデータを送信できますが、GET 命令は URL にデータを 入れて送信します。その一方、POST 命令は URL とは別にデータを送信します。

GET をクエリ以外の命令(データの変更やお金の振り込み、あるサービスにサイン アップするような)に利用すると発生してしまうセキュリティ上の問題は、攻撃者が 悪意あるフォームデータが存在する URL に対してハイパーテキストリンクを 張れるところにあります。 攻撃者が犠牲者を誘導して、そのリンクをクリックしたり(ハイパーテキストリンクの 場合)、あるページを見たりしただけで(HTML の画像タグから画像として情報が 伝わってくる場合)、GET が実行されます。 GET が実行されると、犠牲者は、攻撃者が作成したフォームデータすべてを特定の リンクへと送ります。 このサイトにまたがった悪意あるコンテンツによる攻撃については、さらに で論じます。

サイトにまたがった悪意あるコンテンツによる攻撃が、思いがけないデータをユーザ に見せるだけであれば、それほど問題は深刻ではありません。 もちろんこれはこれで問題なのですが、他にもこの機能を使った攻撃があるのが 問題なのです。 たとえば、ユーザが予期せずに何かを要求しまうことで、プライバシーが流出する 可能性がでてきます。そうなると、違法もしくは違法になるような資料を要求した ように見えることで、現実に問題となったり、ユーザに何らかの方法で情報を要求 させて、本来は公開されない情報を攻撃者へ公開させたりするかもしれません。 しかしもっと影響が深刻なのは、悪意ある攻撃者がただデータを見るだけでなく、 サイトをまたがったリンクによって、データを改竄する行為です。

一般的な HTTP のインタフェース(たいては CGI ライブラリ)は、GET と POST の 違いをわからなくしていますので、データ取得という点からすると双方の命令を 「同一の方法」として扱う方が便利です。 しかし、データクエリ以外の何かの処理を実際に行うなら、要求が POST 以外に 何をするのかを見てチェックする必要があります。 もしそうなら、与えられたデータをフォームに入れてただ表示し、ユーザが本当に その要求をするつもりなのか、確認してください。 こうすることで、サイトをまたがった悪意あるコンテンツに対する攻撃を防げます。 ただしユーザには、簡単にワンクリックで確認できるようにしなければなりません。

実際、HTTP の仕様書ではこの行為を強く推奨しています。 HTTP 1.1 の仕様書(IETF RFC 2616 セクション 9.1.1)によると、 「GET や HEAD 命令を検索以外で動かす「意味はないはず」です。 これらの命令は「安全」であるはずです。 これはユーザエージェントに対して、特別な方法でその他の命令である POST や PUT、 DELETE の代役を許可します。 その結果、安全でないかもしれない処理が要求されている、という事実をユーザが 知るところとなります」。

公正を期しますが、これでは問題を完全には解決できない点に注意してください。 なぜなら、ブラウザ(の設定の中)にはスクリプト化された POST で同じような 動作ができるものがあるからです。 たとえば、ECMAscript(Javascript)が動作可能な Web ブラウザが下記の HTML の断片を受け取ったと仮定します。あるブラウザは、この HTML の断片を 表示するだけで、攻撃者が定義したフォームデータを強制的にユーザが自動で 攻撃者が選んだ Web サイトに対して POST 命令を送ってしまいます。

      <form action=http://remote/script.cgi method=post name=b>
        <input type=hidden name=action value="do something">
        <input type=submit>
      </form>
      <script>document.b.submit()</script>

この点を指摘してくれた David deVitry 氏には感謝しています。 しかしこのアドバイスでも問題すべては解決できません。しかしやるだけの価値 はあります。 残りの問題はある程度、より賢いブラウザ(たとえば、ECMAscript がある Web フォームを送る前には常にそのデータを確認する)や Web ブラウザの設定(たとえば、 ECMAscript を無効にする)で解決できます。 また、この攻撃はクロスサイト・スクリプティング攻撃の多くでは機能しません。 理由は、Web サイトの多くは、ユーザが「script」コマンドを POST できないよう にしていますが、URL リンクを自由に張れるようにしているからです。 つまり、GET コマンドの動作を制限すると、クエリに対して Web アプリケーションの セキュリティが著しく改善します。

### SPAM に対抗する

どこかに電子メールを送れるプログラムなら、ネットワークからの要求で SPAM の 運び屋になれます。 SPAM という言葉は通称で、正式には unsolicited bulk email(UBE)もしくは、mass unsolicited email と言います。 unsolicited commercial email(UCE)とも言いますが、これは誤解を生みます。SPAM すべてが商売用ではないからです。 SPAM がなぜ深刻な問題となっているのかは、次を参照してください。 http://mail-abuse.org/, http://spam.abuse.net/, CAUCE, and IETF RFC 2635 SPAM を受け取ったり中継したりする人が、SPAM によるコストの大部分を負担して いて、SPAM を送った人は送るのにほとんどコストがかかっていません。 したがって、SPAM をサービス泥棒とみなしている人が大半で、無防備な行為だとは 思っていません。

プログラムが他に送る電子メールを作成するようなら(MTA や 電子メールでデータを 送りつけるもの、メーリングリスト管理等)、プログラムが絶対に不正な電子メール の中継をしないように作成してください。 プログラムは普通、正規に認められたユーザだけが他者に電子メールを送れるように してください(たとえば、企業のメールサーバへ登録したり、正式にサービスに加入 したり)。 さらに詳しい情報は、 IETF RFC 2505 にあります。 また、メーリングリストを運用しているなら、登録者だけが投稿可能というルールを 必ず実施してください。また「ログイン」機能を付加することで、SPAM を送りつける 人が、登録・SPAM送出・脱退をするのに、多少なりとも困難が伴います。

SPAM に対するより直接的な対抗策の 1 つに、MAPS (Mail Abuse Prevention System LLC)や RBL (Realtime Blackhole List)に加入する方法があります。 ここは、SPAM の出所として知られている IP アドレスの一覧を随時更新しています。 さらに詳しい情報は http://mail-abuse.org/rbl/ を見てください。 最近の Mail Transfer Agent(MTA)の多くは、既に RBL をサポートしています。 どのように設定するかは、それぞれの Web サイトを見てください。 通常 RBL を利用すると、ブラックホール・リストに載っている IP アドレスからの いかなる要求も単純に拒否します。 これは厳しいやり方ですが、問題を解決します。 他にも同様な機能を提供するサービスがあると思います。

システムやプログラムで電子メールを他の所に配送でき、その相手の区別が相手 ユーザの管理下にある場合、システムやプログラムの多くではデフォルトで SPAM のブロックを有効にするようお薦めします。 MTA も対象になります。 何はともあれ検討してください。 もちろんこの提案は、現実的には問題があります。それは正規のユーザとのやり 取りが(まれに)禁じられるかもしれない点です。 一方、SPAM をブロックしなければ、すべての人があなたの システムをブラックリストに載せる恐れがあります(つまりあなたの電子メールは 無視されます)。 この問題は単純ではありません。あなたが何をしようとも、電子メールを受け取ら ない人が出てくるからです。 もちろん RBL を管理している組織をどれだけ信頼するか、という問題もあります。 たとえば、本当は潔白なサイトがブラックリストに追加されたとします。そして今回 限りということで、その組織がリストから削除されました。あなたはそれで OK で しょうか。 つまり、トレードオフなのです。大切なのは、SPAM を送ってくる人(潔白な人も いくらかいます)や SPAM をブロックしている他のシステム(SPAM を送ってくる人 と同じ設備を使っている無実な人を排除しています)と協調することではないで しょうか。 柔軟に対応しなければいけないのは自明です。 議論の余地のある提案なので、皆さんが置かれている立場を考えてみてください。

### 入力時間と負荷レベルに制限をかける

タイムアウトを設けたり、負荷レベルに制限をかけてください。ネットワークから 入ってくるデータには特にそうです。 さもないと、攻撃者は継続してサービスを要求して、サービス拒否攻撃を簡単に実行 できてしまうかもしれません。

## バッファオーバーフローの回避

旧約聖書 アモス書 3 章 11 節

敵がこの地を囲み、 お前の砦を倒し、城郭を略奪する。

頻繁に発生しているセキュリティ上の弱点は、「バッファオーバーフロー」 に対する脆弱性です。 バッファオーバーフローは「バッファオーバーラン」とも言われ、さまざまな バッファオーバーフロー攻撃が存在しています(「スタック領域破壊」や 「ヒープ領域破壊」もそうです)。 厳密に言えば、バッファオーバーフローはプログラムの実装上の問題ですが、 あまりに頻繁に発生し、かつ重大な問題を抱えているので、あえて独立して項目を 立てました。 この問題がいかに重要なのかは、CERT の勧告の内 1998 年の 13 の内の 9、1999 年の少なくとも半分以上がバッファオーバーフロー関連であることで明らかです。 Bugtraq による 1999 年の非公式な調査でも、おおよそ 2/3 の回答がバッファ オーバーフローがセキュリティの脆弱さの原因としています(残りの回答は「設定ミス」 が原因としています) [Cowan 1999]。 これは以前からある既知の問題ですが、未だに幾度となく現れる問題です [McGraw 2000]。 【訳註：Bugtraq は、セキュリティ関連の情報をやり取りする ML です。 ML のアーカイブ が公開されています。 日本語での ML も存在しています。詳しくは、 BUGTRAQ-JP FAQ を見てください】

バッファオーバーフローは、ある値(文字列等)を固定長のバッファ領域にその領域 を越えて書き続けてしまう場合に発生します。 バッファオーバーフローは、ユーザからの入力をバッファに読み込む時にも 起こりますし、プログラムのまったく違った処理の最中にも起こる可能性があります。

安全性が求められるプログラムでバッファオーバーフローが起きると、攻撃者がそれを 悪用するケースがよくあります。 バッファが C のローカル変数で実装されていた場合、攻撃者はこのオーバーフローを その関数中で望みのコードを強制的に実行させる手段として利用します。 この攻撃のバリエーションは「スタック破壊(stack smashing)」攻撃と呼ぶ場合も ままあります。 バッファがヒープ領域にあっても、状況が良くなるわけではありません。攻撃者 は、オーバーフローを使って、プログラム中の変数をコントロールできます。 さらに詳細な情報は、Aleph1 [1996]や Mudge [1995]、LSD [2001]を参考にするか、 Nathan P. Smith 氏のサイト http://destroy.net/machines/security/ にある「Stack Smashing Security Vulnerabilities」を見てください。 【訳註：ヒープ領域は、プログラムで利用するデータを格納する領域で、 利用時に動的に割り当てられ、利用が済むと解放された後、再利用に回されます。 C では malloc(3) で確保された領域がこれに当たります】

高水準言語の大部分は、そもそもこういった問題に影響されません。 理由は、自動的に配列の大きさを変更したり(たとえば Perl)、バッファオーバー フローを検知して防御するようになっていたり(たとえば、Ada95)するからです。 しかし、C はこのような問題に対して、何も防ぐ手段を持ち合わせていませんし、 C++ でもこの問題を発生させるのは他愛もありません。 アセンブリ言語でも何も防御する方法がありません。言語にはそのような防御を 持っているもの(たとえば、Ada や Pascal)もありますが、通常は無効になって います(性能上の理由です)。 たとえプログラムの大部分を他の言語で書いていても、ライブラリルーチンの 多くとそのライブラリルーチンを呼び出すインタフェースコードは C や C++ で書いてあります。したがって、他の言語が期待通りにバッファオーバーフローを完全 に防ぐとは言えません。

### C や C++ の危険なところ

C ユーザは、確保されている領域を越えることはありえないと確証できなければ、 境界をチェックしない危険な関数を使うべきではありません。 通常使用を避けた方が良い(確実に防御すべき)関数には、strcpy(3)や strcat(3)、 sprintf(3)(親戚に当たる vsprintf(3))、gets(3) があります。 その代わりとして、strncpy(3)や、strncat(3)、snprintf(3)や fgets(3)の使用を お薦めします。詳しくは下記で論じますので読んでください。 strlen(3)は NIL が必ず存在するのが確実でなければ、使用を避けてください。 scanf()系 (scanf(3)や fscanf(3)、sscanf(3)、vscanf(3)、vsscanf(3)、vfscanf(3)) は、使用するのに危険な場合が多々あります。最長値を把握せずにデータを文字列に 渡さないでください(とりわけ %s という形式は問題になります)。 バッファオーバーランしてしまうかもしれない他の危険な関数として(その使い方 にもよりますが)、realpath(3)や getopt(3)、getpass(3)、streadd(3)、strecpy(3)、 strtrns(3)があります。 getwd(3)には注意しないといけません。getwd(3)に送るバッファは、たった PATH_MAX バイトしかありません。

snprintf()系は残念ながらもっと問題を抱えています。 sprintf() と違って snprintf()は、公式には ISO 1990(ANSI 1989)規格の標準 C 関数ではありません。 したがって、システムすべてに snprintf() があるわけではありません。 さらに困ったことに、あるシステムの snprintf()は、バッファオーバーフロー を実質防ぎません。ただ sprintf を呼び出すだけです。 Linux の libc4 という古いバージョンは、「libbsd」ライブラリに依存して いました。これが実に嫌らしいライブラリでした。古い HP のシステムにも 同様なものがありました。 Linux の最近の snprintf は正しく動作することがわかっていて、要求された 境界値をたしかに守っています。 snprintf() の返り値もさまざまです。 Single Unix Specification (SUS) version 2 と C99 規格では、何が返るか違って います。 結果的にわかったのは、snprintf のバージョンには文字列が NIL で終端するのを 保証しないものがある、という事実です。文字列が長すぎれば、NIL がまったく ないでしょう。 glib ライブラリ(GTK のベースになっているもので、GNU C ライブラリの glib とは 違います)には g_snprintf() があります。返り値が一貫しており、常に NIL で終端 します。もっと重要なのは、バッファの長さを常に守っている点です。 【訳註：C99 規格は、「ISO/IEC 9899:1999 - Programming Language C」を指し ます。詳しくは http://seclan.dll.jp/c99d/ を参照してください】

### C と C++ でのライブラリによる解決策

C/C++ における解決策として、バッファオーバーフローの問題を抱えていない関数 ライブラリの利用があります。 はじめのサブセクションでは、「標準 C ライブラリ」を使った解決方法を説明し ます。効果はありますが、欠点もあります。 次のサブセクションでは、バッファオーバーフローに対して、固定長と動的に再確保 する両方法でセキュリティ上よく発生する問題を説明します。 次のサブセクションでは、strlcpy や libmib といった、その他さまざまなライブラリ について説明します。

#### 標準 C ライブラリによる解決策

C でバッファオーバーフローを防ぐ「常套」手段(C++ でも使われています)は、 バッファオーバーフローを防いでいる標準 C ライブラリを呼び出すことです。 この解決方法は、標準関数である strncpy(3)と strncat(3)次第でどうにでも なります。 この解決策をとるには注意が必要です。使い方が意外と面倒で、正しく扱うのが 難しいからです。 strncpy(3)はコピー元の文字列がコピー先以上の長さなら、コピー先の文字列の終端 に NIL をセットしません。したがって、strncpy(3)を呼出した後に、コピー先の終端 に NIL を必ずセットするようにしてください。 同じバッファを何回も使い回したいなら、strncpy()を使う時に、バッファには実際 必要なものより 1 文字小さくして渡し、使う前に最後の文字にいったん NIL を セットしてください。これは効果があります。 strncpy(3)、strncat(3)とも、書き込みできる領域の残りの大きさを引数で渡す 必要がありますが、この残量の計算をよく間違います(ここで間違ってしまうと、 バッファオーバーフロー攻撃を許してしまいます)。 どちらの関数も仕組み上、バッファオーバーフローが発生したかどうかを簡単に 確認できません。 結果として、代替え関数である strncpy(3)は strcpy(3)に比べて、パフォーマンスが 劣ります。これは strncpy(3)がコピー先の残り領域を NIL で埋めるためです。 私はこの最後の点について驚いた様子の電子メールをいくつか受け取りました。 しかしこの点は Kernighan 氏 と Ritchie 氏共著の第二版 [Kernighan 1988、 249 頁]に確かに載っており、この動作は Linux や FreeBSD、Solaris の man にも載っています。 この strcpy から strncpy への変更は性能の著しい低下を意味し、たいていの 場合これはよろしくない結果になります。

注意！。 strncpy(s1, s2, n)は、s2 のある部分だけをコピーする場合にも使えます。ここ では n が strlen(s2) より小さい値です。 このように使われた場合、strncpy()自身は基本的にバッファオーバーフローに対して 防御する仕組みを持っていません。つまり、n が s1 のバッファより必ず小さくなる ように、独立に処理する必要があります。 また、このように使う場合、普通 strncpy()は n 文字をコピーした後に NIL を付け 加えません。 このことが、strncpy()を使ったプログラムが安全であるかどうかを判断しがたい ものにしています。

sprintf()を使ってもバッファオーバーフローは防げます。しかし、そうするには 注意が必要です。 お薦めしがたい間違いを簡単に犯してしまいます。 sprinf の制御文字にはいろいろと便利な指定方法(たとえば「%s」)があります。 そして制御を指定する部分には、オプションフィールド長(たとえば、「%10s」)を 指定したり、精度(たとえば、「%.10s」)を指定できたりします。 これらは似たように見えますが(違いはピリオドだけ)、まったく異なります。 フィールド長で指定する場合、最小値を指定するだけでは、 バッファオーバーフローを防ぐのにはまったく役立ちません。 これとは対照的に、精度で指定する方法では最大値を指定し、指定した文字列は 文字列変換指定に基づいて出力されます。つまり、これがバッファオーバーフロー を防ぐのに役立ちます。 文字列を扱う場合、精度で指定する方法だけが全体の最大長を指定できる ことを忘れないでください。他の変換指定ではまた違う意味になります。 長さに「*」を指定すると、最大長をパラメタで渡すことができます(たとえば sizeof()の結果を)。 例で簡単に示せますので、ここでは sprintf()を使ったバッファオーバーフローを防ぐ 悪い例と良い例を挙げておきます。

     char buf[BUFFER_SIZE];
     sprintf(buf, "%*s",  sizeof(buf)-1, "long-string");  /* WRONG */
     sprintf(buf, "%.*s", sizeof(buf)-1, "long-string");  /* RIGHT */

理屈上 sprintf()はとても便利です。それは複雑なフォーマットを指定できるから です。 ただ、sprintf()で間違いを犯すのも簡単です。 フォーマットが複雑なら、必ず変換先の大きさをすべてにおいて 最大の大きさとするフォーマットにしてください。しかし、精度を指定する部分は 1 つのパラメタの大きさしか指定できません。 生成する出力が複雑な場合は、「考えうる最大の」値を決めるのは困難です。 考えうる最大長の組み合わせに対して、プログラムが十分な空きを確保していなければ、 バッファオーバーフローの脆弱さが残されたままになっているでしょう。 また、sprintf()は処理が完全に終わった後に、NUL を変換先に加えます。後で加えた この文字は忘れやすく、これが「1 バイト間違った(off-by-one)」エラーを起こす 原因になります。 このように動作すると、状況によっては痛い目にあうことになるかもしれません。

また、上記のコードで気にかけておいて欲しいのは、sizeof()という処理が 配列の大きさになる点です。 「buf」が確保したメモリのポインタになるようにコードを変更すると、 「sizeof()」の処理すべてを修正しなければなりません(さもないと、sizeof は ポインタの大きさを計ってしまい、これはたいていの値にとって十分な領域とは いえません)。

#### 静的もしくは動的に確保したバッファ

strncpy のような関数は、静的に確保したバッファを扱うのに便利です。 バッファは「使い物になる十分な大きさ」で確保してあり、確保した時からずっと 同じ大きさのまま、という方針でプログラムを作っています。 もう 1 つの方法は、必要な大きさのバッファを動的に確保する方法です。 どちらの方法もセキュリティに密接な関連があります。

固定長のバッファを使う場合に、共通したセキュリティ上の問題があります。それは 固定長のバッファはやられやすい、という事実です。 これは strncpy(3)や strncat(3)、snprintf(3)、strlcpy(3)、strlcat(3)他が 抱えている問題です。 攻撃者はいかにも長い文字列を設定する、というのが基本的な考えです。その結果 その文字列が切り捨てられると、最終的には攻撃者が望んだ状態になります (開発者が意図した結果ではなく)。 ひょっとすると、文字列がいくつかの小さな部分から構成されている場合もあります。 攻撃者は、最初の部分にバッファを埋めつくすだけの長い文字列を入れて、後の文字列 をまとめる作業を無効にするかもしれません。 ここで、具体例をいくつか挙げてみます。

- gethostbyname(3)を呼び出すコードを思い浮かべてください。頭に浮かんだら、 hostent->h&lowbar;name を固定長のバッファに strncpy か snprintf で コピーしてください。 strncpy か snprintf を使っているので、極端に長い完全修飾ドメイン名(FQDN) を入れてもオーバーフローを防げます。したがってこれで終わりと思われるでしょう。 しかしこれでは FQDN の末尾を切り捨ててしまう結果になりかねません。 これは非常にまずいことで、次に何がくるかで状況が変わってしまいます。

- strncpy や strncat、snprintf 等を使う場合を思い浮かべてください。ファイル システムの実体を表現したフルパスをあるバッファにコピーします。 さらに元の値が信頼できないユーザからのもので、そのコピーが計算の結果をある関数 に渡す処理の一部だと考えてみてください。 これで安全なのでしょうか。 ここで、攻撃者がパスの先頭に多量の「/」を埋め込むことを想像してみてください。 これは「/」というファイルに対する操作になってしまいます。 プログラムが結果は安全だと信じて値を追加するなら、そのプログラムはやられて しまうかもしれません。 もしくは、攻撃者はバッファの長さに近い長いファイル名を考え出して、ファイル名 を追加することで、密かに壊してしまうかもしれません(もしくは、部分的にやられて しまうかもしれません)。

静的に確保したバッファを使う時には、引数となっている元になる領域と渡す先の 領域の長さをよく考えなければいけません。 そして、入力や処理中に出る中間の結果も注意深くチェックしてください。

もう一つの選択肢は、固定長のバッファを使わずに、文字列すべてを動的に確保する 方法です。 この方法は GNU のプログラミング・ガイドラインで推奨していて、プログラムで どんな大きさの入力も扱えるようになります(メモリを越えない限り)。 動的に文字列を確保した際に起こる問題は、確保したメモリを越えて動作させて しまう点にあるのは、言うまでもありません。メモリは、バッファオーバーフロー を起こすのではないか、と気にしている部分ではなく、プログラムのどこか他の所で 使い切ってしまうかもしれません。これではメモリをどこにも確保できません。 また、動的な確保はメモリを効率良く利用できない恐れがありますので、理論的に そのプログラムが動き続けるのに十分な仮想メモリがあったとしても、メモリを オーバーして動作してしまう可能性は十分にあります。 さらに、プログラムはメモリをオーバーしてしまう前に、おそらく多量の仮想メモリを 使います。こうなるとたいてい「スラッシング」に陥ります。スラッシングが起こると、 コンピュータはディスクとメモリ間での情報の受け渡しにすべての時間を費やして しまいます(生産的な処理をするかわりに)。 これはサービス拒否攻撃と同じ影響を与えます。 入力の大きさに対して理にかなった制限を設けると効果があります。 普通プログラムで動的に文字列を確保するなら、メモリを使い果たしても フェイル・セーフになるように設計しなければなりません。

#### strlcpy と strlcat

もう一つの方法は、OpenBSD で採用している strlcpy(3) と strlcat(3)です。これは Miller 氏と de Raadt氏[Miller 1999]が作成しました。 これは機能を最小限に抑え、静的な大きさを持つバッファを採用しています。C の 文字列をコピーし、連結するのに異なるインタフェースを採用しています(エラーを 起こしにくい)。 これらの関数のソースとドキュメントは、 ftp://ftp.openbsd.org/pub/OpenBSD/src/lib/libc/string/strlcpy.3 で利用でき、新しい BSD スタイルのオープンソースライセンスを採用しています。

まずプロトタイプを挙げます。

    size_t strlcpy (char *dst, const char *src, size_t size);
    size_t strlcat (char *dst, const char *src, size_t size);

strlcpy も strlcat もパラメタでコピー先のバッファを実際の大きさで指定でき ます(コピーする文字数の最大値ではありません)。また、結果が NIL で終端する ことを保証しています(大きさが 0 より大きい限りは)。 忘れてならないのは、大きさには NIL 用の 1 バイトを入れておく必要があること です。

strlcpy は、NUL で終端した元の文字列から、その size - 1 の文字をコピー し、NIL で終端します。 strlcat は、NIL で終端してある文字列を末尾に追加します。 多く見積もっても size - strlen(dst) - 1 バイトを追加し、NIL で終端します。

strlcpy(3) と strlcat(3)は、たいていの Unix ライクなシステム にデフォルトではインストールされません。これが欠点と言えば欠点です。 OpenBSD では、<string.h> の一部になっています。 これはたいした問題ではありません。これらは小さな関数で、自作プログラムのソース の中に入れたり(少なくともオプションとして)、独立したパッケージとして読み込め ます。 こういったケースでは autoconf を使って自動化するのも可能です。 さらに多くのプログラムでこれらの関数を使えば、Linux ディストリビューション や他の Unix ライクなシステムの標準構成の一部となるのもそう遠くはない でしょう。 また最近になって、これらの関数は「glib」ライブラリに取り込まれました(私が パッチを提供してこのようになりました)。したがって、最近のバージョンの glib を 使えば利用できます。 glib ではこれらの関数は g_strlcpy と g_strlcat となっていて(strlcpy や strlcat ではありません)、glib ライブラリの命名規則に沿った形になっています。

また strlcat(3) は、長さが 0 もしくは NIL 文字が処理先の文字列(指定した 文字数の中で)にない場合に若干文法が変わっています。 OpenBSD では、長さが 0 ならば処理先の文字列の長さは 0 とみなします。 また長さが 0 以外で NIL 文字が処理先の文字列(文字数分)に無い場合は、 処理先の長さは指定したものと等しいとみなします。 これら規則によって、文字列への NIL の組み込みを徹底しています。 あいにく、少なくとも Solaris は(現時点では)この規則にしたがっていません。 理由は、オリジナルのドキュメントにそういう記述がないからです。 私は Todd Miller 氏と話し、OpenBSD の文法が正しいと合意しました (Solaris が正しくないことにも)。 理由は単純です。どんな条件下であっても、strlcat や strlcpy は処理先が指定 した文字列の大きさを越えているかどうかを調べた方が良いのにもかかわらず、 それをしていないからです。 そのような方法をとると、core ダンプしてしまうか(メモリ範囲外にアクセスした ため)、ハードウェアに悪影響を与えるかもしれません(メモリマップド I/O を通じて)。 つまりこうです。

      a = strlcat ("Y", "123", 0);

正しい返り値は 3(0+3=3)ですが、Solaris は 4 になります。これは処理先の 「大きさ」の長さを越えた文字を正しく見ていないためです。 差し当たり、大きさが 0 もしくは処理先に NIL 文字が無い場合を避けるように お薦めします。 glib の将来のバージョンでは、この相違点が隠されて、常に OpenBSD の文法を 用いる予定です。

#### libmib

C 用のツールセットには、自動的に文字列を動的確保してくれるものがあります。 それは Forrest J. Cavalier III 氏の「libmib allocated string functions」 で、http://www.mibsoftware.com/libmib/astring から入手できます。libmib は 2 種類あり、「libmib-open」は X11 と似た独自の ライセンスにしたがっていますので、明らかにオープンソースです。 このライセンスは、修正や再配布を認めていますが、再配布には別の名前を選択 しなければいけませんし、「完全にテストされていない」と開発者は記載しています。 libmib-mature を引き続き手に入れるなら、申し込みに費用がかかります。 ドキュメントはオープンソースではありませんが、自由に利用できます。

#### C++ std::string クラス

C++ で開発する人たちは、言語に組み込まれている std::string クラスを利用でき ます。 このクラスは動的な方法を採用していて、必要に応じて記憶領域を増やしていきます。 しかし注意しないといけないのは、クラスのデータが「char *」に置き換わると (たとえば data() もしくは c_str()を使って)、再びバッファオーバーフローの問題が 表面化する点です。したがって、メソッドを使用する場合には注意が必要になります。 c_str()は常に NIL で終端した文字列を返しますが、data()の場合はどうなるか わかりません(実装次第ですが、ほとんどは NIL で終端しません)。 data()の使用を避けるか、どうしても使わなければならないなら、そのフォーマット を当てにしないでください。

他の文字列ライブラリを使っている開発者も同様にたくさんいますが、そのような ライブラリは、他の多数のライブラリや自作の文字列ライブラリと組み合わせに なっています。 そのようなライブラリを使う場合には、とりわけ注意を払ってください。他の文字列 クラスの多くは、自動的にクラスを「char *」タイプに変換してしまうルーチンが 入っています。 その結果、知らないうちにバッファオーバーフローの脆弱さにはまっている可能性 があります。

#### Libsafe

(Lucent Technologies の)Arash Baratloo 氏や Timothy Tsai氏、Navjot Singh 氏 が、Libsafe を開発しました。このライブラリは、スタック破壊攻撃に弱いことで 知られるているライブラリ関数のいくつかにラッパを被せます。 このラッパ(開発者は、「ミドルウェア」の一種と呼んでいます)は、動的にロード される単なるライブラリで、strcpy(3)のような C のライブラリ関数を修正した バージョンが入っています。 この修正済みのバージョンは、オリジナルの機能を実装してありますが、ある意味で どんなバッファオーバーフローも現在のスタック・フレームの中に封じ込めます。 当初の性能分析では、ライブラリのオーバヘッドはとても小さいとしています。 Libsafe のドキュメントとソースコードは http://www.bell-labs.com/org/11356/libsafe.html から取得できます。 Libsafe のソースコードはオープンソースの LGPL ライセンスに完全に準拠して いて、Linux ディストリビュータは利用に関心を持ちつつあります。

Libsafe の解決手段は多少は役に立つように思えます。 確かに Linux ディストリビュータは Libsafe の採用を検討した方が良く、その解決 方法はその他の人たちも同様に検討するに価します。 たとえば、Linux ディストリビューショの Mandrake(バージョン 7.1) は採用して います。 ソフトウェア開発者にとっては Libsafe は手の込んだ防御をするのに便利な仕組み ですが、本当にバッファオーバーフローを防げるわけではありません。 コードを開発している時に、Libsafe だけに頼るべきではない理由がいくつかあります。

- Libsafe は、明らかにバッファオーバーフローの問題を持っている、既知のわずかな 関数だけを防御します。 これを書いている時点では、防御できる関数のリストは、このドキュメントで 問題を抱えているとした関数のリストよりかなり短くなっています。 また、あなた自身が書いた(たとえば while ループ中)バッファオーバーフローを 起こすコードは防御してくれません。

- libsafe がディストリビューションに入っていたとしても、インストールした方法 によって利用に差が出ます。 ドキュメントでは LD_PRELOAD を設定して libsafe の防御を有効にするように 推奨していますが、問題はユーザがその環境変数の設定をはずせるところにあり ます。これでユーザが実行するプログラムに対する防御は無効になってしまい ます。

- Libsafe は、リターンアドレスがスタック上にあるバッファオーバーフローに対して だけ効果があります。 ヒープやプロシジャー・フレームにあるその他の変数では、あいかわらずオーバー してしまいます。 【訳註：プロシジャー・フレームとは、登録済みレジスタとローカル変数が入って いるスタック・セグメントです。activation record ともいいます】

- あちこちにあるコンピュータ・システムすべてで libsafe(もしくは似たもの)が 利用できると断言できない限り、自分のプログラムは libsafe が無いつもりで 防御しなければいけません。

- LibSafe は登録済みのフレーム・ポインタがスタック・フレームそれぞれの先頭 にあることを仮定しているように見えます。これは常に真とは言えません。 コンパイラ(gcc のような)は最適化をかけてしまいます。特に「-fomit-frame-pointer」 というオプションは libsafe に必要と思われる情報を削除してしまいます。 つまり、libsafe がうまく動かないプログラムがあるかもしれないのです。

libsafe の開発者たち自身も、ソフトウェア開発者たちが libsafe だけに頼って いてはいけないことを知っています。 彼らによれば、

> バッファオーバーフロー攻撃に対する最適策は、プログラムの欠陥の修正であること は周知の事実です。 しかし、欠陥を持ったプログラムを修正するには、プログラムに欠陥があること を知る必要があります。 libsafe やその他のセキュリティ対策を使用する本当のメリットは、まだ脆弱さ を知られていないプログラムが、今後の攻撃に備えるという点にあります。

#### その他のライブラリ

glib(glibc ではなく)ライブラリは広く利用できるオープンソースのライブラリで C プログラマに対してたくさんの便利な関数を提供しています。 たとえば、GTK+ や GNOME は両者とも glib を使っています。 以前にも指摘しましたが、glib バージョン 1.3.2 には私が提供したパッチが g_strlcpy() と g_strlcat()に適用してあります。今後のバージョンが広く利用 されれば、移植性の高いこれらの関数の利用がもっと簡単になるはずです。 現状では、glib ライブラリの関数がバッファオーバーフローを防ぐか否かの分析を 私は結論づけられません。 しかし、glib 関数の多くは自動的にメモリを確保し、失敗を横取り して、訳もわからずに動かなくなります(たとえば、かわりに別のことを しようとするために)。 結果的に、glib 関数の大部分は、安全が求められるプログラムでは利用できない 場合が多くあります。 GNOME のガイドラインでは g_strdup_printf()のような関数の使用を推奨して います。プログラムがメモリ例外を起こした場合、すぐにクラッシュしてもかまわない なら、使用してもかまいません。 しかしそれが受け入れ難いなら、そのようなルーチンを使用するのは、適切ではあり ません。

### C や C++ でのコンパイルによる解決

まったく違った観点から解決をはかろうとするものに、領域の境界チェックを コンパイル時に行うものがあります([Sitaker 1999] のリストを参照して ください)。 私見ですが、いろいろな防御手段の 1 つとして使用するなら、そのようなツールは 非常に有効です。しかし、この手法だけで防御するのは賢い手段とはいえません。 理由として少なくとも 2 つは挙げられます。 まず、そのようなツールはバッファオーバーフローに対して必要な防御の一部しか 行えません(そして「完璧な」防御を行おうとすると、通常の 12 から 30 倍遅く なります)。C と C++ はそもそもバッファオーバーフローを防ぐ手段を持ち合わせて いません。 次に、オープンソースであるプログラムはどんなツールを使ってコンパイルするか が決められているわけではない点です。システムについてくるデフォルトの「普通の」 コンパイラを使うと、セキュリティの弱点をさらすかもしれません。

さらに有効なツールの 1 つに「StackGuard」があります。これは、標準的な GNU C コンパイラの修正版です。 StackGuard は「ガード」するための値(「カナリア(canary)」と呼びます)を リターンアドレスが書かれている前に挿入して動作します。バッファオーバーフロー が発生してリターンアドレスを書き換えると、カナリアの値が(おそらく)変更され、 実際に使用される前にシステムが検出します。 これは非常に有効なのですが、リターンアドレス以外の値(これを利用してもシス テムを攻撃できます)を書き換えるバッファオーバーフローには対処できません。 StackGuard を強化して、カナリアを他のデータに対しても使えるようにしたものが、 「PointGuard」です。 PointGuard は自動的にある値(たとえば関数のポインタやロングジャンプ・バッファ) を保護します。 しかし他の変数を PointGuard を使って保護する場合、プログラマの介在が必要と なります(プログラマはどのデータをカナリアで保護しなければいけないのかを 判断しなければいけません)。 これは有効な半面、本来保護すべきなのに必要がない、とうっかり判断してしまい、 いとも簡単に保護を省いてしまう場合が考えられます。 StackGuard や PointGuard、またそれと同様なものについての詳細は Cowan [1999] を参照してください。 【訳註：鳥類のカナリアは、炭鉱で一酸化炭素の増加や酸欠状態を「検知」する ために飼われていました】

これと関連して、Linux のカーネルを修正し、スタック・セグメント上でのプロ グラムの実行を禁止してしまう方法もあります。それを行うにはパッチが必要です (Solar Designer 氏のパッチに含まれています。 http://www.openwall.com/linux/ を見てください)。 このドキュメントを書いている時点では、まだカーネルに取り込まれていません。 技術的な理由の 1 つに、思ったほどその効果がでない点があげられます。 攻撃者は、対象にしているプログラムに既に存在している他の「面白そうな」場所 (ライブラリやヒープ領域、スタティックなデータ・セグメント領域等)を呼び出せ てしまうからです。 また Linux はスタック領域でプログラムを実行する場合があります。例として、 シグナルや GCC の「トランポリン」の実装をする場合です。 Solar Designer 氏のパッチでこのようなケースにも対応できますが、これがパッチを 複雑なものしている原因です。 個人的には Linux 本流に組み込まれてもよいかと思います。というのもこれによって いくぶんかでも攻撃が難しくなりますし、既存の攻撃のある部分は防御できるから です。 しかし Linus Torvalds 氏たちが考えているように、このパッチが見た目ほどさま ざまな防御ができない、比較的簡単にこの防御の裏をかくことができる、という点 については私も同意見です。 Linus Torvalds 氏がこのパッチを採用しない理由については、 http://lwn.net/980806/a/linus-noexec.html を見てください。 【訳註：トランポリン(trampoline)とは、プログラムが実行している最中に プログラム自身によって生成される、互いに独立した小さなオブジェクト・ コードを指します】

要するに、まずプログラムそのものでバッファオーバーフローを防ぐように開発 するのが大切です。 そのように開発した後に、StackGuard のようなツールやテクニックを使って、 さらに安全策を講じておくべきです。 ソースコードからバッファオーバーフローを追い出せるだけ追い出したら、 StackGuard はさらに効果を発揮します。というのも StackGuard が防御のために 呼ばれるような「致命的な弱点」を減らすことができるからです。

### その他の言語

バッファオーバーフローは、Perl や Python、Java、Ada95 のような他の プログラミング言語でもかなり問題になります。 つまるところ、今日使っている他のプログラミング言語(アセンブリ言語は除く)の ほとんどすべては、バッファオーバーフローを防御しています。 C や C++ 以外の言語を使ったとしても、もちろんすべての問題を解決できるわけ ではありません。 詳しくは、後程論じる にある NIL 文字の扱いを参照してください。 また言語が提供している基本的な機能(たとえばランタイム・ライブラリ)が利用で きる環境で、かつその機能が安全であることを保証するという問題も残っています。 そのような問題はあるにせよ、安全性が求められるプログラム開発を行う場合は、 他の言語の使用を真剣に考えて、バッファオーバーフローを防いでください。

## プログラムのインタフェースと内部構成をきちんとすること

旧約聖書 箴言 25 章 28 節

侵略されて城壁の滅びた町。 自分の霊を制しえない人。

### 安全なプログラムを作るためには、ソフトウェア・エンジニアリングの原則に 従うこと

Saltzer [1974] と Saltzer and Schroeder [1975]では、設計に当たって安全を 保護するのに、下記のような原則をまとめています。これは今なお有益です。

- 特権をできるだけ持たせない。 ユーザやプログラムにはできるだけ権限を持たせないようにしてください。 そうすれば、アクシデントやエラー、攻撃者によるダメージが最小限に抑えられ ます。 また、こうすることで特権をもったプログラム間相互の影響を可能な限り抑えら れるので、意図しない不要で不適切な特権を利用しなくなります。 このアイディアはプログラム内にも採用できます。プログラムの最小限の部分に だけ必要となる特権を持たせてください。 やり方の詳細は、 を見てください。

- 仕組みを単純に。 防御システムは小さく単純明快に設計します。 彼らによれば、 「ソフトウェアを一行毎に調査したり、ハードウェアを調査して、防御機構の実装を するテクニックが必要になったりします。 テクニックがうまくいくには、小さくかつ単純明快な設計が基本になります」 これを「KISS」の原則(「keep it simple, stupid」(こら、短くしとけ))と表現 する場合があります。

- オープンな設計。 防御する仕組みは、攻撃者がその仕組みの知識を持ってないことに頼っては いけません。 そのかわり、公開された仕組みで、パスワードや秘密鍵のように比較的少ない項目 (そして簡単に変えられる)で秘密を守れるようにしてください。 オープンな設計は、広範囲な公開された精査が可能で、そうすることでユーザが そのシステムの利用が適切なのどうかを納得できます。 率直に言って、広く配布したシステムを密かにメンテナンスしようとするのは、 現実的ではありません。 デコンパイラ(逆コンパイラ)やハードウェアを壊してしまうことで、あっと言う間 にあらゆる「秘密」がばれてしまう可能性があります。 Bruce Schneier 氏は、頭の切れるエンジニアならば、「セキュリティに関する すべてのコードは、オープンソースであった方が良いと主張する」としています。 またそうすると、広く第三者からレビューを受けられ、そこで問題となった部分も 修正されることを証明しています[Schneier 1999]。

- 完全に仲介を行うこと. すべてのアクセスをチェックしなければいけません。チェックする仕組みは、壊され ない場所に置いてください。 たとえば、クライアント・サーバモデルであれば、サーバ側ですべてのアクセス をチェックする必要があります。それはユーザがクライアント側を新しく作成したり、 既存のものを修正したりできるからです。 これは、 や にも 該当します。

- フェイル・セーフをデフォルトとする(たとえば、 パーミッションを活用する方法)。 デフォルトではサービスを拒否してください。防御機構はどのアクセスを許可 しているのか、状況を認識していなければいけません。 詳しくは、 と を見てください。

- 権限を集中させない。 対象へのアクセスに当たって、複数の条件をつけるのが理想的です。 そうすれば、もしある防御システムが破られても、無制限なアクセスを許すよう にはならないからです。

- 共通した仕組みはできるだけ用いない. 共通する仕組みの数とその利用度合を最小限にしてください(たとえば、/tmp や /var/tmp の利用)。 仕組みを共通化すると、そこが情報の流れの中で危険な経路になってしまったり、 予期しない相互作用が発生したりする恐れがあります。詳しくは、 を見てください。

- 気持ちで受け入れられるか、簡単に使えるか。 ヒューマン・インタフェースは、ユーザが日常何気なく正しい防御の仕組みを使え るように、使いやすく設計しなければいけません。 セキュリティの仕組みがユーザが思い描く防御の目標とマッチしたなら、過ちは 減るでしょう。

セキュリティについての設計上の原則をいろいろと網羅している資料が Peter Neumann's CHATS Principles にあります。

### インタフェースを安全に

インタフェースは、できる限り小さく(限りなくシンプルに)かつ厳密に(必要な機能 だけ)、そして例外なくそのインタフェースを使うようにする必要があります。 信用できる入力はほとんどないと思ってください。 ユーザが見られるデータに制限をかけることを検討してください。

### データと制御を切り離す

サポートするどんなファイルに対しても、(外から来る)データとそれを実行する プログラムを完全に分けて設計してください。 アプリケーションやデータを見るビューアーは、外部で作成したファイルを表示する 場合によく使われるので、それらがファイルをプログラム(「スクリプト」とか 「マクロ」と言われています)として受け付けないようにしてください。 最も危険なのは、自動実行マクロです。これは、アプリケーションがロードしたり、 データを最初に表示したりした時に動作してしまいます。セキュリティの観点から すると、これは災難が起こるのを待っているようなものです。

離れたところからダウンロードする機能をプログラムできちんとサポートしなければ いけないなら(たとえば、既存のシステムに実装するため)、マクロの動作に必ずきつい 制限をかけなければいけません(これを「サンドボックス」と呼んでいます)。 経験上、サンドボックスを本当に正しく実装するのは困難です。 実際、単独で広範に利用されたサンドボックスの中で、再三に渡って破られなかった ものは記憶にありません(もちろん、Java も含めて)。 可能なら、少なくともプログラムを独立したファイルに収めてください。そうすれば、 他のサンドボックスに欠点が見つかりそれが修正されなくても、簡単にブロック できるからです。 また独立にしておくことで、コードの再利用が容易になり、役立つ時に身近で利用 できます。

### 特権を最小限に

以前にも書いたように、一般的な原則は、プログラムには処理に必要となる特権を 最低限にしか与えないことです(特権をできるだけ持たせない)。 そうすればそのプログラムが壊れても、ダメージは広がりません。 最も極端な例は、単に安全が必要となるプログラムをまったく書かないことです。 そうできれば、そうすべきです。 たとえば、可能ならプログラムに setuid や setgid をかけないでください。 ただの一般プログラムにして、管理者には動かす前にログをとるように依頼してくだ さい。

Linux や Unix において、まずプロセスの特権を決定するのは、そのプロセス id の組み合わせです。 プロセスそれぞれには、ユーザやグループ両者の実、実効、保存 id があります。 (古い Unix には「保存」id がないものもあります)。 Linux には特別な拡張機能として、ファイルシステムとは独立した uid と gid が、プロセスそれぞれに用意してあります。 これらの値を操作するのは、特権を最小限に抑える上で欠くことができませんし、 それらを最小限に抑える方法もいくつかあります(下記で論じます)。 chroot(2)も利用でき、プログラムから見えるファイルを最小限にできます。 Linux や Unix には、他にも特権を決める値がいくつかあります。たとえば、 POSIX ケイパビリティ(Linux 2.2 以上でサポートされ、他の Unix ライクな システムでもサポートしているものがあります)がそれに当たります。

#### 許可される特権を最小限に

もちろん最も効果的なやり方は、許可される最高の特権を素直に最小限にする方法 です。 特に、できるだけ root の特権を許可するのは避けてください。 ほんのわずかなファイル群にアクセスする必要があるだけで、プログラムに setuid root をかけないでください。 機能毎に独立したユーザやグループアカウントの作成を検討してください。

よく行う方法は、特別なグループを作成し、ファイルのグループのオーナーを そのグループに変更する方法があります。そしてプログラムをそのグループに setgid します。 できるなら setuid するよりも setgid した方が賢明です。 そうしておいて、グループのメンバーにはほとんど権限を認めないようにします (特にファイルのパーミッションを変更する権限を認めない)。

これは、ゲームソフトのハイスコアを記録する場合によく使われている方法です。 ゲームは普通 games に setgid して、スコア ファイルは games グループが所有しています。 そしてプログラム自体や設定ファイルは、別のユーザ(root 等)が所有している のが普通です。 こうしておけば、ゲームを通じて侵入者が入ってきても、ハイスコアをいじること はできたとしても、ゲームの実行形式や設定ファイルには手を付けられません。 後者は重大です。攻撃者がゲームの実行形式や設定ファイル(どの実行形式を動かす かを制御している)を変更できたなら、ゲームを動かしているユーザをコントロール できるかもしれないからです。

新しいグループを作るだけでは不十分な場合は、新しい仮のユーザ(実際に特別な 役割を持つ)を作成し、関連するリソースを管理してください。 これの典型的な例は Web サーバです。Web サーバは特別なユーザ(「nobody」)で 設定してあるので、他のユーザから独立していられます。 実際、Web サーバからは教えられることが多くあります。Web サーバは普通は起動時 に root の特権を必要としますが(80 番ポートを利用するからです)、起動してしまう とすべての特権を外して、「nobody」というユーザで動きます。 繰り返しますが、通常仮のユーザは最初に動かすプログラムを所有していないので、 アカウントに潜り込んでも、プログラム自体を変更できません。 結果的には、動作している Web サーバに侵入しても、それだけでシステムすべての セキュリティは侵せません。

データベースシステムを利用しているなら(つまり、そのクエリ・インタフェース を呼び出している)、そのアプリケーションを利用しているデータベース・ユーザの 権限に、制限をかけてください。 たとえば、ユーザが定義したほんのいくつかのクエリを使ったアクセスだけが必要な ユーザに対して、システムのストアド・プロシジャすべてにアクセスを許すような ことはしないでください。 実行できるのは、ストアド・プロシジャだけです。 そうしておけば、たとえ誰かが任意の文字列をクエリに無理やり入れ込んだとしても、 ダメージは限られた範囲で収まります。 直接標準的な SQL クエリをクライアントのデータとして提供しなければならないなら、 その動作を制限するようにラッパをかけてください(たとえば、sp_sqlexec のような)。 (データベースについてのアドバイスをしてくれた、SPI Labs に感謝します)。

プログラムに root が確保している特権を持たせ なければならないなら、POSIX ケイパビリティの利用を早急に検討 してください。そして、プログラムが利用できる特権を最小限に押えるようにして ください。 POSIX ケイパビリティは、Linux 2.2 や他の Unix ライクなシステムの多くで利用 できます。 起動後すぐに cap&lowbar;set&lowbar;proc(3)や Linux 固有の capsetp(3)ルーチン を呼び出せば、その後はずっとそのプログラムの機能を下げたままにして、本当に プログラムが必要としている機能に押えられます。 たとえば、ネットワーク時刻デーモン(ntpd)は、以前から root で実行してきました。 それは、現在の時刻をあわせるためです。 しかし、ntpd が CAP_SYS_TIME という 1 つのケイパビリティだけで動くパッチが 開発されました。パッチを当てれば、攻撃者が ntpd を乗っ取っても、そのプログラム につけ込むのが以前よりやや難しくなりました。

「ある程度制限をかけて」と言っているのには、理由があります。それは他に手段 を用いずに POSIX ケイパビリティを使って特権を維持すると、 プロセスが root ユーザの id を使い続けるからです。 重要なファイル(設定ファイルやバイナリ等)は root が所有しているケースが多い ので、攻撃者はケイパビリティで制限がかかっていても、依然としてプログラムを コントロールできます。つまり、システムの鍵となるファイルを修正でき、root レベルの特権をすべて取得できてしまいます。 Linux カーネルの拡張(2.4.X と 2.2.19+ のバージョンで利用できます)は、 利用可能な特権に制限をかけるのに、もっと優れた方法を提供しています。 プログラムを rootで起動し(POSIX ケイパビリティを使って)、本当に必要な ケイパビリティにまで絞りこんで、prctl(PR_SET_KEEPCAPS,1)を呼び出します。 そして、setuid() を使って root 以外のプロセスに変更します。 PR_SET_KEEPCAPS はプロセスにマークをつけ、プロセスが setuid を 0 以外 の値にした時に、ケイパビリティはクリアされません(通常はクリアされます)。 このプロセスの設定は、exec() するとクリアされます。 しかし、PR_SET_KEEPCAPS は Linux 特有の拡張機能で、最近のバージョンの Linux カーネルで採用されている点に注意してください。

Linux 特有のツールの 1 つに SuSE が開発した「コンパートメント」があります。 これを使えば、許可する特権を簡単に最小限にできます。 このツールは、ファイルシステムのルートや uid、gid、もしくはケイパビリティ を設定してからプログラムを動かします。 他のプログラムを修正することなしに、実に手軽に実行できます。 下記がバージョン 0.5 の書き方です。

    Syntax: compartment [options] /full/path/to/program

    Options:
      --chroot path   chroot to path
      --user user     change UID to this user
      --group group   change GID to this group
      --init program  execute this program before doing anything
      --cap capset    set capset name. You can specify several
      --verbose       be verbose
      --quiet         do no logging (to syslog)

つまり下記のようにすれば、より安全な anonymous ftp サーバが運用できます。

      compartment --chroot /home/ftp --cap CAP_NET_BIND_SERVICE anon-ftpd

このドキュメントを書いている時点では、まだ未完成で、代表的な Linux ディストリビューションでは利用できません。しかし状況はすぐに変わるでしょう。 このプログラムは、 http://www.suse.de/~marc から からダウンロードできます。

すべての Unix ライクなシステムが POSIX ケイパビリティを実装しているわけでは ない点と PR_SET_KEEPCAPS は現状では Linux 独自の拡張である点に注意してください。 つまり、この解決方法は移植性がありません。 しかし、利用できる環境下でオプションの安全策の単なる 1 つとして利用するなら、 この方法を採用することによって、実際には移植性は損なわれません。 また、Linux カーネルが 2.2 より新しいバージョンなら、低レベルのシステムコール は用意してあります。しかし、利用しやすい C レベルのライブラリをインストール していないディストリビューションもありますので、アプリケーションで使うには ちょっと面倒です。 Linux の POSIX ケイパビリティについてさらに詳しい情報は、 http://linux.kernel.org/pub/linux/libs/security/linux-privs を見てください。

FreeBSD には jail()という関数があり、これで特権を制限しています。 詳しい情報は、 jail documentation を見てください。 特権を制限するのに、特別なツールや機能拡張がたくさんあります。 を見てください。

#### 特権を使っている時間を最小限に

早急に特権を永久に捨て去ってください。 Linux を含む Unix ライクなシステムの中には、「保存」id を実装して、「以前の」 値を記録しているものがあります。 最も単純な解決方法は、補助グループがどれも適切なら、そのグループを再設定 することです(たとえば、setgroups(2)を使って)。 setuid や setgid したプログラムは、特別な理由がない限り、普通は実効 gid と uid に実 id を設定してください。特に fork(2)した後には必ず。 root から他の特権に落とす場合は、まず gid を変更しなければいけないことを 忘れないでください。そうしないと動かなくなります。一度 root の特権を落として しまうと、それ以上変更のしようがなくなります。 あるシステムでは、プロセスが特権を持った補助グループに属していると、 グループの変更だけでは十分ではないケースがあるのも忘れないでください。

既知のバグで気をつけなければいけないものに、POSIX ケイパビリティを利用して、 権限の最小化を妨げるものがあります。 このバグは、Linux カーネルの 2.2.0 から 2.2.15 に影響があり、POSIX ケイパビリティを持っている他の Unix ライクなシステムの多くにもおそらく影響が あると思います。 http://www.securityfocus.com にある Bugtraq の id 1322 にさらに詳しい情報 があります。 要約を挙げておきます。

> POSIX 「ケイパビリティ」は最近になって Linux カーネルに実装されました。 これらの「ケイパビリティ」は特権を制御する方法として加わったものの 1 つで、 特権を持つプロセスの実行に対して、きめ細かな制御をかけることができます。 ケイパビリティは 3 つ(かなり大きな)ビットフィールドとして実装して あり、ビットフィールドのそれぞれのビットが、特権を持つプロセスが実行できる 機能を表わしています。特定のビットを設定することで、特権を持ったプロセスの 動作を制御できます。必要となるプログラムの特定の一部に限定して、さまざまな 機能を利用するアクセスを許可できます。 これはセキュリティの指標となります。問題は、ケイパビリティは fork()を実行 するとコピーされる点にあります。つまり親プロセスがケイパビリティをいじると、 子が継承してしまいます。これに付け入るには、3 つのビットフィールドそれぞれで、 ケイパビリティすべてにゼロ(すべてのビットをオフにすることを意味します)を設定 する方法があります。そうしておいてから、コードを実行する前に特権を落とそうと する setuid したプログラムを root で実行します。これは危険です。sendmail が していることがまさにこれです。sendmail は setuid(getuid())を使って特権を 落とそうとしますが、そうするのに必要なケイパビリティのビットフィールドの設定 とその返り値のチェックをしなければ、その試みは失敗に終わります。そのまま スーパーユーザの特権を持ったまま実行し続け、あるユーザの .forward ファイルを root として動かすことが可能になり、非常に危ない状況に陥ります。

sendmail が使っている解決方法の一つに setuid(getuid())した後には setuid(0) を試みる、というものもあります。通常これは失敗するはずです。 成功したとしても、プログラムは停止してしまうでしょう。 さらに詳しい情報は、http://sendmail.net/?feed=000607linuxbug を見てください。 他のプログラムであれば、短期的には良いアイディアだと思いますが、長期的に みれば、信頼あるシステムへのアップグレードが好ましいのに違いありません。

#### 特権が有効な時間を最小限にする

setuid(2)や seteuid(2)、setgroups(2)やそれと関連した機能を使用する場合は、 プログラムがその特権を必要とする時だけに有効としているかを確認してください。 そして利用していない時には、一時的に特権を無効にしてください。 上記でも書いたように、ユーザの入力を解析している間に、これらの特権が無効に なっているかを確かめてもかまいません。もっと平たく言えば、本当に必要な時に だけ特権を有効にしてください。

バッファオーバーフロー攻撃には、攻撃が成功するとプログラムに任意のコードを 実行させてしまうものがあります。そしてそのコードは、一時的に落としていた 特権を再び有効にできてしまいます。 つまり一時的に特権を無効にしたとしても、対応できない攻撃がたくさん あるということです。常に安全なのは、速やかに特権を完全に落として しまう方法です。 対処できない攻撃が多いという理由で、「seteuid()は有害と見なす」とまで言う 人もいます。 そうであっても、一時的にパーミッションを無効化することで、すべての種類の攻撃 を阻みます。 このテクニックは攻撃を防ぐケースが多いので、プログラムの該当する部分でずっと 特権を落とせないならば、やってみる価値はあります。

#### 特権を認めるモジュールを最小限にする

わずかなモジュールにだけ特権を認めているなら、そのモジュールが安全かどうか を判断するのはそれほど難しくありません。 1 つの方法として、特権を使うモジュールをただ 1 つにしてしまう方法があります。 そうして特権を落としておけば、他のモジュールが後から呼び出されても特権を 間違って使うようなことはありません。 もう 1 つの解決方法は、独立した実行形式で独立したコマンドにしてしまう方法 です。 もう一つの解決方法は、独立した実行形式のコマンドにしてしまう方法です。 コマンド 1 つが複雑なツールになっていて、特権ユーザ(たとえば root)がそれを 使っておびただしい作業をしているかもしれませんし、一方他のツールは setuid して あるものの、小さく単純なツールで、ほんのわずかな一部のコマンドだけを許している かもしれません。 小さく単純なツールは、入力をさまざまな受け入れ基準に合致しているかチェックし、 その入力を受け入れるのかどうかを判断します。その後、入力を正しいと判断すると、 複雑なツールにデータを渡します。 小さく単純なツールは、徹底的に入力をチェックし、複雑なツールに渡すデータを 制限しなければいけません。さもないとそれが脆弱さになってしまいます。 これらの解決方法は、いくつかの方法を積み重ねて実行できます。たとえば、複雑な ユーザのツールが、たった 1 つの setuid した「ラッパー」プログラム(入力が安全 な値かどうかをチェックする)を呼び出し、そのラッパーが他の複雑な信頼できる ツールに情報を渡せます。 この方法は、GUI ベースのシステムにとって特に有効です。GUI の一部を一般ユーザ で動かし、セキュリティ関連の要求があった場合に特権を持ったプログラムへ実際の 実行をまかせます。

アプリケーションには、問題をより小さく分割して、相互に信頼関係を持たない プログラムとして開発するのが一番良い場合があります。 単純な方法として、問題を独立したプログラムに分散し、ファイルシステムの機能を 使ったり、プログラム間で問題が起こらないよう、外に見えないようにしたりして、 (安全に)1 つのことしか行わないようにする方法があります。 もっと複雑な相互関係が必要とされているなら、複数のプロセスに fork()するという 手もあります。分かれたプロセスがそれぞれに特権を持ちます。 情報の通信経路はいろいろと設定可能です。まず「マスター」となるプロセスが通信 経路(名前なしパイプや名前なしソケット)を作ってしまう方法があります。作った 後に別々のプロセスへ fork したなら、それぞれのプロセスでできるだけ特権を 落とします。 こうすると、デッドロックに注意する必要があります。 単純なプロトコルを使って、信頼性が低いプロセスが信頼性が高いプロセスに対して 要求を行えるようにします。そして、より信頼性の高いプロセスだけが、限定した 要求をサポートするようにします。 ユーザやグループのパーミッションを設定して、他の誰かがサブプログラムを起動 さえできないようにして、入り込むのを困難にします。

オペレーティングシステムには、信頼性を複数の層にするコンセプトを持って いるものがあります。たとえば、Multics のリング構造がこれに当たります。 標準的な Unix や Linux には単独のプロセス中で機能毎に複数のレベルで信頼性 を持つ手段を持ち合わせていません。下記のような感じになっています。 カーネルに呼び出しをかけるには特権を上げますが、そのプロセスはたった 1 つの 信頼性のレベルしか持っていません。 これが Java 2 や C#(Java のやり方のまね)、Fluke(セキュリティ強化版 Linux の基盤)の長所になっています。 たとえば、Java 2 はある特定のファイルだけをオープンするパーミッションと いうような、きめの細かいパーミッションを指定できます。 しかし、汎用的なオペレーティングシステムでは、現状一般的にそういった機能を 備えていません。これは近い将来にかわるかもしれません。 Java についての詳しい話は を見てください。

#### fsuid を使って、特権を制限することを検討する

Linux のプロセスはそれぞれ固有の状態値を 2 つ持っています。ファイルシステムの ユーザ id(fsuid)とフィルシステムのグループ id(fsgid)がそれです。 これらの値はファイルシステムのパーミッションに対してチェックをかける場合 に使用します。 不特定ユーザ用ファイルサーバ(たとえば NFS サーバ)を操作するようなプログラム を作成するなら、この Linux の拡張機能の利用を検討してみてください。 これらを使うと root の特権を維持しながら、一般ユーザの代理でファイルアクセス する前に fsuid と fsgid を変更します。 この拡張はかなり便利で、ファイルシステムのアクセス権を(おそらく必要な)他の 権限を削除ぜずに制限をかける仕組みを提供します。 fsuid(euid は設定せずに)を設定するだけで、ローカルユーザはそのプロセスに シグナルを送れなくなります。 また、この状況下では競合状態を避けやすくなります。 しかし欠点として、これらの呼び出しが他の Unix ライクなシステムに対して移植性が ないという点が挙げられます。

#### 利用できるファイルを最小限にするため chroot の利用を検討する

chroot(2) を使えばプログラムから見えるファイルを制限できます。 この機能を活かすには、ディレクトリ(「chroot jail(chroot の牢獄)」と呼ばれて います)の設定を注意深く行い、設定した通りにそのディレクトリに入り込むように する必要があります。 これはプログラムのセキュリティを向上するのに、かなり効果的な方法と言えます。 見えないファイルに干渉するのは困難だからです。 しかし、すべてをこの前提に頼ってはいけません。注意しなければいけないのは、 プログラムには root の特権を持たしてはいけないこと、root の特権をどんな方法 を使っても取得できないこと、そして chroot jail を確実に設定することです。 使って意味がある場所にchroot(2)することを推奨します。しかし、これだけに頼って はいけません。そのかわりに、複数の層からなる防御手段の一部として位置づけて ください。 chroot(2)の利用方法について、いくつか覚え書きを書いておきます。

- プログラムはマシン全体に渡って共有するオブジェクトとして、ファイルシステム ではないもの(System V の IPC や ネットワーク越しのソケット)を依然として 利用しています。 一番良いのは、独立した仮のユーザやグループという機能を合わせて利用する方法 です。Unix ライクなシステムすべては、ユーザを分離する機能を持っているから です。こうすれば、少なくともあるプログラムがやられてしまっても、他のプログラム に対してダメージが少なくなります。 覚えておいてもらいたいのは、最近の Unix ライクなシステムの大部分(Linux を 含む)では、ある意図があって協調して動作しているプログラムは分離できません。 悪意あるプログラムが一緒に動作するのが心配なら、何らかの強制的なアクセス制御 もしくはチャネル切り替えの制限を実装しているシステムを手に入れてください。

- 外部のファイルに対するファイルシステムのディスクリプタを、後になって利用した くないなら、必ずクローズしてください。 特に、chroot jail の外にあるディレクトリのディスクリプタは何も持たないよう にするか、そのようなディスクリプタが存在できないような状態にしてください (たとえば、Unix ソケットもしくは古い形式の /proc を経由して)。 chroot jail の外にあるディレクトリに対するディスクリプタがプログラムに渡って くるなら、プログラムを chroot jail の外に待避するのがよいでしょう。

- chroot jail は安全のために設定しなければいけません。 一般ユーザのホームディレクトリ(もしくはそのサブディレクトリに)を chroot jail と同じように利用してはいけません。 別の場所を使用するか、「ホーム」ディレクトリをこの目的のために特別に分けて おいてください。 ここには必要最低限のファイルを置いてください。 普通は /bin や /etc/、/lib とおそらく他に 1、2 ディレクトリぐらいでしょう (たとえば、ftp サーバなら /pub)。 /bin には chroot() した後に動かす必要があるものだけを置いてください(そこに シェルを置くのはできるだけ避けてください。そうしても役に立たない時もあります が)。 /etc/passwd や /etc/group が必要になるかもしれません。そうしておけば、 ファイルを一覧すると正しい名前が表示されます。しかしそうするなら、システム上 の本当の値を入れないようにし、パスワードすべてを必ず「*」に置き換えてください。

  /lib には必要なものだけ置いてください。ldd(1) を使って /bin にあるプログラム が何を必要としているのかを見つけ出してください。そして必要なものだけを 入れてください。 Linux では、ld-linux.so.2 のような基本的ライブラリいくつかと、あといくつかの ライブラリがおそらく必要になるでしょう。 その一方、欠くことのできないプログラムは静的にリンクして再コンパイルして ください。そうすれば、動的にロードするライブラリがまったく必要なくなります。

  普通はすべてのファイルをすっかりコピーする方が、ハードリンクをはるよりも賢明 な方法です。ディスク領域を食ってしまいますが、chroot jail ファイルに対する 攻撃が、自動的に正規のシステムファイルに伝搬しません。 /proc ファイルシステムをサポートしているシステムで /proc をマウントするのは 賢明ではありません。実際とても古いバージョンの Linux(バージョン 2.0.x で 少なくとも 2.0.38)では、これは既知のセキュリティ上の欠陥になっており、/proc にある擬似ディレクトリを利用して chrootしているプログラムが chroot を抜け出せ ます。 Linux カーネル 2.2 ではこの既知の問題は解決していますが、他にも何かあるかも しれませんので、できるだけそうしないでください。

- プログラムが root の特権を獲得できてしまうと、chroot は効果がなくなって しまいます。 たとえば、プログラムが mknod(2)のような関数を呼び出すと、物理メモリが見られる デバイス・ファイルを作成できてしまいます。こうなってしまうと、カーネルメモリを いじってプログラムに望みの特権を与えられます。 root の特権を持ったプログラムが、chroot を抜け出してしまう他の例を http://www.suid.edu/source/breakchroot.c で例示しています。 ここの例を挙げてみます。プログラムがあるファイルディスクリプタをカレント ディレクトリ用にオープンします。サブディレクトリを作り、そこに chroot します。 カレントディレクトリに先程オープンしたカレントディレクトリを設定します。再び カレントディレクトリから上位ディレクトリに cd します(こうすると、現状の chroot の外に出て、実際のファイルシステムの root に移動してしまいます)。そして移動 した先で chroot します。 ここを読むまでに、これらの脆弱性は塞がれているかもしれません。しかし root の 特権は、もともと「特権すべて」を意味しているのは事実で、それを奪い去るのも 困難が伴います。 プログラムが root の特権を継続して必要な場合、chroot()を使用すると少しは 役に立つ、という程度に考えていた方が良いでしょう。 もちろん、プログラムを複数の部分に分けて、少なくともその一部を chroot jail に入れられます。

#### アクセスできるデータを最小限にすることを検討する

ユーザがアクセスできるデータ量を最小限にすることを検討してください。 たとえば、CGI スクリプトなら、ユーザが直接データを見なければならない理由がない 限り、CGI スクリプトが利用するデータはすべてドキュメントツリーの外に置いて ください。 リンクを公開していなければ、誰もデータにアクセスできない、と誤解している人も います。しかしこれは絶対に間違っています。

#### 利用できるリソースを最小限にすることを検討する

プロセスが利用できるコンピュータのリソースを最低限にするように配慮して ください。そうすれば、あるプロセスが「めちゃくちゃ」になってもダメージの範囲 が狭くなります。 これは、サービス拒否攻撃を防ぐのに必須の方法です。 ネットワーク系のサーバでは、それぞれのセッションに対して独立したプロセスを 設定するのが一般的なやり方です。それぞれのプロセスはセッションが使える CPU 利用時間等の総量に制限をかけます。 こうすれば、攻撃者がメモリを食い潰すような要求をだしたり、CPU を 100% 使い 切ったりしようとしても、制限が働いて単独のセッションが他のタスクに支障を来す のを防ぎます。 もちろん、攻撃者はたくさんのセッションを張れますが、これは少なくとも攻撃に とって障害となります。 どのように制限をかけるかについては に詳しい情報が あります(たとえば、ulimit(1))。

### 1 つの構成要素の機能を最小限にする

関連した手だてとして、構成要素が提供する機能の数を最小限にしてください。 構成要素がいくつかの機能を提供しているなら、より小さな機能に分解して実装する ことを検討してください。 そうすれば、ある機能を必要としないユーザは、必要としない機能だけを無効にでき ます。 欠陥が見つかった時に、これは特に重要です。この方法を採用すれば、ユーザはたった 1 つの構成要素を無効にするだけで、他は使い続けられるからです。

### setuid や setgid したスクリプトを使わない

Unix ライクなシステムの多く、特に Linux では、スクリプトに設定してある setuid や setgid ビットを無視して、競合状態を避けています。これは先に述べた通りです。 setuid したスクリプトに対する Unix ライクなシステムのサポート具合はまちまち なので、新しいアプリケーションでは可能な限り避けるのがベストです。 例外として Perl は、特別な設定をほどこすことで、setuid した Perl スクリプト が実行できるようになります。つまり本当にこの種の機能が必要なら、 Perl を使えば setuid や setgid を使えるようになります。 この種の機能を自作のインタプリタでサポートする必要があるなら、Perl がどうして いるのかを調べてみてください。 一方、簡単な方法として、setuid もしくは setgid した小さな実行形式でスクリプト を「ラップ」し、安全な環境(環境変数をクリアにした上で設定する)を構築して から、スクリプトを呼び出す方法もあります(スクリプトのフルパスを使って)。 攻撃者がスクリプトを絶対変更できないようにしてください。 シェルスクリプト言語にはもっと問題があるので、setuid や setgid をかける べきではありません。この点の詳しい情報は、 を見て ください。

### 設定を安全にし、安全なデフォルトを使用する

現状セキュリティ上で一番問題となるのは、設定にあるとされています。 したがって次の 2 点には労力をかけてください。(1)初期インストールを安全にする こと。(2)安全を維持しつつ、システムを簡単に再設定できること。

インストール作業中に、作業用「デフォルト」パスワードを決して設定しないで ください。 新しい「ユーザ」を設定する必要があるなら、行っても結構です。絶対にわから ないパスワードを設定して、管理者がパスワードを設定する時間を残しておいて ください(パスワードを設定する以前もシステムを安全にしておきます)。 管理者はおそらく多数のパッケージをインストールするので、パスワードを設定したか どうかを十中八九忘れてしまいます。デフォルトのパスワードで作成しても、おそらく 管理者は設定したことさえ知らないかもしれません。

管理者が設定する機会がくるまで、プログラムに対しては、アクセス制限を最大限に かけるポリシを維持してください。 設定当初に「サンプルにある」作業用ユーザを作ったり、「すべてにアクセスを許す」 設定をしたりしないでください。 現にユーザは「すべてをインストール」(利用できるサービスをすべてインストール) する場合が多く、そのままサービスの大半を設定しないままにしておきます。 既存の認証システム次第で、もっと緩やかなポリシが適当であるとプログラムが 決めてしまう場合もあります。たとえば ftp サーバでは、ユーザのディレクトリに ログインできるユーザには、ユーザのファイルにアクセスを許すよう正式に認めて います。 しかしそのような前提条件には注意を払ってください。

インストレーション・スクリプトは、できる限り安全にプログラムをインストール してください。 デフォルトでは、root もしくは他のシステム関連のユーザがオーナーになって すべてのファイルをインストールし、その他のユーザが書き込めないようにして います。 これで root 以外のユーザがウイルスをインストールするのを防ぎます。 実際、信頼できるユーザ以外には、読み込みもできないようにするのが最善です。 root 以外のユーザが root と同じ様にインストールができる場所を用意して ください。そうすれば、root の特権のないユーザやインストーラを信頼しきって いない管理者でも、そのプログラムを利用できます。

インストールする時には、セキュリティに必須の前提がなんであっても、それが 正しいかどうか必ずチェックしてください。 ライブラリのルーチンには、あるプラットフォームで安全ではないものがあります。 この点については、 の議論を見てください。 複数のプラットフォームでアプリケーションが動作するのがわかっているなら、 プラットフォーム特有の属性をチェックする必要はありません。しかし、複数の プラットフォームのどれか 1 つにだけプログラムをインストールするなら、必ず チェックする必要があります。 さもなければ、プログラムをインストールするのにマニュアルで無効にする必要が あるはずです。なぜなら、インストールした結果が安全かどうかがわからないから です。

設定はインストール後の設定も含めて、できるだけ簡単明瞭にできるようにして ください。 できるだけ「安全な」方法を使うようにしてください。さもないと、ユーザの 多くは、リスクを理解せずに安全でない手段を選んでしまうでしょう。 Linux では linuxconf のような便利なツールがあり、ユーザが既存の構成を利用して 簡単にシステムを設定できます。

設定用言語があるなら、ユーザが特別に許可しない限りデフォルトではアクセスを 拒否してください。 サンプルの設定ファイルには、解りやすいコメントをたくさん入れてください。 それがあれば、管理者は設定が何であるのか理解します。

### 初期値を安全にロードする

プログラムの多くは、初期化ファイルを読んでデフォルトの設定ができます。 攻撃者が使用する初期化ファイルの変更、作成、修正を絶対できないようにして ください。 カレントディレクトリを初期化ファイルの情報源にするべきでは ありません。エディタやブラウザとしてプログラムを利用した なら、別の誰かがコントロールしているディレクトリをユーザが見てしまうかも しれないからです。 そうではなく、プログラムが普通のユーザアプリケーションなら、ユーザのデフォルト の設定は、そのユーザのホームディレクトリに、隠しファイルやディレクトリとして 置いてください。 そのプログラムが setuid や setgid してあるなら、ユーザがコントロールしている ファイルを信頼できない(悪意を持っているかもしれない)入力として慎重にフィルタを かけない限り、そのファイルを読んではいけません。 信頼できる設定値は、まったくどこか違ったところから(普通は /etc 下のファイル から)ロードしてください。

### フェイル・セーフ

安全が必要なプログラムは、いつも「フェイル・セーフ」にしてください。つまり、 プログラムが正しく動作しなくなっても、一番安全な結果に落ち着くように設計して ください。 セキュリティに敏感なプログラムは、何らかの間違った動作を検知したなら (異常な入力や「起こり得ない」状態になる等)、プログラムはすぐにサービスを拒否 し、要求を処理するのを止めてください。 「ユーザが意図することを探り出そう」等は、しないでください。ただサービス を拒否してください。 こうすると、時として信頼性や使い勝手が悪くなるかもしれません(ユーザの立場 からすると)。しかし安全性は高まります。 わずかですがこうしたくない場合もあります(たとえば、サービス拒否が守秘義務 や保全性を失うよりも悪いケース)。しかしそれは非常にまれです。

私は「いっしょくたに機能しなくなる」ではなく、「その要求の処理を止める」こと を推奨している点に注意してください。 特に、大部分のサーバは、悪意ある入力があっても完全に停止すべきではありません。 完全に停止してしまうと、ちょっとしたことでサービス拒否攻撃が可能になるから です(攻撃者は不要なビットを送るだけで、サービスを使えなくしてしまいます)。 サーバ全体を落とす必要がでてくる場合もあります。特に「そうはならない」状態 は、問題が発生する兆候なので、とりあえず継続し続けるのは賢い方法とは言えません。

不成功を検知した場合は、返って来るエラーメッセージを何にするかを慎重に検討 してください。 何も返してこないと問題を診断するのが困難になりますし、逆に、過剰な情報は攻撃者 を結果的に助けることになるかもしれません。 一般に適切なのは、「access denied」や「miscellaneous error encountered」 を返して、より詳細な情報を監査ログ(その情報を見る人をコントロールできる場所 にある)に書く方法です。

### 競合状態を避ける

「競合状態」は次のように定義されています。 「イベント同士が動作する相対的なタイミングが、思いもよらない依存関係に 陥ってしまった危険な動作状態」 [FOLDOC]。 競合状態は通常、1 つ以上のプロセスが共有リソース(ファイルや変数等)にアクセス する時に伴う現象で、複数のアクセスを適切に制御できなくなります。

通常プロセスはアトミックには動作しません。別のプロセスは基本的に 2 つの命令間 に割り込みます。 安全が必要となるプログラムのプロセスが、この割り込みに備えていなければ、別の プロセスが妨害できる可能性がありますん。 安全が必要なプログラムが動いている間に、別プロセスのコードがいくつ動いて、 それがどんな操作の組み合わせであっても、プログラムは正確に動かなければいけ ません。

競合状態の問題は、2 つのカテゴリに分類できます。

- 信頼できないプロセスによる妨害。 セキュリティの分類ではこの問題を「シーケンス」もしくは「非アトミック」状態と 呼んでいます。 これらの状態は、他の異なるプログラムのプロセスが動くことで発生します。 安全なプログラムの命令ステップ間に、他の動作が「忍び込み」ます。 攻撃者がこの問題を引き起こすことを狙って、他のプログラムを実行したのかも しれません。 このドキュメントではこれらをシーケンス問題と呼びます。

- 信頼されたプロセスによる妨害(安全なプログラムの観点から)。 セキュリティ上の分類では、デッドロックやライブロック、ロック失敗状態と 呼びます。 この状態は「同じような」プログラムのプロセスが動くことで発生します。 それぞれのプロセスは「同じような」特権を持っているので、正しく制御して いないとお互いに干渉し合って他のプログラムが実行できなくなってしまうかも しれません。 この種の干渉が時として攻撃に利用されます。 このドキュメントではこれらをロック問題と呼びます。

#### シーケンス(非アトミック)問題

一般的に、任意のコードが 2 つの操作間で実行されると操作の組み合わせによって 機能しなくなるものすべてを、注意深くチェックしなければいけません。

共有している変数をロードしたりセーブする場合、普通は独立した操作で実行し、 アトミックな操作にはなっていません。 どういうことかと言うと、「増分する変数」の操作は、通常ロードして、増分して、 保存するという操作に置き換えます。したがって、変数のメモリを他のプロセス と共有していれば、増分の操作に干渉してしまうかもしれません。

安全が必要なプログラムは、要求を許可すべきなのかを判断し、許可できれば 実行します。 そのプログラムが判断にもとづいて動作する前に、信頼できないユーザがその判断 結果を使って、何かを変更する手段があってはいけません。 この種の競合状態は「チェック時が使用時(time of check - time of use (TOCTOU))」競合状態と呼ばれる時もあります。

##### ファイルシステムのアトミックな実行

アトミックな動作の実行が機能しなくなる問題は、ファイルシステムでも度々発生 します。 ファイルシステムというものは、たくさんのプログラムが共有しているリソースです。 プログラムには、他のプログラムがリソースを使うと干渉を受けてしまうものが あります。 安全が必要なプログラムでは、リクエストが許可されるかどうかの判断に際して open(2) に先立って access(2) を実行するのは止めてください。理由は、ユーザが この呼び出しの間にファイルを移動して、そのかわりに自分で選んだファイルに シンボリックリンクを張ってしまう恐れがあるからです。 安全が必要なプログラムは、実効 id や ファイルシステム id を設定せずに、直接 open を呼び出した方が賢明です。 access(2)の安全な使用も可能ですが、それはユーザがそのファイルやファイル システムのルートからのパスにそったディレクトリに影響を与えられない場合に限り ます。

ファイルを作成する時には、O_CREAT | O_EXCL モードを使ってオープンし、 パーミッションをきつく制限した(現在のユーザに限定した)ものだけを許可 しなければいけません。 また、open が失敗した場合にも備える必要があります。 ファイルを open できる必要があるなら(たとえば、サービス拒否攻撃を防ぐため)、 (1)「ランダム」なファイル名、(2)上記のように開く、(3)open が成功したら繰り返さ ない、ということを毎時行なわなければなりません。

普通のプログラムがファイルをきちんと作成しないと、セキュリティ上の弱点に なる可能性があります。 たとえば、「joe」というテキストエディタは、「DEADJOE」という、シンボリック リンクに関する脆弱性を抱えています。 joe をイレギュラーに終了した場合(システムクラッシュや xterm を閉じる、 ネットワーク接続が切れる等)、joe が開いていたバッファを「DEADJOE」と いうファイルに無条件で追加します。 root が通常 joe を使うディレクトリの中で DEADJOE のシンボリックリンクを作成 するとやられてしまうかもしれません。 こうなると、joe はゴミデータをもしかすると機密事項を含んでいるファイルに追加 するようになって、結果としてサービス拒否になったり、悪意のないアクセスが発生 したりします。

他の例として、ファイルのメタ情報をいろいろ操作する作業を行う場合(オーナーの 変更、ファイルの状態確認、パーミッションビットの変更等)、まずファイルを 開いて、開いたファイルに対して操作してください。 つまりこれは、chown()や chgrp()、chmod()のようなファイル名を受けとる関数では なく、fchown()や fstat()、fchmod()システムコールを使うことを意味しています。 こうすることで、プログラムが動作している間にファイルの置き換わりを防げます (おそらく競合状態も)。 たとえば、あるファイルを閉じてから、chmod()を使ってパーミッションを変更する と、攻撃者はその 2 ステップ間にそのファイルを移動もしくは削除し、別のファイル に対してシンボリックリンクを張ってしまえるかもしれません(たとえば、 /etc/passwd に対して)。 他の興味深いファイルの 1 つとして /dev/zero があります。このファイルは 無限大のデータストリームを入力としてプログラムに渡せます。攻撃者が 途中でファイルを「切り替え」たなら、危険な結末になるやもしれません。

しかし、さらに面倒なことがあります。ファイルを作成する時は、できるだけ 最低の権限を与えた上で、望むならもっと権限を広げるように変更しなければいけ ない点です。 一般的には、umask か open 時のパラメタを使って、ユーザやそのユーザのグループ が最初にアクセスした時に制限をかける必要があります。 たとえば、あるファイルを作成し、最初は誰でも読める状態から「誰でも読める」 ビットを落とそうとすると、攻撃者はパーミッションビットが OK である間に ファイルを開こうとします。 たいていの Unix ライクなシステムでは、パーミッションは open 時にチェック されるだけなので、意図したものより高い特権を攻撃者が持つ結果になるかも しれません。

一般的に Unix ライクなシステムにおいて、複数のユーザがあるディレクトリに 書き込みができるなら、そのディレクトリに「sticky」ビットを設定した方が 良いでしょう。sticky なディレクトリを実現した方が具合が良くなります。 しかし、この問題を完全に避けるなら、信頼できる特別なプロセスだけがアクセス できるディレクトリを作る(慎重に実装する)方が、より優れています。 これまでの Unix で一時的に使用するディレクトリ(/tmp や /var/tmp)は、普通 「sticky」ディレクトリとして実現されていますが、それでもセキュリティ上の あらゆる問題が表面化しています。次からその点を見ていきましょう。

##### テンポラリ・ファイル

テンポラリ・ファイルを作成する時に、アトミックな操作を正しく実行する上での 問題が顕著に現れます。 これまで Unix ライクなシステムでは、テンポラリ・ファイルは /tmp もしくは /var/tmp ディレクトリに作ってきており、ユーザすべてが共有していました。 安全が必要なプログラムが動作している間、他のファイル(たとえば、/etc/passwd) に対するシンボリックリンクをテンポラリ・ディレクトリに作成する罠を攻撃者は 仕掛けてきました。 攻撃者の狙いは、安全が必要なプログラムが、ある特定のファイル名が存在しないと 判断する状況を作り上げてから、攻撃者が別のファイルへのシンボリックリンクを 張って、安全が必要なプログラムにある操作を実行させる状態です(実際は意図して いないファイルを開いてしまっている)。 この方法でよく重要なファイルが壊されたり、修正されたりします。 普通のファイルを作成するようなこの手の攻撃のバリエーションはたくさんあります。 この攻撃は、安全なプログラムで使用するテンポラリ・ファイルが存在するのと同じ ディレクトリに、攻撃者がファイルシステム・オブジェクトを作成できる (さもなければアクセスできる)という仮定にもとづいています。

共有ディレクトリにファイルを作成する上で共通の問題点は、使用を予定している ファイル名が、作成時に既に存在していないことを保証しなければいけない点です。 ファイルを作成する「前」にチェックするのは効き目がありません。理由は、 チェック後かつファイルの作成前に、別のプロセスがそのファイル名でファイルを 作成できてしまうからです。 「予測不可能」もしくは「ユニーク」なファイル名を使うのも、およそ効果があり ません。 それは、名前の推測が成功するまで、別プロセスが何度でも推測できるからです。

基本的に、共有している(sticky をかけてある)ディレクトリでテンポラリ・ ファイルを作成するには、次のことを繰り返し行う必要があります。(1)「ランダム」 なファイル名を作成すること、(2)O_CREAT | O_EXCL を使って open し、 パーミッションできつい制限をかけること、(3)open が成功したなら、繰り返さない こと、です。

1997 年版の「Single Unix Specification」によると、任意にテンポラリ・ファイル を作成するのに望ましい方法は、tmpfile(3)を使う、となっています。 tmpfile(3)関数はテンポラリ・ファイルを作成し、それに対応したストリームを open し、そのストリームのディスクリプタを返します(失敗すると NULL を返します)。 あいにく、ファイルが安全に作成される保証は仕様上一切ありません。 このドキュメントの旧版で、実装すべてが安全かどうか確信できないので心配だ、 と述べました。 その後、古い System V システムで tmpfile(3)の実装が安全ではないことがわかって います(tmpnam(3) と tempnam(3)も同様に安全でない)。 もちろん tmpfile(3)を実装しているライブラリは、そのようなファイルを安全に 作成すべきですが、ユーザはシステムのライブラリにセキュリティ上の欠陥がある ことを、必ずしも気付くわけではありません。場合によってはその件について、 何も打つ手がない時もあります。

Kris Kennaway 氏は、テンポラリ・ファイルの作成に当たって、一般に mkstemp(3) の使用を推奨しています。 テンポラリ・ファイルを作るなら、自分自身で関数を作り上げて利用するよりも、 よく知らたライブラリを使った方が良い、というのが理屈です。そしてこの関数は よく知られた使い方を採用しています。 これはかなりもっともな見解です。 mkstemp(3)を使うなら、私はこれに加えて必ず umask(2)を使って、テンポラリ・ ファイルのパーミッションが所有者だけになるように制限をかけます。 これは mkstemp(3)の実装(基本的には古い物)には、テンポラリ・ファイルを すべてのユーザに対して、読み書き可能にしているものがあるからです。この状態 になると攻撃者は、このディレクトリにプライベートなデータを読み書き可能に なります。 多少厄介なのは、mkstemp(3)が直接には TMP や TMPDIR といった環境変数をサポート していない点です(下記で論じます)。そこで環境変数をサポートしたいとなると、 自分でサポートできるようにコードを追加しなければいけません。 ここで、環境変数をサポートした C で書いた mkstemp(3)の使い方を示したプログラム を掲載します。これで、TMP もしくは TMPDIR のサポートを追加することで、直接 両者の操作が可能になります。

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/stat.h>

    void failure(msg) {
     fprintf(stderr, "%s\n", msg);
     exit(1);
    }

    /*
     * Given a "pattern" for a temporary filename
     * (starting with the directory location and ending in XXXXXX),
     * create the file and return it.
     * This routines unlinks the file, so normally it won't appear in
     * a directory listing.
     * The pattern will be changed to show the final filename.
     */

    FILE *create_tempfile(char *temp_filename_pattern)
    {
     int temp_fd;
     mode_t old_mode;
     FILE *temp_file;

     old_mode = umask(077);  /* Create file with restrictive permissions */
     temp_fd = mkstemp(temp_filename_pattern);
     (void) umask(old_mode);
     if (temp_fd == -1) {
       failure("Couldn't open temporary file");
     }
     if (!(temp_file = fdopen(temp_fd, "w+b"))) {
       failure("Couldn't create temporary file's file descriptor");
     }
     if (unlink(temp_filename_pattern) == -1) {
       failure("Couldn't unlink temporary file");
     }
     return temp_file;
    }

    /*
     * Given a "tag" (a relative filename ending in XXXXXX),
     * create a temporary file using the tag.  The file will be created
     * in the directory specified in the environment variables
     * TMPDIR or TMP, if defined and we aren't setuid/setgid, otherwise
     * it will be created in /tmp.  Note that root (and su'd to root)
     * _will_ use TMPDIR or TMP, if defined.
     *
     */
    FILE *smart_create_tempfile(char *tag)
    {
     char *tmpdir = NULL;
     char *pattern;
     FILE *result;

     if ((getuid()==geteuid()) && (getgid()==getegid())) {
       if (! ((tmpdir=getenv("TMPDIR")))) {
         tmpdir=getenv("TMP");
       }
     }
     if (!tmpdir) {tmpdir = "/tmp";}

     pattern = malloc(strlen(tmpdir)+strlen(tag)+2);
     if (!pattern) {
       failure("Could not malloc tempfile pattern");
     }
     strcpy(pattern, tmpdir);
     strcat(pattern, "/");
     strcat(pattern, tag);
     result = create_tempfile(pattern);
     free(pattern);
     return result;
    }

    main() {
     int c;
     FILE *demo_temp_file1;
     FILE *demo_temp_file2;
     char demo_temp_filename1[] = "/tmp/demoXXXXXX";
     char demo_temp_filename2[] = "second-demoXXXXXX";

     demo_temp_file1 = create_tempfile(demo_temp_filename1);
     demo_temp_file2 = smart_create_tempfile(demo_temp_filename2);
     fprintf(demo_temp_file2, "This is a test.\n");
     printf("Printing temporary file contents:\n");
     rewind(demo_temp_file2);
     while (  (c=fgetc(demo_temp_file2)) != EOF) {
       putchar(c);
     }
     putchar('\n');
     printf("Exiting; you'll notice that there are no temporary files on exit.\n");
    }

Kennaway 氏は、mkstemp(3)を使えないなら、mkdtemp(3)を使ってディレクトリを つくるように推奨しています。こうすれば、外部から守れます。 最終的に、安全でない mktemp(3)を使わなければならないなら、予測できない文字を たくさん使うようにも提案しています。 10 文字がお勧めです(libc が許せば)。 こうすれば、ファイル名は簡単には推測できなくなります(6 文字だと、5 文字は PID で取られてしまうので、ランダムに残されたのは 1 文字だけになってしまいます。 これでは攻撃者に簡単に競合状態をしかけられてしまいます)。 これに加えて tmpnam(3)の利用も避けるように提案します。スレッドが動いていて tmpnam(3)を使用をすると、どうなるのかわかりません。また TMP_MAX を越えて使用 すると(実用上、1 つのループ内で使用しなければいけません)正しい動作が保証 できません。

概して mktemp(3) や tmpnam(3)のような、安全でない関数の使用は避けるべきです。 使用するなら、セキュリティを脅かす点に特別な処置を講じたり、安全なライブラリ の実装のテストをインストールの一環として行ってください。 問題がいろいろあってもなお、/tmp や誰でも書ける(もしくはグループを信頼して いないなら、グループで書ける)ディレクトリにファイルを作って、mk*temp()を使い たくないなら(たとえば、名前が事前にわかっているファイルを意図して)、 常に O_CREAT と O_EXCL フラグを付けて open()を呼び出し、 返り値をチェックしてください。 open()が失敗したなら、その時は適切に後処理してください(たとえば、exit する)。

GNOME のプログラミング・ガイドラインでは、ファイルシステム・オブジェクトを 共有の(テンポラリの)ディレクトリに作成する場合、下記の C コードを推奨 しています。これは最小限のセキュリティでファイルを作成するのが目的です。

     char *filename;
     int fd;

     do {
       filename = tempnam (NULL, "foo");
       fd = open (filename, O_CREAT | O_EXCL | O_TRUNC | O_RDWR, 0600);
       free (filename);
     } while (fd == -1);

ここで注目なのは、安全でない関数の tempnam(3)が使われていても、ループ内部 で O_CREAT と O_EXCL を使って、セキュリティ上の弱点をカバーしている点です。 注目して欲しいのは、ファイル名を free()する必要があるところです。 処理が終わったら、close()や unlink()すべきです。 標準 C 入出力ライブラリを使いたいなら、fdopen()を「w+b」で使用して、ファイル ディスクリプタを FILE * に変えてください。 この解決方法は、NFS version 2 (v2)のシステムではうまくいかないでしょう。理由 は、古い NFS が O_EXCL をきちんとサポートしていないからです。 この解決方法にはちょっとした欠点もあって、tempnam を安全に使わないと、 コンパイラやセキュリティ・スキャナがうるさく警告を出すかもしれません。 これは mkstemp(3)では問題となりません。

シェルスクリプトでテンポラリ・ファイルが必要ならば、パイプを使ってローカル ディレクトリ(たとえば、ユーザのホームディレクトリ内のどれかに)や、場合に よってはカレントディレクトリを利用するのが適切でしょう。 こうすれば、ユーザが許可しない限りは共有はありえません。 どうしても /tmp のような共有ディレクトリにテンポラリファイルを作りたい、 もしくは必要なら、従来からのシェル上のテクニックを使って、ファイル名のひな形 にプロセス id を組み込み、いつも通りに「>」でファイルを作っては、 いけません。 シェルスクリプトは「$$」を使って pid を示しますが、攻撃者は簡単に pid を 特定もしくは推測できます。そうして攻撃者は、同じ名前で事前にファイルを作成 したり、リンクしたりしてしまいます。 つまり、下記の「ありがち」なシェルスクリプトは、安全ではありません 。

       echo "This is a test" > /tmp/test$$  # DON'T DO THIS.

シェルスクリプトでテンポラリファイルが必要でかつ、/tmp に置きたい場合は、 mktemp(1)が解決方法になるのと思います。mktemp(1)はシェルスクリプトでの利用 を前提にしています。 mktemp(1)と mktemp(3)は別物で、mktemp(1)は安全です。 正直言うと、私はシェルスクリプトで共有ディレクトリにテンポラリファイルを しょっちゅう作っているわけではありません。 そのようなファイルをプライベートなディレクトリに作成するか、パイプを使うか する方が好ましいと思います。 しかしどうしても必要なら、mktemp(1)でひな形を作って、O_EXCL でファイルや ディレクトリを作成し、最終的にファイル名を返すようにします。 O_EXCL を使えば、/tmp のような共有ディレクトリでも安全になります(ただし NFS version 2 を使っていなければ)。 ここで、正しい例として mktemp(1) を Bourne シェルで利用してみます。 この例は mktemp(1)の man からそのまま持ってきました。

     # Simple use of mktemp(1), where the script should quit
     # if it can't get a safe temporary file:

       TMPFILE=`mktemp /tmp/$0.XXXXXX` || exit 1
       echo "program output" >> $TMPFILE

      # Simple example, if you want to catch the error:

       TMPFILE=`mktemp -q /tmp/$0.XXXXXX`
       if [ $? -ne 0 ]; then
          echo "$0: Can't create temp file, exiting..."
          exit 1
       fi

テンポラリファイル名は、再利用しないでください(つまり削除して再作成します)。 いかに「安全な」テンポラリのファイル名を最初に得られたとしてもです。 攻撃者は、オリジナルのファイル名を見つけて、二度目に再利用する前に乗っ取って しまうかもしれません。 もちろん適切なパーミッションを常にかけてください。 たとえば、誰でも、もしくはあるグループがそのファイルにアクセスする必要が あるなら、そのアクセスだけを許可してください。さもなければ、モードを 0600 に しておいてください(すなわち、所有者だけが読み書きできように)。

きちんと後始末をしてください。終了処理を使うか、UNIX ファイルシステムの実際 の処理方法を利用して、作成とともにファイルを unlink()してください。そうすると ディレクトリ・エントリは消えてしまいますが、ファイル自体はファイルを指し示す 最後のファイル・ディスクリプタが閉じるまではアクセスできるようになっています。 そうすれば、プログラム内からはファイル・ディスクリプタ経由でファイルにアクセス し続けられます。 ファイルを unlink するのは、コードをメンテナンスするのに非常に役立ちます。 ファイルはプログラムがクラッシュしたとしても自動的に削除されます。 すぐに unlink すると管理者がディスクスペースがどのくらいあるかがわかりにくく なるという問題も多少はあります。それは単純に名前ではファイルシステムを見られ なくなるからです。

環境変数の TMP や TMPDIR の値が確実に信頼できるところから得られ、コードが Unix ライクなシステム向けなら、それらの環境変数を尊重してもよいかもしれません。 そうすれば、ユーザはテンポラリファイルをホームディレクトリ下のサブディレクトリ のような共有していないディレクトリに移せます(そしてここで論じた問題を回避 できます)。 Bastille の最近のバージョンでは、ユーザ間で共有を減らすように、これらの変数を 設定できるようになっています。 残念ながら、ユーザは TMP や TMPDIR に共有ディレクトリ(たとえば /tmp)を設定 しているケースが多く、依然として安全が必要なプログラムでは、これらの環境変数 が設定してあっても、正しくテンポラリファイルを作成する必要があります。 GNOME の解決方法には長所が 1 つあります。少なくともあるシステムでは、 tempnam(3)は自動的に TMPDIR を利用しますが、mkstemp(3)で同様なことをするには、 さらにコードを書かなければならないからです。 テンポラリディレクトリ用にさらに環境変数(TEMP の ような)を作らないように してください。特にアプリケーション毎に別の環境変数名を作らないでください (たとえば、「MYAPP_TEMP」のように使わないこと)。 作成してしまうと、システム管理がとても複雑になってしまいます。特定のアプリ ケーション用に専用のテンポラリファイルを望んでいるユーザが、そのアプリケー ションを動かす時に環境変数を独自に設定できてしまいます。 もちろん、これらの環境変数が信頼できないソースで設定されてしまったなら、 これらを無視しなければいけません。 にある アドバイスに従うなら、どのみちそうなるでしょう。

これらのテクニックは、テンポラリディレクトリが NFS version 2 (NFSv2)でマウント した、リモートのディレクトリであるとうまく動きません。それは NFSv2 がきちんと O_EXCL をサポートしていないからです。 詳しいことは を見てください。 NFS version 3 以降では O_EXCL をきちんとサポートしています。テンポラリ ディレクトリは、いつもローカルに作成するか、NFS を使ってマウントするなら、常に NFS version 3 以降を使うのが解りやすい解決策です。 NFS v2 で安全にテンポラリファイルを作成するには、link(2) と stat(2)を使用 しますが、面倒です。これについては、 に 詳しい情報があります。

それはさておき、FreeBSD が最近になって mk*temp()系でファイル名に pid を 付けないようにした点は、注目に値します。pid ではなく、base-62 でエンコード したランダムな値に完全に置き換えました。このことによって「デフォルト」の 6 文字分を使用したテンポラリファイルが大幅に増加しました。つまり、6 文字 を使った mktemp(3)でさえ、頻繁に使用しなければ、名前の推測に対してかなり (確率的にも) 安全になりました。 しかしここでも教えにならうなら、彼らが取り組んでいる問題を回避するでしょう。

テンポラリファイルについての情報の多くは、 Kris Kennaway 氏が 2000 年 12月15日に Bugtraq へテンポラリファイルについて投稿した記事 によっています。

#### ロックをかける

プログラムがあるもの(たとえば、ファイルやデバイス、あるサーバ・プロセスの存在) に対して、排他的な権限を確保しなければならない状況がよくあります。 リソースをロックするシステムはどれでも、よくあるロックの問題、つまりデッド ロック(「死の抱擁(deadly embrace)」)やライブロック、そしてプログラムがロックを 後片づけしない場合は「取り残された」ロックの解放に対処しなければいけません。 デッドロックは、それぞれのプログラムがリソースが解放されるのを待って、身動きが とれない場合に発生します。 たとえば、デッドロックは、プロセス 1 がリソース A をロックしつつ、リソース B が解放されるのを待っている状態で、プロセス 2 がリソース B をロックしつつ、 リソース A が解放されるのを待っている時に起こります。 デッドロックの多くは、複数のリソースをロックするプロセスすべてが、同じ順序付け (たとえば、ロックする名前をアルファベット順にする)でロックを行えば簡単に回避 できます。

##### ファイルをロックに使用する

Unix ライクなシステムでリソースをロックするには、これまではファイルを作って ロックを実現していました。これが非常に移植性がある方法だからです。 またこの方法では、ロックの残骸を簡単に「修復」できます。理由は、管理者が ファイルシステムを見れば、どんなロックが設定してあるのかわかるからです。 ロックの残骸は、プログラム自身が後片づけに失敗したり(たとえば、クラッシュ したり、誤動作したりした場合)、システム全体がクラッシュした場合に起こります。 これらは「アドバイザリ」(強制(mandatory)ではありません)ロックであることに 注意してください。リソースを必要としているプロセスすべてはこのロックを協調 して使わなければいけません。 【訳註：ファイルのロック機能には、強制ロック(mandatory locking)と アドバイザリ・ロック(advisory locking)があります。違いは、前者はカーネルが プロセスを監視しロック操作を行うので、プロセス間の依存関係を越えてロックが 可能であるのに対して、後者はプロセス自身がロック操作を行うので、そのプロセス の制御外のものに対してはロックが無効となります。 詳しくは、カーネル付属の ドキュメントの linux/Documentation/mandatory.txt を参照してください】

しかし、避けなければならない落とし穴があります。 まず、以前から使われている C プログラムのやり方を使わないようにしてください。 その方法では、create()もしくはそれと等価の open()を呼び出し、open()のモード を O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC としてファイルのモードを 0(パーミッションなし) とします。 通常のファイルシステム上で、一般ユーザが行うのであれば問題はありませんが、 ユーザが root の特権を持っている場合には、ファイルのロックに失敗します。 root はファイルが既に存在していても、常にこの操作が実行できてしまいます。 実際、古い Unix バージョンでは、いにしえのエディタである 「ed」がこの特徴的な問題を抱えていました。ときおり、パスワードファイルの一部 がユーザのファイルになってしまう現象がありました[Rochkind 1985, 22]。 そうするかわりに、プロセスに使うロックをローカルのファイルシステム上に作る なら、open()に O_WRONLY | O_CREAT | O_EXCL フラグをつけて使用すべきです (また一方では、パーミッションはつけなければ、同じユーザの他のプロセスはロック を獲得できません)。 O_EXCL は、正式には「排他的な」ファイルの作成に使用されます。これはローカル のファイルシステム上で root に対しても効果があります[Rochkind 1985, 27]。

次に問題となるのが、ロックファイルを NFS でマウントしたファイルシステム上に 作成する場合です。NFS version 2 が、通常のファイルが持っている機能を完全には サポートしていない点が問題です。 これは、クライアントが「ローカル」にあることを仮定して動作する場合も問題となり ます。クライアントによっては、ローカルでディスクを持たないものやすべてのファイルが NFS 経由でリモートマウントしている ものもあるからです。 open(2) のマニュアルでこのケースの扱いを説明 しています(root のプログラムの扱いも説明してあります)。

……プログラムが open(2)の O&lowbar;CREAT と O&lowbar;EXCL に依存している 場合、ロック機能を動かすと競合状態になることがあります。ロックファイルを使って アトミックにファイルロックを実現するには、同じファイルシステム上にユニークな ファイルを作成し(たとえば、ホスト名や pid を組み合わせて)、link(2)を使って そのロックファイルにリンクを張ります。そして stat(2)を使って、そのユニークな ファイルに対してリンク・カウントが 2 まで増えているかをチェックします。link(2) システムコールの返り値は使用しないでください。

どう考えてもこの解決策では、すべてのプログラムが協調してロックを行わないと うまく動作しません。協調していないプログラムが干渉してもうまくありません。 特に、ファイルのロックに使っているディレクトリで、ファイルを作成・削除できる パーミッションを許可してはいけません。

NFS version 3 には O_EXCL モードを open(2)でサポートする機能が追加してあり ます。IETF RFC 1813 を見て、特に「CREATE」に対する「モード」値の「EXCLUSIVE」 をよく見てください。 残念なことに、現状ではみんながみんな NFS version 3 以上に移行しているわけ ではありません。したがって、移植性が必要なプログラムでは、この機能を頼みに できません。 ただし長期的にみれば、この問題が解決する望みもあります。

ローカルマシン上に存在するデバイスやプロセスをロックするなら、標準的な約束事を 守ってみてください。 Filesystem Hierarchy Standard (FHS)の利用を推奨します。 Linux システムは広く FHS を参考にしているだけでなく、他の Unix ライクな システムのアイディアも盛り込もうとしています。 FHS はファイルのロックについても説明しており、名前の付け方、置き方、ファイル の標準的な内容について盛り込んでいます[FHS 1997]。 マシンでサーバを 2 つ以上実行していないかを単に確かめたいなら、通常は /var/run/NAME.pid としてプロセスの識別子を作成し、その中身には pid を入れて おきます。 同じような状況で /var/lock のデバイス用ロックファイルのように、ロックファイル を作成すべきです。 この解決方法では、プログラムが予期せずにハングアップすると、関連したファイル が残ったままになってしまう点が欠点と言えば欠点です。しかしそれが普通のやり方 なので、他のシステムツールを使って簡単に解決できます。

協調して動作しているプログラムが、ファイルを使ってロックを提供するのに、 同じディレクトリ名を使うだけでなく、実体も同じディレクトリを使用するのが大切 です。 ネットワークを利用しているシステムでは、これが問題となります。FHS でははっきり と、/var/run と /var/lock は共有しない、/var/mail は共有できると言及しています。 つまり、単独のマシン上で動作するロックが必要で、他のマシンから影響を受けない なら、/var/run のような共有しないディレクトリを使用してください (たとえば、それぞれのマシン独自でサーバが動作するのを許可したい場合)。 しかし、マシンすべてでネットワークにあるファイルを共有し、ロックに従いたい なら、共有しているディレクトリを使う必要があります。/var/mail はそんな ディレクトリ場所の 1 つです。FHS のセクション 2 にこの話題についてのさらに 詳しい情報があります。

##### ロックを使う他の解決方法

もちろん、ロックするのにファイルを使う必要はありません。 ネットワークサーバならこの点についてほとんど悩む必要はありません。あるポート に接続してくる動作をロックとして扱うだけでよいからです。つまり、あるポートに 既に接続しているサーバがあれば、もうそれ以上そのポートにサーバは接続できなく なります。

ロックを行う別の解決方法として、POSIX のレコード・ロックがあります。これは fcntl(2) を使って「任意ロック(discretionary lock)」として実装している方法 です。 これらは任意に使えます。つまりこれらを使うには、ロックを必要としている プログラムが協調して動作していなければなりません(ファイルを使ってロック を行うのと同じように)。 POSIX レコード・ロックを推奨するのには、理由がたくさんあります。 POSIX レコード・ロックは、ほとんどすべての Unix ライクなプラットフォーム でサポートしていて(POSIX.1 で公式に推奨しています)、ファイルの一部(ファイル 全体ではなく)をロックでき、読み書きそれぞれのロックを扱えます。 それにも増して、プロセスが死んだとしてもロックが自動的に解除されます。通常 これが望ましい動作です。

強制ロックも使えます。これは System V の強制ロック技術をベースにしています。 ロックされたファイルの setgid ビットは設定してあるが、グループの実行ビットが 設定されていないファイルにだけ適用されます。 また、強制ファイルロックを許可するには、ファイルシステムをマウントしないと いけません。 この場合、read(2) と write(2)それぞれが、ロックする時にチェックされます。 このやり方はアドバイザリ・ロックよりも徹底しているので、遅くなります。 また、強制ロックは、他の Unix ライクなシステムに広く移植されているわけでは ありません(Linux と System V ベースのシステムでは利用できますが、その他は必ず しもそうではありません)。 root 特権を持つプロセスも、強制ロックで止められますので、サービス拒否攻撃 の原因になります。

### 信頼できる経路だけ信じること

一般的に、信頼できる経路からの情報(入力や結果)だけを信頼してください。 たとえば、ローカル・ユーザは、getlogin(3) や ttyname(3)が返す情報を制御 できるので、セキュリティ目的では信用してはいけません。

コンピュータで構成されたネットワーク(インターネット全体にも当てはまります) の大部分において、伝送の正当さが証明されていなければ、信頼するに値しません。 たとえば、公開されたインターネット越しにやってくるパケットは、経路上のどの 場所でも見ることも、修正することも可能です。また、新しいどのパケットも改竄可能 です。 改竄されたパケットは、送り手や受け手の改竄した情報(マシンのアドレス(IP)や ポート)が入っているかもしれません。 したがって、認証(たとえば、暗号を使って)できない限りは、その情報を第 1 の 基準として、セキュリティ上の判断をしないでください。

つまり特殊な事情がない限り、TCP/IP でユーザ認証を行う場合は、認証の仕組み として下記の 2 つの古臭いテクニックを単独では使用しないようにしてください。 テクニックの 1 つは、ユーザを「あるマシン」に制限する方法で、データパケット 中のマシンの「始点」アドレスをチェックします。もう一つの方法は、送り手が 「信頼できる」ポート番号(1024 番以下)の利用を要求することによって、アクセス 制限をかけます。 問題は、多くの環境下において、攻撃者がこれらの値を改竄できる点にあります。

ある環境下では、これらの値(送り手のマシンの IP アドレスやポート番号)の チェックに意味がある場合もありますので、プログラムでそのようなチェックを オプションとしてサポートするのは悪くない考えです。 たとえば、ファイアーウォールの背後にあるシステムで、ファイアーウォール が破られたり、迂回されたりできない環境です。内部からきていると装っているが、 実は外部からやってきているパケットを抑えているなら、内部からやってきて いることになっているパケットは、すべて本当に内部からきているといえます。 パケットは、実際にそのマシンがあるとしている場所からきていると確認できない 点に注意してください。したがって、対処できるのは外部からの脅威だけで、内部 からの脅威には対処できません。 しかし、ファイアーウォールがいかれていたり、別の経路があったり、モバイル用 の接続口があったりすると、この前提さえも疑わしいものになってしまいます。

問題は、誰かを認証する唯一の手段が、信頼できない情報である点です。 信頼できないネットワーク越しに、信頼できる経路が必要ならば、普通は何らかの 暗号作成技術(最低限でも暗号的に安全なハッシュ技術)の助けが必要となります。 暗号アルゴリズムと通信プロトコルについてさらに詳しい情報は、 を見てください。 標準的に使われているものの、本来安全でないプロトコル(たとえば ftp とか rlogin)を実行しているなら、デフォルトを安全にしておき、ドキュメントには 前提条件を明記しておいてください。

ドメイン・ネーム・サーバ(DNS)は広くインターネット上で利用されており、 コンピュータ名と IP アドレス(数値)の組合せを維持管理しています。 「DNS の逆引き」という方法を使えば、単純なスプーフィング攻撃の一部を 排除できますし、ホスト名を見つける時にも役立ちます。 しかしこのやり方は、認証を決めるほどの信頼性がありません。 つまるところ問題なのは、DNS のリクエストが、結局は攻撃者がコントロールして いるかもしれないどこかのシステムに対して送られている可能性がある、という 点にあります。 したがって、DNS から得られた結果が正しい入力かどうかを確認する必要がある ので、重要なアクセス制御の手段として信用できません。

電子メール(「From」に書いてあるアドレスを含む)も改竄できます。 そのような攻撃は、電子署名を使えば防げる場合が多くあります。 もっと簡単な防御は、電子メールにランダムに発生させた値を添付してやりとり する方法です。小額の金銭取引きもないような、公開メーリングリストへの 登録ならば十分利用できます。

CGI を含むクライアント・サーバモデルでは、クライアント(もしくはクライアント とサーバを仲介する何か)が、どんな値も変更できてしまう点に注意してください。 サーバ側はいつもこの点に気をつけていなければなりません。 例を挙げると、いわゆる「隠れフィールド」、クッキー等は、CGI プログラムが 値を受け取る前にクライアント側で値を変更できてしまいます。 特に予防処置をとらない限り、これらは信頼できません。 たとえば、隠しフィールドはサーバが署名をチェックしているなら、クライアントが 改竄できないように署名できるはずです。 隠しフィールドは、信頼できるサーバだけが復号できる鍵を使って暗号化もできます (後者の解決方法は、Kerberos 認証機構が基本的な考えとして背景にあります)。 InfoSec labs( http://www.infoseclabs.com/mschff/mschff.htm)では隠しフィールドや 暗号化についてさらに突っ込んだ議論がされています。 一般的にクライアント・サーバモデルでは、サーバ側に配慮が必要なデータをとって おいた方が賢明です。 同じ流れで、CGI プログラムで認証を行う場合、HTTP_REFERER に頼らないようにして ください。これはユーザのブラウザが送ってくるものだからです(Web サーバでは ありません)。

この問題は、他のデータが参照するデータにも当てはまります。 たとえば、HTML や XML は他のファイル(たとえば、DTD やスタイル・シート) がリモートにあったとしても、参照ができるようになっています。 しかし、外部参照は変更できてしまうので、ユーザは意図したものとはまったく 違ったドキュメントを見ることになります。 スタイル・シートは重要な部分の単語を「白く塗りつぶして」変更できてしまい ますので、見た目を汚くしたり、新しいテキストを挿入できたりしてしまいます。 外部の DTD は特定のドキュメントの使用を抑えたり(DTD の妥当さを崩す宣言を 加えることで)、ドキュメントに別のテキストを挿入したりして、変更が可能です [St. Laurent 2000]。

### 高信頼パス(Trusted Path)を設ける

信頼できる経路(参照)と同列なものに、 ユーザが使おうとしているプログラムやシステムが、本当に動作しているのかを ユーザに対して保証することが挙げられます。

これまでよくあった例が「ログインしたように見せかける(fake login)」 プログラムです。 プログラムがシステムのログイン画面のような表示をすれば、表示しっぱなしに しておけます。 ユーザがログインしようとすると、ログインしたように見せかけるプログラムは ユーザのパスワードを横取りし、後で利用します。

この問題に対する解決策が、「高信頼パス」です。 高信頼パスは、ユーザにやりとりしたい相手とやりとりできる確かさを提供する シンプルな仕組みです。やりとりする情報が何であっても、攻撃者が横取りしたり、 変更したりできないことを保証します。

パスワードを要求する場合、高信頼パスを用意するように心がけてください。 残念ながら、そこらの Linux ディストリビューションや Unix には、通常のログイン 手続きにさえ、高信頼パスが用意されていません。 解決方法の 1 つに、ログインする前に改竄できないキーの押下を要求する という手があります。たとえば、Windows NT や 2000 のユーザは、ログイン する前に「control-alt-delete」キーを使います。一般的な Windows のプログラム なら、このキーの組み合わせを横取りできません。このやり方が高信頼パスです。 Linux にも セキュア・アテンション・キー (Secure Attention Key (SAK)) という同等な機能が存在しています。これによると、「control-alt-pause」キー の使用を推奨しています。 あいにくこのドキュメントを書いている時点では、SAK は完成しているとはいえず、 Lihux ディストリビューションでもサポートしているとは言えません。 ローカルで高信頼パスを解決するもう 1 つの方法として、ログイン・プログラムだけ が動作する独立したディスプレイを管理する手もあります。 たとえば、信頼できるプログラムだけがキーボードのライト(Num Lock や Caps Lock、 Scroll Lock を示す LED)を変更できるなら、ログイン・プログラムは動作パタンを 表示して、それが本当のログイン・プログラムであると示せます。 残念ながら現状 Linux の一般ユーザが LED を変更できますので、LED は高信頼パス を確認するのに利用できません。

情けないことに、ネットワーク・アプリケーションとなるとさらに問題が深刻に なります。 高信頼パスを設けるのは、ネットワーク・アプリケーションにとって意味があり ますが、完璧に実行するのはかなり困難です。 ネットワーク越しにパスワードを送る時、せめて信頼できる終端同士間でパスワード を暗号化してください。 こうすれば少なくとも、システムに接続していない攻撃者はパスワードを盗聴でき ません。また少なくとも攻撃がやりづらくなります。 実際にやり取りするための高信頼パスが心配なら、必ずやり取りが暗号化され、 認証済みであるようにしてください(最低限、認証は済ましておくように)。

結果として、ネットワーク・アプリケーションは高信頼パスが十分ではありません。 とりわけ Web ベースのアプリケーションではこれが顕著です。 よく知られた手法として、Web ブラウザのユーザをだまし、実際は別のところなのに、 ある場所にいると思わせる手があります。 たとえば、Felten[1997]では、「Web スプーフィング」を論じていてます。 ユーザがある Web サイトのページを見ていると信じていても、実はその Web サイトのすべてのページは、攻撃者のサイトを経由して見ているというものです (攻撃者は、すべてのトラフィックを監視して、双方向に送られているどんなデータ も変更できます)。 これは URL の書き換えによって実現しています。 URL の書き換えは、他の技術(Javascript のような)を使えば、ほとんど見えなく することが可能で、ステータス行やロケーション行その他に形跡をほとんど残し ません。 詳細はドキュメントを見てください。 他にも URL を隠す技術として、ほとんど使われていない URL の文法を悪用するもの があります。たとえば、 「http://www.ibm.com/stuff@mysite.com」という URL は、実際には 「www.ibm.com/stuff」というユーザ名で「mysite.com」(悪意あるサイトかも しれません)を見る要求を発行します。 URL が長ったらしければ本当のサイト名は表示されず、ユーザはどうしてやられたか もほとんど気付かないでしょう。 さらにもう一つの方法に、サイトを作成してその名前をわざと「本当の」サイト と同じような名前にしてしまう手があります。ユーザは区別がつかないかもしれ ません。 上記すべてのケースにおいて、単に行を暗号化しても何にもなりません。攻撃者は 何が表示されるかを完璧に制御できるので、暗号化されたデータでまったく問題が ありません。

これらの問題を対処するのはさらに困難です。 現状では、「だまされた」Web ユーザを防ぐのに有効な技術的解決方法はわかり ません。 Web ブラウザの開発者に対して、そのような「だまし」を簡単に見つけられること で対抗するように働きかけるつもりです。 ユーザが正しいサイトに間違いなく接続できることが重要ならば、単純な手続きで 脅威に対抗しなければいけません。 たとえば、ブラウザを落として再起動し、Web のアドレスがとても解りやすくかつ 正しく入力してあるかを必ず確認します(そうすれば入力間違いは起こりえません)。 また、「似たような」発音である DNS 名いくつかの所有権を獲得してしまったり、 その他の DNS 名や実体を探し出して、攻撃者を見つけてしまってもよいでしょう。

### 内部で一貫性をチェックするコードを利用する

プログラムは、呼び出す引数や基本状態の前提が安全なのかチェックしてください。 C では、assert(3)のようなマクロが、チェックに役立つと思います。

### リソースを自己制御する

ネットワーク・デーモンに対しては、過負荷を抑えたり、制限したりしてください。 制限値を設定して(setrlimit(2)を使って)、使用するリソースに制限をかけて ください。 せめて setrlimit(2)を使って、「core」ファイルができないようにしてください。 たとえば、デフォルトで Linux は core ファイルを作り、プログラムが異常な 状態で落ちた時に、プログラムすべてのメモリを保存します。しかしそのファイル にはパスワードをはじめ、他にも機密のデータが入っているかもしれません。

### サイトにまたがって存在する悪意あるコンテンツを防ぐ

安全が必要なプログラムには、信頼できないユーザ(攻撃者)からデータを受け取ったり、 そのデータを別のユーザ・アプリケーション(犠牲者)に渡すものがあります。 安全が必要なプログラムが犠牲者を保護してあげなければ、犠牲者となるアプリ ケーション(たとえば Web アプリケーション)は、そのデータを処理して、犠牲者に 害を及ぼします。 これは、HTML や XML を利用した Web アプリケーションではとりわけ良く見られる 問題で、「クロスサイト・スクリプティング」や「悪意ある HTML タグ」、 「悪意あるコンテンツ」といういくつかの呼び方で通っています。 このドキュメントでは、この問題を「サイトにまたがった悪意あるコンテンツ」と 呼びます。スクリプトや HTML に問題がしぼられているわけではなく、サイトに またがる性質が問題の根本だからです。 この問題は Web アプリケーションに限ったものではありませんが、Web アプリ ケーションにとっては特別に問題となるので、これからこのドキュメントでは Web アプリケーションに焦点を当てて論じていきます。 まもなく説明して行きますが、攻撃者は時に犠牲者がデータを安全が必要な プログラムに対して送りつけるように仕向ける場合があります。そこで安全が必要 なプログラムは、犠牲者自身を守ってあげなければいけません。

#### 問題を説明する

まずは単純な例からはじめましょう。 Web アプリケーションには、HTML タグでユーザからのデータ入力を許可し、後で 他の読者に投稿するものがあります(たとえば、ゲストブックや「読者のコメント」 コーナー)。 何も防御する手段を講じなければ、タグを悪意あるユーザが利用して、スクリプトや Java に対する参照、DHTML タグ、ドキュメントの早すぎる終了(</HTML> を使って)、ばかげたフォントサイズの要求等を入れ込むことで、他のユーザに攻撃 をかけられます。 この機能は、広範囲に影響を及ぼす可能性があります。たとえば、SSL で暗号化された 接続をさらしてしまったり、制限をかけている Web サイトにクライアント経由で アクセスできたり、ドメインベースのセキュリティ・ポリシを侵害したり、 Web サイトのページを読めなくしたり、Web サイトのページを使うに耐えないもの にしたり(たとえば、バーナーや不快な素材で困らせる)、プライバシー侵害を許し てしまったり(たとえば、Web のバグを入れ込んで、誰がどのページを読んだか記録 してしまう)、サービス拒否攻撃を行ったり(たとえば、ウインドウを「無限に」開く)、 破壊的な攻撃(ブラウザのスクリプト言語やバッファオーバーフローのような セキュリティ上の脆弱性を攻撃する)を行ったりします。 適当な場所に悪意ある FORM タグを組み込むことで、侵入者はユーザをだまして、 機密情報をさらさせることも可能になります(既存のフォームの動作を変更することで)。 これは問題を網羅したリストではありませんが、事は重大だ、と納得してもらうには 十分でしょう。

大部分の「掲示板」で既にこの問題が見つかっています。その内のほとんど では、複数人の議論の一部のために用意したテキスト内で対処しています。 残念ながら Web アプリケーションの開発者の大部分は、この問題がごく普通に発生 するものだとは気づいていません。 あるユーザから別のユーザに送られるデータ値はどれでも、 サイトにまたがった悪意ある投稿の原因になりえます。たとえその場所が、どんな HTML でも置けるという「明らかに疑わしい」場合でなくてもです。 ユーザ自身が悪意あるデータを供給してしまうケースがあります。つまり、ユーザ がだまされて、他のサイト経由でデータを提供してしまう場合です。 ここで HTML リンクでユーザが悪意あるデータを他のサイトに送ってしまう例 をあげておきます(CERT から引用しました)。

     <A HREF="http://example.com/comment.cgi?mycomment=<SCRIPT
     SRC='http://bad-site/badfile'></SCRIPT>"> Click here</A>

つまり Web アプリケーションは、チェックやフィルタリング、符号化なしでは 入力(フォームデータを含む)を受けられません。 Web アプリケーションは多くの場合、同じユーザに対してさえ入力したデータ を戻せません。それは他のユーザがこっそりとそのデータを提供しているかも しれないからです。 そのような構成要素を許可すると、システムに損害を与えるかもしれません。 そのシステムがユーザを攻撃する経路になってしまう可能性があるからです。 さらに悪いことに、そのような攻撃があなたのシステムからやってきているように 見えてしまうかもしれない点です。

CERT は勧告でこの問題を下記のように説明しています。

> Web サイトに不用意に悪意ある HTML タグやスクリプトが入り込む恐れがあります。 信頼できないソースからの適切でない入力によって、動的に作成されたページに入り 込みます (CERT Advisory CA-2000-02, Malicious HTML Tags Embedded in Client Web Requests)。

#### サイトにまたがった悪意あるコンテンツに対処する方法

基本的には、Web アプリケーションの出力がどのユーザから影響を受けても、 フィルタをかけ(この問題を起こす文字列は排除されます)、符号化し(この問題を 起こす文字列は符号化されて問題を防ぎます)、検証する(「安全な」データ だけが通り抜けます)ことが大切です。 これには、URL パラメタやフォームデータやクッキー、データベースのクエリ、 CORBA ORB の結果、ファイルに格納されているユーザからのデータを入力として 渡ってくる出力すべてを含みます。 フィルタリングと検証は、ほとんどの場合入力時に済ましておいた方が良いのですが、 符号化は入力の検証と出力の作成時の間のどちらかで行っても良いと思います。 分析することなくデータを通してしまっているなら、入力時にデータを符号化 した方が良いと思います(やり忘れないでしょうから)。 しかしプログラムがそのデータを処理するなら、入力時ではなく出力時に符号化 する方が簡単です。 CERT はフィルタリングと符号化を出力時に行うよう、推奨しています。 悪くはないのですが、入力時に行う方が合理的なケースが多々あります。 出力毎にすべてのケースを網羅しなければならないのは非常に問題で、方法の いかんにかかわらず簡単とはいえません。 【訳註：CORBA(Comon Object Request Broker Architecture)や ORB(Object Request Broker)についてここで説明するのは難しいので、 スキルアップのための分散オブジェクト入門を見てください。わかりやすい と思います】

注意。出力の文字符号化をコントロールできなければ、これらのテクニックが役立た なくなるケースがかなりあります。 そうでなくとも、攻撃者は「予想だにしない」文字符号化を行い、ここで論じた テクニックを無効にできます。 ありがたいことに、コントロールするのは難しくありません。 出力の文字符号化のコントロールについては、 で論じています。

下記のサブセクションでは、まずフィルタをかけたり、符号化したり、検証したり する必要がある特殊文字の識別方法について論じ、その後にそれらの文字のフィルタ や符号化もしくはその検証方法について論じます。 データを検証する一般的な方法を論じたサブセクションはありませんが、入力の検証 一般を扱った や、もし入力が HTML テキストそのものや URI なら を見てください。 また、Web アプリケーションは悪意を持ったサイトをまたがる投稿を受けとれるので、 クエリ以外での GET プロトコルの使用は禁止してください (を参照してください)。

##### 特殊文字を識別する

ここでは、さまざまな環境における特殊文字を載せます。 (この一覧を作成した CERT に感謝します)

- ブロックレベルの要素(たとえば、HTML や XML のブロックに含まれる テキストのパラグラフに登場する)

  - 「<」 は、タグを開始するという意味で特殊です。

  - 「&」 は、文字エンティティがはじまるという意味で特殊です。

  - "「gt;」 は、ブラウザの中に特別扱いをするものがある、という ことで特殊です。そのページの著者が、本当は開始の 「<" を置くつもりでだった のに、間違って省いてしまったという前提です。

- 属性値について

  - 二重引用符で囲まれた属性値において、二重引用符は属性値の終端 の印ということで特殊です。

  - 一重引用符で囲まれた属性値において、一重引用符は属性値の終端 の印ということで特殊です。 XML では一重引用符は正規ではないことに注意してください。一重引用符は使わない よう推奨します。

  - 何も引用符がついていない属性値では、スペースやタブといった 空白文字が特別扱いになります。 XML では正規のものでないだけでなく、さらに他の文字を特別 扱いにしてしまうことに注意してください。 つまり、動的に値を生成したものを使っているなら、引用符が付かない属性を使用 するのは賛成できません。

  - 「&」は、文字エンティティの始点になっているため、属性を 結合するのに使用するということで特殊です。

- たとえば URL を例にとると、ある検索エンジンは検索結果のページを表示 し、そのページ内のリンクをユーザがクリックして検索を再実行できるとします。 この機能は、検索クエリを URL 内に符号化することで実現しています。 実行が完了すると、追加の特殊文字が入り込みます。

  - スペースやタブ、改行は、URL の終端の印となるので特殊です。

  - 「&」は、文字エンティティのはじまりであったり、CGI のパラメタ のはじまりであったりするということで特殊です。

  - ASCII ではない文字(ISO-8859-1 符号で 128 以上)は URL では認められて いません。したがって URL 内の ASCII ではない文字は特殊です。

  - 「%」は入力でフィルタされなければいけません。 HTTP のエスケープ シーケンスで符号化されたパラメタが何であっても、 サーバ側で使っているコードへ復号しなければいけません。 入力が「%68%65%6C%6C%6F」なら、それをフィルタすると Web サイトのページ では「hello」になります。

- <SCRIPT> と </SCRIPT> で囲まれた部分にあるセミコロンや 括弧、中括弧、改行は、既存のスクリプト・タグに直接テキストが挿入 できる状況下ではフィルタすべきです。

- サーバ側のスクリプトで入力にある感嘆符(!)を出力で二重引用符(") に変換するなら、さらに追加でフィルタが必要になります。

一般的に HTML や XML においては、アンパサンド(&)は特殊扱いです。

##### フィルタリング

これらの特殊文字を扱う方法の一つに、単に特殊文字を削除してしまうという 手があります(通常は入力と出力の間に)。

既に正しい文字を得るために入力を検証しているなら(そうすべきです)、正しい 文字の一覧から特殊文字を取り除くのは簡単です。 ここに、Perl で書いたフィルタを載せておきます。このフィルタは正式な文字 だけを受け付け、空白以外のどんな特殊文字も受け付けませんので、引用属性 のような部分で使用するのにかなり有効です。

     # Accept only legal characters:
     $summary =~ tr/A-Za-z0-9\ \.\://dc;

しかし、本当に最低限の文字だけを取り除きたいなら、 その文字だけを削除するサブルーチンを作っても良いでしょう。

     sub remove_special_chars {
      local($s) = @_;
      $s =~ s/[\<\>\"\'\%\;\(\)\&\+]//g;
      return $s;
     }
     # Sample use:
     $data = &remove_special_chars($data);

##### 符号化

特殊文字を削除する別の方法に、特殊文字を符号化して特殊な意味を持たなく してしまうやり方があります。 この方法は、文字にフィルタをかける方法に対して若干長所があり、特にデータを 取りこぼさない点が優れています。 ユーザから見て、フィルタする過程でデータが「めちゃくちゃ」になるなら、 少なくとも符号化をしておけば、元々送られてきたデータの再構成が可能に なります。

HTML や XML、SGML は皆、アンパサンド(「&」)を本文中で何らかの符号化が はじまる文字として使っています。この符号化は「HTML エンコード」とよく言われて います。 これらの文字を符号化するには、ただご自分の環境で特殊文字に変換してやるだけ です。普通これは、 「<」が「&lt;」、 「>」が「&gt;」、 「&」が「&amp;」、 「"」が「&quot;」となります。 上記で注意しなければならないのは、理屈上は「>」はここで挙げる必要はないの ですが、ブラウザには「>」が悪さをしてしまうものがあるので(「<」 を入れてしまう)、ここで挙げることにしました。 二重引用符も多少面倒で、「&quot;」を使う必要があるのは属性内部だけですが、 古いブラウザにはきちんと表示できないものもあります。 さらに複雑になってもかまわないなら、必要に応じて「"」を符号化しても かまいませんが、単純に符号化する方がやさしいので、ユーザにブラウザのバージョン アップをお願いしてください。

この HTML エンコーディングに対する解決方法は、状況によっては符号化が十分で ないケースがあります。 で論じていますが、出力文字 の符号化(「文字セット」)を指定してやる必要があります。 出力文字の符号化とは別の符号化を使って文字を符号化しているデータがあるなら、 何らかの手を打つ必要があります。そうしないと出力に整合性がなくなり、正しい結果 になりません。 また ISO-8859-1 以外で符号化して出力するなら、代わりとなる符号化が何であれ、 ブラウザに特殊文字(「<」のような)の符号化が決して渡らないようにしてください。 文字符号化のいくつかのケースでこれが問題になります。広く使われているものでは、 UTF-7 や UTF-8 がそれに当たります。「代わりとなる」文字の符号化を防ぐ方法 についての詳しい情報については、 を見て ください。 互換性の無い文字符号化を扱う方法の一つに、まず文字を内部的には ISO 10646 (Unicode と同じ文字値)に変換してしまう方法があります。そうしておいて、 数字文字への参照もしくは文字エンティティへの参照を使って、それらを表示 します。

- 数字文字への参照は、「&#D;」のように行います。D は 10 進数です。また、「&#xH;」もしくは「&#XH;」とします。H は 16 進数です。 この数字は、ISO 10646 文字コードです(Unicode と同じ文字値です)。 つまり &#1048; はキリル文字の大文字の「I」です。 SGML 規格(ISO 8879)では 16 進数系をサポートしていませんので、出力には 10 進数 系を使用するようにお薦めします。 また SGML の仕様では、ある環境下で後続のセミコロンの省略を認めています。 実際に、システムの多くでは扱えません。したがって、常にセミコロンを後ろに付ける ようにしてください。

- 文字エンティティへの参照は、同じようなものですが、数字の かわりに覚えやすい名前を使っています。 たとえば、「&lt;」は < を表わします。 HTML を書いているなら、 HTML 仕様 に覚えやすい名前をすべて 一覧にしてありますので、見てください。

どちらの系(数字もしくは文字エンティティ)でもうまくいきます。 「<」や「>」、「&」、「"」への参照は文字エンティティを使う ことをお薦めします。理由はコード(や出力)を見て解りやすいからです。あとは いろいろで、どの系が全般的に優れているか、はっきりしません。 あとで人が手で出力を編集するつもりなら、文字エンティティが使えるところには 使ってください。さもなければ、プログラムが簡単になるという理由で、10 進数 で文字を参照するようにします。 この符号化のプランは、言語によってはまったく役に立ちません(とくにアジアの 言語では)。主に使用するコンテンツがその言語なら、別の文字符号化(文字セット) を選択し、危ない文字(たとえば「<」)をフィルタした方がよいかもしれません。 危ない文字を認めてしまうような他の符号化は、決してしないようにしてください。

URI は独自に符号化の仕組みを用意しています。通常はそれを 「URL エンコーディング」と呼んでいます。 この系では、URL 中に認められない文字をパーセント記号の後に 2 桁の 16 進数値 を使って表示します。 ISO 10646(Unicode)を扱うため、まずコードを UTF-8 に変換してから符号化する ことが推奨されています。 URI の検証については でさらに論じています ので、見てください。

### セマンティック攻撃の裏をかく

「セマンティック攻撃」とは、攻撃者がコンピュータの設備やシステムを利用して、 何らかの方法で犠牲者をだまし、何かをさせてしまうことを指します。何かを させるというのは、本来そのコンピュータの設備やシステムが行うように設計された ものとは別のことをしてしまうことを指します。 セマンティック攻撃には、金融詐欺も含まれていて、攻撃者が犠牲者をだまし、 攻撃者に大金を与えてしまいます(たとえば、どこかに投資しているように思わせる)。 たとえば、攻撃者はユーザに信頼できる Web サイトを見ていると信じこませようと するかもしれません。本当はそうでないのにもかかわらず、です。

セマンテックス攻撃は対処が困難です。理由はコンピュータの正しい操作を 悪用しているからです。 セマンテックス攻撃に対処するには、さらにユーザに情報を与えて気づかせること です。つまり「奇妙な」ことが起こると、ユーザがもっと情報を持とうとするか、 警告が見た目と違う何かが起こっていると知らせます。

一例として、URI をあげます。文法上問題無いにもかかわらす、ユーザが 取り違えて考えるかもしれません。 ととえば、この URI を見てください。

      http://www.bloomberg.com@www.badguy.com

この URI をクリックすると、ユーザは Bloomberg(金融商品ニュースを提供している) に行くと思うかもしれませんが、そのかわりに www.badguy.com に行ってしまいます (そして、ユーザ名 www.bloomberg.com を www.badguy.com に渡しますが、 www.badguy.com は都合が良いことにそれを無視するでしょう)。 badguy.com の Web サイトが bloomberg.com のサイトをまねていたなら、ユーザ は自分が本物のサイトを見ていると、信じてしまうかもしれません(そして攻撃者 がコントロールしている情報を元に、ユーザが投資を決めてしまいます)。 これは普段使われない URI を前提にしています。クリッカブル URI はユーザ名を 設定できますが、普段はそうしていません。 このケースの解決には、Web ブラウザが普段使わない URI を検知するとか、ポップ アップで確認を求める(「ユーザ名 www.bloomberg.com で www.badguy.com に ログインしようとしています。続けますか？」のように)仕掛けを作ることが 考えられます。 その仕掛けでユーザが入場を変更できるようになれば、攻撃を防御ができると同時に、 ユーザに対して追加機能を提供できます。

別の例は、同じ綴りで違う意味をもつ言葉(同形異義語)で、特に国間に見られる 同形異義語です。 ある文字はお互いに似て見えますし、同様にやられてしまう可能性があります。 たとえば、0(ゼロ)とO(文字のオー)はお互いに似ていますので、ユーザは WWW.BLOOMBERG.COM と WWW.BL00MBERG.COM が違う Web アドレスであるのがわからない かもしれません。 他に見た目が似た文字には、1(数字の 1)とl(小文字の L)があります。 いろいろな国の文字を許可していれば、事態はさらに悪くなります。 たとえば、キリル文字の大部分は、おおよそ英字と同じように見えますが、 コンピュータは違うものとして扱います。 現状たいていのシステムは、ホスト名としていろいろな国の文字を認めていません。 もっともな理由がない限り、今後ホスト名としてサポートする必要性が広く認め られるでしょう。 解決案の 1 つに、異なる地域を異なる色を使って文字を表示する方法が取られて きました。つまり、ユーザは視覚的にもっと情報を得ます。 ユーザが URI を見たとすると、おそらく奇妙な色つけに気付くはずです [Gabrilovich 2002]。 しかし、これはセマンティック攻撃の存在を示しはしますが、防戦するのは困難 です。正確に言えば、コンピュータは正しく動作しているのですから。

### データの種類に気を配る

使用しているデータの種類に注意してください。インタフェースに使われている ものについては、特に注意してください。 たとえば、「signed」や「unsigned」の値は、言語の多く(C や C++ のような) で異なった扱いを受けています。

## 他のリソースを利用する場合は慎重に

旧約聖書 詩編 146 章 3 節

君侯に依り頼んではならない。 人間には救う力はない。

実際のところ、本当の意味で自己完結しているプログラムはありません。ほぼすべての プログラムは、リソースを利用するのに他のプログラムを呼び出しています。たとえば、 オペレーティングシステムやソフトウェア・ライブラリが提供するプログラム等です。 時には、この他のリソースに対する呼び出しが、表に見えなかったり、それなくしては 実現できないかなりの数の「隠れた」仕組みを必要としていたりします。たとえば、 動的ライブラリの実現の仕組み等です。 プログラムが信頼している他のリソースについて慎重にならなければいけないのは 明らかです。また、それらに要求を送る方法についても、確認を怠らないように しなければいけません。

### 安全なライブラリ・ルーチンだけを呼び出すこと

セキュリティと抽象化(情報隠蔽)の開発方針及びその再利用が相容れない場合 があります。 問題は、高レベルのライブラリルーチンが安全に実装されているかいないか、わか らない点です。仕様書を読んでもわかりません。 ある特定の実装が安全であったとしても、ルーチンの他のバージョンが確実に 安全であるとは言えませんし、同じインタフェースが他のプラットフォームで も安全であるとは言えません。

結局のところ、アプリケーションを安全にしなければならないなら、時には 自分自身でライブラリ・ルーチンのバージョンを再実装するはめになります。 ライブラリ・ルーチンが必要とするセキュリティ要求に答えることを確認でき なければ、根本的に解決するのにルーチンを再実装せざるを得ないでしょう。 お気づきになったと思いますが、場合によってはライブラリの実装を修正する 必要があります。しかし、セキュリティ上の弱点を持ったライブラリ・ルーチン を選択した結果、被害を被るのはユーザです。 再実装しなければいけない場合には、高レベルのインタフェースを使うように してください。そうすれば、そのインタフェースが安全に使えるシステムでは、 高レベルのインタフェースに切り替えられます。

可能なら、ルーチンが安全かそうでないかのテストをしてください。そして安全 ならば使用するようにしてください。完璧を期すなら、このテストをコンパイルや インストール時に実行したらどうでしょうか(たとえば、「autoconf」スクリプト の一部として)。 ある条件下では、この種の実行時テストは現実的ではありません。しかし別の 条件下では問題の多くを解消してくれます。 ライブラリの再実装に悩みたくたくなければ、少なくともライブラリが安全であること を確認し、そうでなかった場合にはインストールを中断してください。 そうすれば、ユーザがうっかり安全でないプログラムをインストールする恐れがなく なり、問題が何であるかを理解できます。

### 正しい値でだけ呼び出す

別のプログラムを呼び出す場合はいつでも、常にパラメタとして有効かつ事前に 予想されている値だけを許可していることを確認する必要があります。 これは言うよりもずっと困難です。と言うのも、さまざまなライブラリ関数や コマンドが、低レベルの関数を意外な方法で呼び出しているかもしれないからです。 たとえば、システムコールの多くは間接的にシェルから実行されます。つまり 文字を渡すのに当たって、シェルのメタキャラクタが危険な結果を引き起こす 可能性があります。 では、ここでメタキャラクタについて論じましょう。

### メタキャラクタを扱う

システムの多く、たとえばコマンドライン・シェルや SQL インタプリタには、 「メタキャラクタ」が存在します。つまり入力中のある文字が、データとして 解釈されません。 そのような文字はコマンドであったり、コマンドや他のデータからあるデータを 区別するための識別子であったりします。 使用しているシステムのインタフェースに言語仕様があるなら、きっとメタキャラクタ が含まれているはずです。 プログラムが他のシステムを実行するようになっていて、攻撃者がそのような メタキャラクタを入れ込めるなら、攻撃者は完全にプログラムをコントロールして しまう、というのがお決まりの結末です。

メタキャラクタの問題で最も広範囲に渡っているのは、シェルのメタキャラクタです。 標準的な Unix ライクなコマンド・シェル(/bin/sh 内蔵の)は、かなりの数の文字を 特別扱いします。 これらの文字がシェルに渡ると、エスケープしていない限り、特別に解釈されます。 この事実を悪用して、プログラムがおかしくさせられてきました。 WWW Security FAQ [Stein 1999, Q37]によれば、そのようなメタキャラクタは下記の ものです。

    & ; ` ' \ " | * ? ~ < > ^ ( ) [ ] { } $ \n \r

注意すべきは、タブや空白文字をエスケープしたい場面がいろいろあるのでは、 という点です。それら(と改行)はパラメタのデフォルトのセパレタだからです。 セパレタの値は IFS 環境変数を設定して変更できますが、この変数の出所が信用 できないなら、その値を破棄するか、環境変数を処理する過程で何らかの方法で リセットしてください。

あいにく、完全なリストは現実には存在しません。ここでは疑わしいと思われる 文字を他にもいくつか挙げておきます。

- 「!」は式ではありません(C では式ですが)。 プログラムの返り値をテストするなら、接頭語に ! があると、スクリプトを欺いて 実際には成功していようが、失敗していようが関係なく、何かが失敗したように なります。 シェルには、コマンド履歴にアクセスするのにも「!」を使うものがあります。これが 現実に問題になる場合があります。 bash ではこれは対話モードの場合にだけ発生しますが、tcsh(csh のクローンで、 入っている Linux ディストリビューションもあります)では「!」をスクリプト内 でも使っています。

- 「#」はコメント文字として使います。この文字以降のテキストは無視されます。

- 「-」は間違ってオプションの開始と解釈される恐れがあります(もしくは、- - として、すべてのオプション機能を無効にしてしまう)。たとえ、ファイル名の「中に」 入っていたとしても、シェルが事前に空白と認識してしまうと困ったことになります。

- 「 」(空白)や「\t」(タブ)、「\n」(改行)、「\r」(リターン)、「\v」 (垂直スペース)、「\f」(フォーム・フィード)等の空白文字は、「1 つ」の ファイル名を複数の引数にしてしまいます。

- その他の制御文字(特に NIL)は、シェルの実装によっては問題を起こすかも しれません。

- 使い方にもよりますが、「.」(「カレントシェルで実行」)や「=」(変数を設定) は、厄介な文字です。 しかし、これまで見てきた例の限りでは、その他に(もっと厄介な)セキュリティ上 の問題が存在しています。

シェルのメタキャラクタの影響が著しく広範囲になってしまっているのは、いくつ かの重要なライブラリ・コール、たとえば popen(3)や system(3)、がコマンドシェル を呼び出して実行するからです。つまり、シェルのメタキャラクタからも影響を受けて います。 同様に execlp(3)や execvp(3)もシェルを呼び出す仕組みになっています。 popen(3)や system(3)、execlp(3)、execvp(3)をまったく使用しないように提案して いるガイドラインが多く、プロセスを生成する場合には execve(3)を C 言語から 直接呼び出すように提案しています [Galvin 1998b]。 とにかく、execve(3)が使えるなら、system(3)の使用を避けてください。system(3)は シェルを使って文字を展開しますので、危険がさらに広がります。 同様に Perl や シェルのバッククォート(`)もコマンドシェルを呼び出せます。 Perl についての詳しい情報は を見てください。

SQL にもメタキャラクタがありますので、同じような問題が SQL の呼び出しにも 存在しています。 SPI Dynamic's paper ``SQL Injection: Are your Web Applications Vulnerable?'' を見てください。 この点についてさらに論じていきましょう。 で論じた通り、非常に限定的なパタンを定義して、 パタンにマッチした入力だけを許可するようにしてください。パタンを ^[0-9]$ もしくは ^[0-9A-Za-z]*$ に制限してあるなら、問題は起こらないでしょう。 SQL メタキャラクタが入ったデータを扱う必要があるなら、それを何か別の符号に 変換してから(できるだけ早いうちに)、保存してください。たとえば、HTML エンコードのように(この場合は、アンパサンド文字を符号化してやる必要があります)。 また引用符でユーザの入力すべてを囲んでください。たとえデータが数字であっても です。そうすれば、空白や他の種類のデータは危険ではなくなります。

これらの文字の 1 つでも忘れると災難を被るかもしれません。たとえば、プログラム の多くは、バックスラッシュをシェルのメタキャラクタとして削除してしまいます [rfp 1999]。 で論じたように、推奨する解決方法は、入力されたらすぐ、 それらの文字をともかくエスケープする方法です。 しかし、はるかに適切な解決方法は、どの文字を許可するのかを自分で特定する 方法です。そして、それらの文字だけを許可するようにフィルタをかけます。

プログラムには、人間とやり取りするべく設計されたものがたくさんあります。 そのようなプログラムは、「特別な」行為を実現する「エスケープ」コードが あります。 もっと一般的(で危険)なエスケープコードの 1 つに、コマンドラインを立ち上げる というものがあります。 このような「エスケープ」コマンドが絶対無いようにしてください (さもなければ、そのコマンドが確実に安全であるようにしてください)。 たとえば、コマンドライン指向のメール・プログラム(mail やmailx のような)では、 チルダ(~)をエスケープキャラクタとして使っています。チルダは多量のコマンド を送る場合に使われてきました。 明らかに無害なコマンド、たとえば、「mail admin < file-from-user」 が、結果的に任意のプログラムを実行するのに利用できます。 vi や emacs、ed のような対話形式のプログラムは、「エスケープ」する仕組みを 持っていて、ユーザがプログラム実行中に任意のシェル・コマンドを走らせられます。 呼び出すプログラムのドキュメントをいつも調べて、エスケープする仕組みがないか 調査してください。 他のプログラムを呼び出すなら、利用したいものだけを呼び出すようにするのが適切 です。 を見てください。

エスケープコードを回避する問題は、対象範囲が低レベルなハードウェアの部品や それをエミュレートするものにまで広がります。 モデムにはたいてい「Hayes」と呼ばれている命令セットが実装してあります。 この命令セットが有効になっていると、遅延を発生させる「+++」というフレーズ やそれにともなう別の遅延によって、そのコマンドに続くテキストがモデムに対する コマンドと解釈されます。 これはサービス拒否攻撃の実行に利用できますし(「ATH0」を送ることで、モデムを ハングアップさせます)、ユーザを別の所に接続させることさえ可能です(巧妙な 攻撃者なら攻撃者が制御しているマシンを経由するように、ユーザの接続の経路を 変えてしまいます)。 ケースをモデムに限定すれば、対処するのは簡単です(たとえば、モデムの初期化 文字列「ATS2-255」を加えておきます)。しかしまだ一般的な問題は残っています。 低レベルな部品やそのエミュレータを制御しているなら、必ずそれらに組み込んで あるエスケープコードを無効にするか、対策を施してください。

「端末」インタフェースでは、既になくなって久しい VT100 のような昔の端末の エスケープコードを実装しているケースが多くあります。 これらコードはとても便利で、端末のインタフェースを使って、たとえば文字を太く したり、フォントの色を変えたり、特定の位置に移動したりできます。 しかし、直接端末のスクリーンに任意の信頼できないデータの送出を認めてはいけ ません。というのは、コードによっては重大な問題を引き起こすものがあるからです。 システムには、キーの割り当てを変更できるものもあります(たとえば、ユーザが 「Enter」もしくはファンクションキーを押すことで、望みのコマンドを送って実行 できます)。 中には、コードを送ってスクリーンをクリアしたり、犠牲者となる人に実行させたい コマンドを表示できたりするものもあります。表示させておいて、画面を「元に戻す」 命令を送って、キーが押されるのを待たずに攻撃者が選んだ命令を実行させてしまい ます。 これは通常「ページモード・バッファリング」という機能を使って実現しています。 このセキュリティ上の問題は、仮想 tty(デバイスファイルとして提供されていて、 通常は /dev にあります)が所有者にだけ書き込みが可能で、他には誰も書き込めない ようにすべきである理由になっています。決して「その他の書き込み」パーミッション を設定してあってはいけません。また、ユーザがグループ(つまり「ユーザプライベート グループ」という手法)のメンバーだけでないなら、「グループによる書き込み」 パーミッションも端末に対してかけるべきではありません[Filipski 1986]。 ユーザに対してデータを(擬似)端末で表示しているなら、安全を確認していない限り すべての制御文字(32 よりも小さい値の文字)をフィルタして、ユーザに戻すデータ から取り除く必要があります。 最悪の状況では、タブや改行(おそらく復帰改行も)を安全とした上で、残りすべて を排除します。 ハイビットが立っている文字(つまり 127 より大きい値)を扱うにはテクニック を要します。古いシステムには、ビットが立っていないがごとく実行してしまうもの があります。しかし単にそれらの文字をフィルタリングすると、いろいろな国の言葉 の使用を禁じてしまいます。 この場合はケースに応じて見ていく必要があります。

これに関連して、NIL キャラクタ(キャラクタの 0)が意外な影響を及ぼす問題が あげられます。 C や C++ の関数の大部分は、NIL キャラクタが文字列の終端の印と想定して いますが、他の言語(Perl や Ada95 等)の文字列を扱う関数は NIL を文字列の 一部として扱います。 ライブラリやカーネルの呼び出しは C の扱いを踏襲していますので、チェック する内容と実際使用される内容が一致しません[rfp 1999]。

他のプログラムを呼び出したり、ファイルを参照したりする時には、いつもフルパス (たとえば `/usr/bin/sort`)のように)で指定するようにして ください。 こうすることで、「間違った」コマンドを呼び出す際に生じるエラーを無くす だけでなく、PATH 環境変数が間違って設定されていてもエラーを回避できます。 他のファイルの参照についても、「間違った」開始パスを指定した結果生じる問題 を減らせます。

### プログラマ向けのインタフェースだけを呼び出す

プログラム向けに用意されているアプリケーション・プログラミング・インタフェース (API)だけを呼び出すようにしてください。 通常プログラムは他のプログラムを呼び出します。これには、実際に人とやり取り するように設計されたプログラムも含まれます。 しかしプログラムを呼び出すのに、人がやり取りするようにプログラムを設計するの では十分ではありません。 プログラムのヒューマン・インタフェースがことさら機能豊富であるが故に、 完璧に制御するのが困難になっている点が問題になります。 で論じたように、対話的なプログラムには 「エスケープ」コードがよくあります。こうなると、攻撃者が不適切な機能を実行 できてしまいます。 また、対話的なプログラムは「多分そうだろう」というデフォルトの設定を実行しよう とします。 これが期待しているデフォルトの動作ではないかもしれません。攻撃者は、これに つけ込む手段を見つけるかもしれません。

通常直接呼び出してはいけないプログラムには、mail や mailx、ed、vi、emacs があります。 最低限これらのプログラムの入力をまずチェックしてから、呼び出してください。

通常は安全なアクセスをするために、プログラム機能としてパラメタがあった り、別の API を持っていたり、それらを使わないでプログラム専用のアプリケーション があったりします。 たとえば、テキスト・エディタ(ed や vi、emacs のような)を呼び出してテキスト を編集する代わりに、sed が使えます。

### システムコールの返り値はすべてチェックする

システムコールでエラー状況を返せるものは、すべてそのエラー状態をチェックする 必要があります。 まず理由としてあげられるのは、システムコールのほとんどすべてが、限られた システム・リソースを対象としており、そのリソースに対してユーザはさまざまな 方法で影響を与えられるからです。 setuid や setgid されたプログラムには、setrlimit(3)や nice(2)のようなシステム コールを呼び出すことで、そのプログラムで使用するリソースの制限ができます。 サーバプログラムを利用する外部のユーザや CGI スクリプトは、同時に多量の リクエストをサーバに要求してリソースを食い潰せます。 エラーを適切に扱えないならば、既に述べたフェイル・セーフにしてください。

### vfork(2)は使わない

Unix ライクなシステムで新しいプロセスを簡単にかつ移植性を持たせて作成する には、fork(2) システムコールを使用します。 BSD は vfork(2)と呼ばれるシステムコールを導入して、手法の最適化を図りました。 vfork(2)は fork(2)とは異なり、execve(2V)を呼び出すか、exit するまでは、 子プロセスが親プロセスのメモリや制御スレッドを借りています。 親プロセスは子プロセスがそのリソースを使っている間、サスペンドします。 古い BSD では fork(2)がメモリを実際にコピーするのに対して、vfork(2)では そうしない点が基本です。 Linux ではこの問題はまったく発生しません。なぜなら、Linux は内部ではコピー・ オン・ライト方式を使っていて、変更があった時にだけページをコピーします (実際は、他にもまだコピーしなければいけないテーブルがいくつか存在します。 大部分の動作環境では、このオーバーヘッドはそれほど重くはありません)。 にもかかわらず、vfork(2)を使ったプログラムがいくつか存在するので、最近に なって Linux で BSD の vfork(2) 方式を実装しました(それまでは、vfork(2) は fork(2)のエイリアスでした)。

vfork(2) にはかなり問題があります。 移植性の点からすると、vfork(2)は、親プロセスに干渉しないようにするのに、 実のところかなりトリッキーところがあります。特に高レベルな言語においてその点 が顕著です。 「干渉しない」ようにするには、実際に生成されるマシンコードに反映する必要 があります。また、コンパイラは表に出ない一時的な生成物や予想外の干渉を 起こすコードを構成してしまうケースが多くあります。 結論として、vfork(2)を使っているプログラムは、コードが変わったり、コンパイラ のバージョンが変わったりするだけでたいてい機能しなくなります。

Linux システム上の安全が必要なプログラムにとって、これはさらに状況を悪くします。 なぜなら、Linux(少なくとも バージョン 2.2 の 2.2.17 まで)は vfork()の実装 に競合状態が起こる脆弱性があるからです。 Linux で特権プロセスがユーザのコマンドを実行するのに vfork(2) と execve(2) をペアで使っていると、競合状態が発生します。子プロセスが既にユーザの uid で動作しているが、execve(2)はしていないケースです。 ユーザが SIGSTOP を含むシグナルをそのプロセスに送れるかもしれません。 vfork(2)方式では、特権を持った親プロセスも子プロセスと同様にブロックされます。 結果的に、特権を持っていないプロセスが、特権を持ったプロセスを中断させられ ます。つまりこれは、特権を持ったプロセスのサービスに対するサービス拒否攻撃に なります。 少なくとも FreeBSD と OpenBSD では、このケースに対処するコードが入っています。 この問題に対する脆弱性は、知っている限りありません。 Solar Designer 氏に感謝しています。彼は 2000 年 10 月 7 日に security-audit メーリングリストで Linux において、この問題に言及し、証拠を示してくれました。

vfork(2)について、結論ははっきりしています。 プログラムでは vfork(2)を使わない、です。 こうするのは難しくないはずです。vfork(2)を主に使用するのは、vfork 方式を必要と している古いプログラムをサポートするためだからです。

### 組込みコンテンツの読み込み時に発生する Web バグに対処する

データフォーマットには、コンテンツへの参照を組み込むめるものもあります。 この参照は、データを見た時に自動的に読み出されます(ユーザが選択するのを 待たずに)。 このデータがインターネット経由(全世界から広く)で読み出せるなら、この機能を 使って読者についての知見がなくても、情報を取得できる可能性があります。また場合 によっては、読者に承諾を得ないまま強制的に動作させることも可能です。 このプライバシーに関連する問題を「Web バグ」と呼ぶ場合があります。

Web バグを使って、ドキュメントの中にあらかじめ参照を埋め込みます。コンテンツの 著者は、誰が、どこで、どんな方法でドキュメントを読んだのか追跡するのに、これを 利用します。 また著者は基本的にはどのように「盗み見されている」ドキュメントがある人から 別の人へ、ある組織から別の組織へとどのように渡っていくのかも見張れます。

HTML フォーマットは以前からこの問題を抱えていました。 Privacy Foundation に よれば、

> インターネットで広告を扱う会社は、今日 Web バグを Web ページ上で広く利用して います。また追跡調査を行うために HTML ベースの電子メールでも使われています。 それらは、普通大きさが 1 x 1 ピクセルで、スクリーン上では目に見えず、追跡調査 に使われているのを隠しています。 しかし、それらは(img タグを使った)画像ではありません。 他に Web バグを実行している HTML タグには、たとえば、フレームやフォーム 呼び出し、スクリプトがあります。 単独で Web バグを実行すると「盗聴」サイトに対して、読者の IP アドレスや 読者が訪れたページ、ブラウザについてのさまざまな情報を提供します。クッキーを あわせて利用すると、読者を個別に特定できるようになります。 Web バグについての概要については、 http://www.securityspace.com/s_survey/data/man.200102/webbug.html で見られます。

もっと心配なのは、他のドキュメントのフォーマットがそのような機能も持っている ように見える点です。 Web サイトにある HTML を Web ブラウザで見る時に、誰がデータをブラウジング しているかという情報を取得する方法が別にあります。しかし、電子メールのような 別のフォーマットのドキュメントを見る時に、ドキュメントを読んだだけで監視され てしまうと想像できるユーザはほとんどいません。 たとえば、最近になって Microsoft Word は Web バグのサポートを決定しました。 the Privacy Foundation advisory for more information を見てください。 その勧告で言及しているように、最近のバージョンの Microsoft Excel や Microsoft Power Point も盗み見できます。 場合によっては、クッキーはさらに情報を取得するのに利用できます。

Web バグは、おもにファイルフォーマットの設計に当たって問題となります。 ユーザがプライバシーを大事にするなら、おそらくファイルを含む自動的な ダウンロードに制限をかけたくなるしょう。 ファイル自体をダウンロードする場合(つまり、Web ブラウザ経由で)は、例外の 1 つです。 他のファイルを同じ場所から同じ時間にダウンロードしても、ユーザにはほとんど 関係ありません。

### 秘密にしたい情報は隠す

秘密にしたい情報は、詮索好きな目から見えないようにすべきです。入力であっても 出力であっても、システムに保存されている時にはそうすべきです。 秘密にしたい情報には、クレジットカードの番号や貯金の残高、自宅の住所等 が必ず含まれます。また、アプリケーションは名前や電子メールのアドレス他の プライベートな情報をたくさん扱っています。

Web ベースのアプリケーションは、ユーザとの通信に秘密にしたい情報があるなら、 すべて暗号化する必要があります。 普通は、「https」プロトコル(HTTP を SSL や TLS にのせている)を使います。 HTTP 1.1 の規格書(IETF RFC 2616 セクション 15.1.3)によれば、HTTP プロトコルを 使ってサービスを提供している著者は、GET をベースにしたフォームを秘密にしたい データの登録に使用すべきではないとしています。そうすると、 このデータがリクエストした URI に符号化して入ってしまうからです。 既存のサーバやプロクシ、ユーザ側のエージェントの多くは、リクエストした URI をどこかに記録し、この記録が第三者から見えてしまうかもしれません。 GET のかわりに、この目的に向いている POST ベースで登録を使ってください。

秘密扱いのデータを扱うデータベースでは、記憶装置(ディスク上のファイル等) も暗号化しておくべきです。 そのような暗号化をしても、攻撃者が安全が必要なアプリケーションを破壊する行為を 防げませんし、当然ながらアプリケーションは、暗号化したデータにアクセスする 何らかの手段も用意しなければなりません。 しかし、データが入ったバックアップ用のディスクをどうにか得ようとする攻撃者 に対しては、防御になります。しかしデータの復号に使用 する鍵を得ようとする攻撃に対しては、効果がありません。 また、攻撃者がアプリケーションにまんまと侵入できなければ防御になります。 しかし、関連しているシステムの一部に侵入できれば、保管してあるデータを見る のには十分です。この場合も、攻撃者は暗号化アルゴリズムを破らなければ、データ を取得できません。 データが不用意に移動してしまうケースがたくさんあります(たとえば core ファイル) が、これも防げます。 しかし注目すべきなのは、思ったほどこれが強力な防御にはならない点です。サーバ 自身がやられてしまう可能性があるからです。

## 情報はえりすぐってフィードバックする

旧約聖書 箴言 26 章 4 節

愚か者にはその無知にふさわしい答えをするな あなたが彼に似た者とならぬために。

### フィードバックは最小限に

信頼できないユーザに対しては、多くの情報を提供しないようにしてください。ただ 成功したか、失敗したかを教えて、失敗しても失敗したと言うだけにして、なぜ失敗 したかについては、できるだけ教えないようにしてください。 詳細な情報はユーザの痕跡を検証したログに保存してください。 たとえば、

- プログラムに何らかのユーザ認証が必要な場合(たとえばネットワークサーバや ログイン・プログラムを作成している)、認証前の段階では、ユーザにはできる だけ情報を与えないようにしてください。特に認証前にプログラムのバージョン ナンバーを漏らすことがないようにしてください。 そうしないと、特定のバージョンのプログラムに穴があることがわかってしまった 場合、そのバージョンからアップグレードしないユーザが攻撃者にみすみす穴を 教えてしまうことになってしまいます。

- プログラムがパスワードを要求する場合、入力を表示してはいけません。パスワード がばれる原因の 1 つになってしまいます。

### コメントはいれない

情報を返す時には、情報を受け取るユーザにコメントを見せてもよいと望んでいない 限りは、「コメント」を入れてはいけません。 ファイル(HTML のような)を作成する Web アプリケーションにこの問題は顕著です。 Web アプリケーションのプログラマは、自分の作品にコメントを入れたがり(これは 良いことです)ますが、コード中にただコメントを残すだけでなく、作成したファイル (普通は HTML か XML)の一部として含めます。それがユーザに返されます。 このコメントが時にそのシステムがどのように動作しているかを見抜く手段を提供 し、攻撃者を助けることになります。

### 出力が溢れたり、反応が遅い場合も対処する

安全が求められるプログラムで、ユーザへ出力する過程を詰まらせたり、 出力の反応を遅くさせられることが、ユーザにとって可能かもしれません。 たとえば、Web ブラウザは故意に TCP/IP の経路を切断したり、反応速度を遅く したりできます。 そのようなケースに対しても、安全が求められるプログラムは対応するべきです。 特にロックはすみやかに外すようにすべきです(できれば反応を返す前に)。 そうすれば、サービス拒否攻撃の隙ができるようなことはありません。 ネットワークへの書き込み要求は、常にタイムアウトを設定すべきです。

### データフォーマットを制御する(「書式文字列」)

コンピュータ言語における出力ルーチンは、書式を制御するパラメタを持っている ケースが多くあります。 C で最もよく知られた例が printf()系のルーチン(printf()や sprintf()、 snprintf()、fprintf()等)です。 C での他の例は syslog()(システムのログ情報を書く)や setproctitle() (プロセス識別子の情報を文字で表示するのに使用)です。 関数に付いた名前は、「err」や「warn」ではじまったり、「log」が含まれていたり、 「printf」で終わったりしている点に注意する価値はあります。

Python は「%」演算子を持っていて、文字列にあると書式を同じように制御 します。 プログラムやライブラリの多くは、フォーマット機能を定義していて、普通は 組み込みルーチンを呼び出し、さらに処理を加えます(たとえば、glib の g_snprintf()ルーチンのように)。

意外にも、これらのフォーマット機能を見くびっているように思える方々がたくさん いて、信頼できないユーザからのデータを、書式パラメタとして利用しています。 フィルタをかけることなしには、信頼できないユーザからのデータを書式パラメタ として使用しないでください。 例としてぴったりなのが下記です。

      /* Wrong ways: */
      printf(string_from_untrusted_user);
      /* Right ways: */
      printf("%s", string_from_untrusted_user); /* safe */
      fputs(string_from_untrusted_user); /* better for simple strings */

さもなければ、攻撃者は書式文字列を慎重に選んで、ありとあらゆる悪さを行います。 C の printf() が良い例です。 printf()を使って、ユーザが制御している書式文字列を悪用する方法はたくさん あります。 これらの方法には、長い書式文字列によるバッファオーバーラン(攻撃者がプログラム を完全にコントロールできてしまいます)や認められていないパラメタを使用する 変換規則(予想外のデータを挿入する)、まったく予想できない結果になる値を作り だすフォーマット等があります(不適切なデータを前後に入れて、後で利用する 時に問題を起こす)。 特にひどいケースは、printf の %n の変換規則です。この規則では、多量の文字 をポインタ引数にあるだけ書き込みます。 これを使うと、攻撃者は書き込もうとした値に上書きできてしまいます。 また、攻撃者はほとんど任意の場所に上書きさえ可能です。それは本来は渡され なかった「パラメタ」を指定できるからです。 これらの攻撃について詳しく論じた資料はたくさんあります。たとえば、 Avoiding security holes when developing an application - Part 4: format strings がその 1 つです。

結果をユーザに返すケースが多いので、この攻撃はスタックについての内部情報 をさらす場合にも使われます。 この情報は、StackGuard のようなスタックを守るシステムを回避するのにも利用 できます。StackGuard は定数の「canary」値を用いて攻撃を検知します。 しかしスタックの内容が表示できるなら、現在の canary の値がさらされて、攻撃 を受けやすくなります。

書式文字列は、ほとんどいつも文字列定数のはずですが、国際化を見つけ出す関数 呼び出し(たとえば、gettext の _())を含むこともあります。 この検索を行うには、プログラムが制御する値に制約を設けなければなりません。 つまりユーザは、プログラムが管理しているメッセージファイルからしか選択 できないようにしなければいけません。 ユーザのデータには、使用前にフィルタをかけられます(書式文字列として正しい文字、 たとえば [A-Za-z0-9] のような文字をリストアップしてフィルタを設計します)。 しかし、問題を防ぐのに、普通はもっと簡単で良い方法があります。それは、書式 文字列を固定するか、fputs()を使用するかです。 先に「出力」の問題としてリストアップしましたが、内部的に出力以前のプログラム に対しても問題が発生します(出力ルーチンはファイルに保存しているかもしれず、 snprintf()を使って、内的な状態の生成さえしているかもしれないからです)。

入力フォーマットの問題によって、セキュリティ上の問題が発生するのは、あながち ないともいえません。CERT Advisory CA-2000-13 を見れば、この弱点を利用した 攻撃の例が載っています。 これらの問題がいかにやられやすいのかについて、さらに詳しい情報は、 Pascal Bouchareine 氏の 電子メールで、タイトルが「[Paper] Format bugs」 にあります。これが書かれたのは 2000 年 7 月 18 日です Bugtraq。

2000 年 12 月現在、gcc コンパイラの開発版では、安全でない書式文字列に対して の警告メッセージをサポートしています。開発者がこれらの問題を回避できる ように支援する試みです。

もちろんこれは国際化の検索が実際のところ安全かどうか、という疑問をはぐら かしています。 自分で国際化の検索ルーチンを作成しているなら、信頼できないユーザには、正しい ロカールだけが指定可能で、勝手なパスを指定するような、何か違うものを指定 できないようにしてください。

信頼できる相手に対するものであっても、国際化によって作られた文字列には 制限をかけなければいけません。これは明白です。 そうしないと、攻撃者はこの機能を利用して書式文字列の弱点に突け込みます。 これは C や C++ のプログラムに顕著です。 この点は Bugtraq で話題になってきました(たとえば、John Levon 氏が 2000 年 7 月 26 日に Bugtraq に投稿したものを見てください)。 さらなる情報は、ユーザに許可する選択は、正しい言語の値だけにすることを論じた を見てください。

プログラミング上のバグであるとはいえ、いろいろな国々でさまざまな方法で数字を 表記している点に触れるのは意味があります。特にピリオド(.)とカンマ(,)が、 整数と端数部分を区切るのに使われている点に対して。データを保存したり、 読み込んだりするなら、使用中のロカールがデータの取り扱いに絶対干渉しない ようにしなければなりません。 そうしなければ、フランス語ユーザは英語ユーザとデータを交換できないかもしれ ません。理由は、保存されたり、取り出したりしたデータは違う区切りを使っている かもしれないからです。 セキュリティ上の問題としてこれが利用されるのかどうかは定かではありませんが、 ないとも思えません。

### 出力時に文字符号化を制御する

一般的に、安全が必要なプログラムでは、そのプログラムが決めた前提条件と クライアントが同期していなければいけません。 よくある問題の 1 つとして、文字を出力する際に符号化指定を行わないと、Web アプリケーションに支障がでる点が挙げられます。 すべてのデータが信頼できる元からくる場合はかまいません。しかし、信頼できない 元からもデータがくるなら、信頼できない元が安全が必要なプログラムの予期でき ない別の符号化を使って、データを偽るかもしれません。 これがサイトにまたがる悪意ある攻撃のきっかけになります。詳しくは、 を見てください。

CERT's tech tip on malicious code mitigation でこの文字符号化を指定しない 問題についてかなりわかりやすく解説していますので、ここで引用します。

> Web ページの中には、文字符号化(HTTP の「charset」パラメタ)を定義していない ところがたくさんあります。 HTML や HTTP の初期バージョンでは、文字符号化が定義されていないと、デフォルト で ISO-8859-1 であると仮定していました。 実際に、ブラウザのデフォルトはさまざまだったので、デフォルトを ISO-8859-1 としてしまうのには無理がありました。 HTML version 4 では、文字符号化を指定していなければ、どの符号化を使っても かまわないことになりました。

> Web サーバがどの文字符号化を使うのか指定していないと、どの文字が特殊文字 なのかがわかりません。 文字符号化を指定していない Web ページは、たいていの場合うまく動作します。 それは文字集合のほとんどが、128 以下のバイト値に同じ文字を割り当てて いるからです。 しかし、128 以上の値のどれが特殊文字なのでしょうか。 16 ビットの文字符号化方式には、「<」のような特殊文字を表示するのに、追加で 複数バイトを使っているものもあります。 ブラウザには、これを別の符号化として認識し、動作するものもあります。 これは「正しい」動作なのですが、悪意あるスクリプトを使った攻撃が、防ぎづらく なってしまっています。 サーバはどのバイトシーケンスが特殊文字を現すのか、単純には判断できなくなり ます。

> たとえば、UTF-7 は「<」と「>」に対して、異なる符号化を提供しています。 またよく使われているブラウザのいくつかは、これらをタグの開始と終了として認識 するものもあります。 これはブラウザのバグではありません。 文字符号化が本当に UTF-7 なら、これは正しい動作です。 問題は、ブラウザとサーバが符号化で同期がとれていない状況に陥る可能性が ある点です。

この問題を説明するのは厄介ですが、有り難いことに、HTML での解決策は簡単です。 HTML ヘッダに文字セットを下記の例のように設定するだけです。

    <HTML>
    <HEAD>
    <META http-equiv="Content-Type"
    content="text/html; charset=ISO-8859-1">
    <TITLE>HTML SAMPLE</TITLE>
    </HEAD>
    <BODY>
    <P>This is a sample HTML page
    </BODY>
    </HTML>

技術的な観点からすると、文字符号化を HTTP プロトコルの出力の一部として設定 する方が、さらに良い解決策です。しかし、これを難しくしているライブラリが存在 します。 この解決策は技術的には優れています。クライアントに強制的にヘッダーを調べさせ、 ヘッダー中にあるMETA 情報を読んでわかる文字符号化を判定する必要がないからです。 もちろん、現実的には上記のような META 情報を読めなかったり、正しく扱え なかったりするブラウザは、市場では受け入れられていません。しかしそれは別問題 です。 いずれにしても、サーバが HTTP プロトコルの一部として「文字セット」に適切な 値を設定して送り出す必要があります。 残念ながら、この(技術的には優れた)解決方法を心からお薦めできません。 それは、古い HTTP/1.0 対応のクライアントには、明示的に指定してある charset パラメタを適切に扱えないものがあるからです。

HTTP/1.1の仕様では、クライアントがこのパラメタに従うように定めていますが、 それを実現するのは、ははなはだ疑わしいと思います。おそらく、正しい文字符号化 の利用を強制する手段として、その仕様を唯一の方法としてではなく、追加の方法 として使うことになるでしょう。

### Include ファイルや設定ファイルへのアクセスを防ぐ

Web ベースのアプリケーションを開発する時に、ユーザにプログラムの include ファイルや設定ファイルへのアクセス(読み込み)を認めてはいけません。 このデータは、システムに侵入するのに十分な情報(たとえば、パスワード)を提供する かもしれません。 このガイドラインは、ケースによって他の種類のアプリケーションにも適用できる ことを覚えておいてください。 このガイドラインを実行するのに、必要な作業がいくつかあります。

- プログラムの include ファイルもしくはその設定ファイルは、Web のドキュメント ルート外に置いてください(つまり、Web サーバはそれらのファイルを絶対外部に 出しません)。

- include ファイルがテキストファイルとして外部に出さないように、Web サーバを設定 してください。たとえば、Apache を使っているなら、.inc ファイル用にハンドラか アクションを追加できます。

- include ファイルは保護されたディレクトリ(.htaccess を使って) に置いてください。その上で、外部に出ないファイルとして設定してください。

- ファイルに対してフィルタを使ってアクセスを拒否するようにしてください。 Apache なら、下記で実現できます。

       <Files ~ "\.phpincludes">
          Order allow,deny
          Deny from all
       </Files>

  正規表現をフルに活用してファイル名をマッチさせる必要があるなら、Apache では FilesMatch 命令を使えば実現できます。

- include ファイルが正規のスクリプトで、それをサーバが解析するなら、ユーザが 渡してくるパラメタでは絶対動作しないようにしてください。 あわせて必ず安全に設計してください。

これらの解決方法では、ファイルが置いてあるディレクトリを誰もが読める場合、 ユーザのアクセスを防御できません。 ファイルのパーミッションを変更して、Web サーバの uid もしくは gid を持って いる者だけが読めるようにしてください。 しかしユーザが Web サーバで自分のスクリプトを実行できる(ユーザがファイルに アクセスするスクリプトを書ける)のなら、この方法ではうまくありません。 そもそも、サイトをホスティングしているサーバが信頼できない人間と共有ならば、 システムを安全にするのは困難です。 解決方法の 1 つは、Web サービスを提供するプログラムを複数立ち上げ、それぞれ パーミッションを別にすることです。この方法でさらに安全にはなりますが、実際 骨が折れる作業です。 また別の解決方法として、自分の uid や gid だけが対象ファイルを読めるように 設定し、サーバがそのスクリプトを「自分」のパーミッションで実行するように します。 後者の方法はそれ自身問題があります。サーバのある部分に root の権限 が必要となるからです。そうなると、スクリプトに必要以上のパーミッション が必要となるかもしれません。

## 言語固有の問題

新約聖書 コリントの信徒への手紙一 14 章 10 節)

世にはいろいろな種類の言葉があり、どれ一つ意味を持たないものはありません。

言語には固有の問題がたくさんあります。 下記にその問題の多くを要約して挙げておきます。

- 関連する警告と実際に利用できる防御機構をすべて有効にしてください。 コンパイル言語では、コンパイル時と実行時の両方が対象になります。 一般的にセキュリティに関連しているプログラムでは、警告をすべて有効にして、 きちんとコンパイルすべきです。

- 「セーフ・モード」(つまり、実行動作に制約をかけられるモード)が利用できるなら、 そうしてください。 インタプリタ言語の多くは、そのようなモードを用意しています。 一般的に、セーフ・モードに頼って、それだけで防御を行ってはいけません。 セーフ・モードを持っている言語の大部分は、言語のセキュリティを十分に分析 しているとは言えません。そうなると、そこを狙ってさまざまな手段を見つけ出して しまうのが通例です。 しかしコードを書くに当たっては、コードがセーフ・モードを使わなくても安全で あるようにし、さらにセーフ・モードをかけて、最終的には何重にも防御をかかる ようにします(おおかた、攻撃者はアプリケーションのコードとセーフ・モード両者 を壊さなければならなくなります)。

- 言語に含まれている危険で古臭い操作は避けてください。 「危険」とは、操作を正しく行うのが難しいものを指します。 たとえば、言語の多くには「不思議な」機構や機能があります。つまり、「正しい」 動作を推測して、試行錯誤して使用するものです。一般的にはこれらは避けるべき です。攻撃者が試行錯誤してそれにつけこみ、予測できない何か危険なことができる かもしれないからです。 よく起るエラーに、「オフ・バイ・ワン(off-by-one)」エラーがあります。 これは、境界値が 1 つずれることで、結果的にエラーとなる脆弱性です。 普通、オフ・バイ・ワンエラーの発生が最小限になるようにコードを書いてください。 言語に標準規約があるなら(たとえば、ループの書き方)、それに従ってください。

- 言語の基盤となる部分(たとえば、ランタイム・ライブラリ)が利用でき、 それが安全であるかを確認してください。

- 文字列のガーベジ・コレクションを自動的に行う言語において、機密データ(特に 秘密鍵やパスワード)を慎重にすぐ削除してください。

- 自分が使用している操作方法を正確に理解しておいてください。 ドキュメントにある操作方法それぞれを調べてください。 関連する可能性がないと確認できない限り、返り値は無視しないでください。 「signed」の値と「unsigned」の値の違いを無視しないでください。 例外をサポートしていない C のような言語では特に困難ですが、方法はあります。

### C と C++

C と C++ プログラムに存在する最大のセキュリティ上の問題の 1 つは、バッファ オーバーフローです。詳しくは を見てください。 C はさらに例外をサポートしていないという弱点を持っていて、重大なエラーを 無視して、安直にプログラムをコーディングできます。

C や C++ には他にも問題があります。それは、開発者が自分でメモリ管理をしな ければならない点です(たとえば、malloc()や alloc()、free()、new、free)。 メモリ管理に失敗すると、結果としてセキュリティ上の弱点になるかもしれません。 もっと深刻な問題は、プログラムが開放してはいけないメモリを間違って開放できる 点です(つまり、C++ で malloc() と new 命令を混ぜて使うと、不正な命令を利用 していることになります)。 こうなると、場合によっては GNU/Linux システムのように、すぐクラッシュする ケースもあります。またあるケースでは攻撃者がそこにつけ込んで、勝手にコード を実行させてしまうかもしれません。 たとえば、2001 年 3 月 11 日に zlib ライブラリでこの問題が発生していると アナウンスされ、それを使っている多くのプログラムが影響を受けました。 したがって、GNU/Linux 上でプログラムをテストする時には、MALLOC_CHECK_ 環境 変数に 1 もしくは 2 を設定すべきです。そして、自分のプログラムを実行するの に当たっては、0、1、2 いずれかに設定するのを検討してもよいと思います。 この設定をする理由については、GNU/Linux の malloc(3) に説明があります。

> 最近のバージョンの Linux libc(5.4.23 以降)と GNU libc(2.x)では、 malloc の動作が、環境変数によって調整できる実装になっています。 MALLOC_CHECK_ が設定されていると、専用の(非効率な)実装が用いられて、 単純なエラーには耐え られるようになります。単純なエラーとは、free()を同じ引き数で 2 度呼び出して しまったり、 1 バイトだけ余計に取ったり(オフ・バイ・ワンのバグ)する等です。 しかし、これらのエラーすべてを防げるわけではなく、その場合にはメモリリーク が発生します。 MALLOC_CHECK_ を 0 に設定すると、ヒープの破壊に対して 警告を出さずに、そのままにしておきます。1 に設定すると、診断メッセージが 標準エラー出力に表示されます。 2 に設定すると、ただちに abort() が呼び 出されます。 プロセスが実際にクラッシュするのがずっと後になり、クラッシュした時点で 本当の原因を探し出すのが非常に困難な場合には、これが役立ちます。

未使用のメモリを開放しないと(たとえば、free()を使って)、未使用のメモリ がたまってしまいます。未使用のメモリがたまり過ぎると、プログラムが動作 停止してしまうかもしれません。 未使用のメモリが攻撃者に利用され、サービス拒否を起こす結果になる可能性も あります。 理屈上では、攻撃者がメモリをフラグメント化して、サービス拒否を起こせます。 しかし普通これはかなり非現実的で、攻撃としては危険性が低くなります。

型宣言をする時にはできるだけ厳密にしてください。 利用できるなら「enum」を使って、列挙型の値を定義してください(特別な値を 持った「char」や「int」を使うのではなく)。 enum は特に switch 文の値で役に立ちます。コンパイラが、正しい値を適用している かどうかを判定してくれます。 値が負にならなければ、「unsigned」を使用するのが適切です。

C や C++ でやっかいなのは、文字型である「char」が signed もしくは unsigned どちらにもなる点です(コンパイラやマシンによって違います)。 signed char にハイビットを設定し、整数として保存すると負になります。 これが脆弱性になるケースがあります。 一般的には、char や signed char のかわりに「unsigned char」を使って、 バッファやポインタに利用してください。そして、127(0x7f)以上の値になるかも しれない文字データを扱うなら、キャストしてください。

C と C++ における型チェックのサポートは明らかにいい加減です。しかし、少なく ともチェックのレベルを上げれば、間違いのいくつかは自動的に検知できます。 コンパイラの警告をできるだけ有効にしてコードを修正し、警告が何も出ないように コンパイルしてください。必ず ANSI のプロトタイプ宣言を独立したヘッダファイル (.h)に入れて利用し、関数呼び出しすべてが必ず正確な型になっているようにして ください。 gcc を使って C や C++ をコンパイルするなら、コンパイル時のフラグとして、少なく とも下記を設定してください(たくさんの警告メッセージが有効になります)。また、 警告はすべて取り除くようにしてください(警告には、データフロー分析を行って、 高レベルの最適化を図った時にだけ検知されるものがあります。その場合、-O2 が 使われていることを覚えておいてください)。

    gcc -Wall -Wpointer-arith -Wstrict-prototypes -O2

「-W -pedantic」としてもよいと思います。

C や C++ コンパイラが、不正な書式文字列を検出できるケースが多々あります。 たとえば gcc では、__attribute__()機能(C 拡張機能の 1 つ)を使って、不正な 書式文字列への警告が可能になり、該当する関数に印をつけます。また、この機能 を使ったとしても、コードの互換性は無くなりません。 ここでは、ヘッダファイル(.h)に何を入れるのかの例を挙げておきます。

     /* in header.h */
     #ifndef __GNUC__
     #  define __attribute__(x) /*nothing*/
     #endif

     extern void logprintf(const char *format, ...)
        __attribute__((format(printf,1,2)));
     extern void logprintva(const char *format, va_list args)
        __attribute__((format(printf,1,0)));

「format」属性は、「printf」と「scanf」で利用できます。その後に続く数字は 書式文字列のパラメタ数と最初の可変引数パラメタ(個々に)です。 この点については、GNU のドキュメントで解りやすく解説しています。 他の機能として、__attribute__ には「noreturn」や「const」等があります。

C や C++ の開発者がよく起こすエラーを無くしましょう。 たとえば、「==」を使うつもりで「=」を使わないよう、注意してください。

### Perl

Perl プログラマは、まず perlsec(1)を読んだ方が良いでしょう。この man には 安全が求められる Perl プログラムの書き方に関して、課題がたくさん載っています。 特に perlsec(1)では、「汚染(taint)」モードについて説明しています。安全性が 必要なプログラムは、このモードを使用すべきです。 実もしくは実効ユーザ id やグループ id が違っていれば、自動的に汚染モードが有効 になります。もしくは、-T をコマンドラインに指定して有効にできます(たとえば CGI スクリプトのように、誰かの代わりに実行するなら、後者を使ってください)。 汚染モードは、さまざまなチェックを有効にします。たとえば、ディレクトリのパス のチェックをして、他のユーザが書き込めないようになっているかをチェックします。

しかし、汚染モードの効果が最もはっきり現れるのは、誤ってプログラム外の何か に影響を与えてしまわないように、プログラム外部からくるデータを使わない方が 良い場合です。 汚染モードでは、外部から得た入力は「汚染された」ものとして印が付けられます。 外部からの入力には、コマンドラインの引数や環境変数、ロカール情報(perllocale(1) 参照)、システムコールの結果(readdir や readlink、getpw* の gecos フィールドの 呼出し)、ファイル入力すべてがこれに該当します。 汚染されたデータは直接利用されません。また、間接的にサブシェルから呼び出す コマンドも利用しません。ファイルやディレクトリ、プロセスを修正するコマンド でも利用しません。 重要な例外が 1 つあります。引数リストを system もしくは exec に渡す場合、 リスト要素には汚染度チェックが働きません。したがって、汚染モードでの system や exec には特に注意を払ってください。

汚染されたデータから派生したデータ値はどれも汚れています。 例外が 1 つあります。データをきれいするには、汚染されたデータの部分 文字列を抜き出します。 ただ、部分文字列としてむやみに「.*」を使わないようにしてください。 汚染を防ぐ仕組みを台無しにしてしまいます。 そのかわりに、プログラムが許容する「安全な」パタンを識別するパタンを 使って、「有効な」値を取り出して下さい。 値を取り出した後も、その値をチェックする必要があります(特に長さ)。

open や glob、backtick 関数はシェルを呼んで、ファイル名に含まれるワイルド カード文字を展開します。これがセキュリティホールを開けるのによく使われます。 これらの関数をまったく止めるようにするか、perlsec(1)にあるように、より 特権を少なくした「サンドボックス」を使用するようにしてください。 特に backtick については、system()を呼び出すように書き直してください(もしく は完全に書き直して、より安全なものに変更してください)。

率直に言えば、Perl の open()関数は、安全が求められるプログラムにとっては 「何でそうなるのかな？」状態です。open()はテキストを解釈しますが、念入りに フィルタをかけないと、セキュリティ上の問題がたくさん起こってしまいます。 ファイルをオープンしたり、ロックしたりするコードを書く前に、perlopentut(1) を調べてください。 たいていの場合、sysopen()はファイルをオープンするに当たって、さらに安全な方法 (さらに複雑ですが)を提供しています。 新しい Perl 5.6 では、open() の呼び出しにさらに 3 つのパラメタを用意して、 sysopen()の複雑さを排し、解りにくい動作を無効にしました。

Perl プログラムは警告フラグ(-w)を有効にすべきです。これで潜在的に危険であった り、古臭い式に警告を出せます。

Perl プログラムは、制限をかけた環境でも動かせます。 さらに詳しい情報は、Perl の標準配布物に入っている「Safe」モジュール を見てください。 このモジュールがどの程度監査してくれるか定かではありませんので、これに セキュリティ上の信頼を寄せるのは注意してください。 「Penguin Model for Secure Distributed Internet Scripting」を詳しく 調べてもよいでしょう。このドキュメントを書いている時点では、まだ コードもドキュメントも利用できないようですが。 【訳註：Penguin Model for Secure Distributed Internet Scripting は http://www.hpcf.upr.edu/~humberto/documents/penguin-safe-scripting.html

を参照してください】

### Python

他の言語と同じく、データがプログラムの一部として実行できる関数には、注意 が必要です。信頼できないユーザが、入力に影響を絶対与えないようにしてください。 exec() や eval()、execfile()がこれに該当します(率直に言って、compile()を 呼び出すものすべてに対して、注意深くチェックすべきです)。 意外なことに、input()式は危険です[Watters 1996, 150]。

Python プログラム(setuid や setgid したプログラム)で、特権を持たないユーザが 実行した、特権がついているプログラムには、「ユーザ」モジュールをインポート してはいけません。 ユーザモジュールのせいで、pythonrc.py が読まれたり、実行されたりします。 このファイルを信頼できないユーザがコントロールすると、攻撃者がユーザ モジュールを利用して、信頼できるプログラムに対して、強制的に勝手なコードを 実行させられます。

Python は、ほとんどコンパイル時にチェックを行いません。基本的にコンパイル時 に型情報は存在しません。関数やメソッドに渡るパラメタの数が適正であるかの チェックすらありません。 これが、潜在的バグをたくさん抱える、という残念な結果を生みます(John Viega 氏と 私は、この問題に遭遇しました)。 うまくいけば、いつの日か、Python はオプションとして静的な型付けと型チェックを 選択できるようになるでしょう。この点についてはかねてから議論されてきました。 現状は不完全ながら PyChecker という解決策があります。PyChecker は lint ライク なプログラムで、Python のソースコードによくでるバグをチェックします。 PyChecker は http://pychecker.sourceforge.net で取得できます。

Python では RExec クラスで「実行に制限をかける」機能がサポートされています。 この機能の主目的は、アプレットやモバイル・コードの実行にあります。しかし、 外部からコードが渡らなくても、プログラムの特権に制限を設ける場合にも 利用できます。 実行に制限をかける環境では、ファイルの読み込みは、デフォルトで許可しています (書き込みは許可していません)。ネットワークへアクセスする操作や GUI による やりとりはできません。 デフォルトは変更可能ですが、制限をかけた環境で、抜け穴(loophole)ができない ように注意してください。 特にユーザに対して、自由にクラスへ属性を追加できるようにすると、幾通りもの 方法で環境を破壊できます。というのは、Python は「見えない」メソッドを多量に 呼び出して実行しているからです。 デフォルトでは、Python のオブジェクトはほとんど参照渡しです。制限をかけた プログラム環境にあっても、mutable(変更可能)な値に対する参照を入れ込むと、 制限をかけたプログラムでも、ある程度オブジェクトが変更できます。つまり 制限をかけた環境の外から見えてしまいます。 つまり mutable な値にアクセスしたいなら、mutable な値をコピーするか、 Bastion モジュール(別オブジェクトへの制限をサポート)を使用してください。 詳しい情報は、Kuchling [2000]を見てください。 制限をかけた環境を実現する機能が、どの程度監査を施すのかは定かではありません ので、プログラマの皆さんは注意してください。

### シェルスクリプト言語(sh と csh 系)

setuid もしくは setgid した安全が求められるコードには、標準的なコマンドシェル のスクリプト言語(csh や sh、bash のような)を採用しないよう、強く推奨します。 システムには(Linux のような)、setuid や setgid したシェルスクリプトを完全に 無効にしているものもあり、setuid や setgid したシェルスクリプトを作成すると、 移植性の問題がさらに発生します。 古いシステムでは、そもそもシェルスクリプト言語は安全ではありません。それは 競合状態を起こすからです( で論じたように)。 その他のシステムにとっても、あまり良いとはいえません。

実際のケースでは、シェルスクリプト言語を安全が要求されるプログラムに使うべき ではない場合がよくあります。 標準的なコマンドシェルは、あいまいな入力に左右されてしまうのは周知の事実です。 普通コマンドシェルは、対話的に利用してるユーザに対して、「自動的に」 動作するように設計してあります。したがって、クラックする決意を持った人間には 対抗できません。 シェルプログラムは、安全にする必要が求められないプログラムにとっては、 素晴らしいプログラムです(たとえば、特権を持たないユーザと同じ権限で実行でき ますし、「信頼できない」データも受けつけません)。 また、入力すべて(たとえば、ファイルやディレクトリ、コマンドライン、環境 変数他)が、信頼できるユーザからのものである限り、特権を持って動作するのには 好都合です。起動時や終了時のスクリプトに非常に良く採用されているのはこのため です。

悪意ある入力が存在する状況で、安全なシェルプログラムを作成するのは、 他の言語に比べて困難です。理由は、シェルはすべてから影響を受けるからです。 たとえば、「見えない」環境変数(たとえば、ENV や BASH_ENV、IFS の値)は、 操作方法に影響しますし、スクリプトが実行される前に、ユーザが定義した任意の コードを実行することさえ可能です。 実行ファイル名やディレクトリの中身のようなものでさえ、実行に影響します。 攻撃者が制御文字(たとえば改行)や空白、シェルのメタキャラクタ、ダッシュ (オプションを示すフラグ)ではじまるファイル名を作れると、それがつけ込む隙を 与えることになります。 たとえば、Bourne シェルの実装の多くは、下記のコードを実行すると、root で のアクセスを認めてしまいます(この脆弱性を提示してくれた NCSA に感謝します)。

     % ln -s /usr/bin/setuid-shell /tmp/-x
     % cd /tmp
     % -x

システムによってはこの穴を塞いでいるものもありますが、問題が解決した訳では ありません。コマンドシェルの大部分が、安全に setuid や setgid したプログラム を書くようにはできていないからです。 プログラムの目的として、setuid したシェルスクリプトの作成は避けてください。 システムが setuid したシェルスクリプトを許していてもです。 そのかわりに、別の言語で小さなプログラムを作成して、環境をクリアにしてから、 他の実行形式(シェルスクリプトであるかもしれません)を呼ぶようにしましょう。

それでもシェルスクリプト言語の利用にこだわるなら、少なくとも移動もしくは 変更できないディレクトリにスクリプトを置いてください。 PATH と IFS には、スクリプトの最初の方で既知の値を設定してください。実際、 環境はスクリプトが呼ばれる以前に整えておくべきです。 また最初の方で「cd」して、安全なディレクトリに移動しておいてください。 データを使うなら /etc のような、信頼できるユーザが制御しているディレクトリ からのデータにしてください。攻撃者は、そのようなディレクトリに、悪意を持って 名付けたファイルは入れられませんので。 ファイル名はすべて必ず引用符で囲んで コマンドラインに渡してください。たとえば、$1 ではなく "$1" のように。理由は、 空白が入ったファイル名が分割されてしまうからです。 「--」を使ってコマンドを呼び出し、オプションがさらに追加できない ようにしてください。攻撃者がダッシュではじまるファイル名を作成したり、渡して きたりして、プログラムをひっかけてオプションであるかのごとく処理させようと するかもしれないからです。 入力ファイル名を注意深く調べ、許可するファイル名には制限をきつくかけて ください。

同じ意味合いで、安全なポリシを実装している「制限付きのシェル(restricted shell)」を信頼するのは、お薦めできません。 制限付きのシェルは、あえてユーザにさまざまな処理を実行できないようにする シェルです。目的は、ユーザにごく限られたプログラムだけを動作させることです。 制限付きシェルは、念には念を入れる手段としては有効ですが、正確に設定できない のは有名で、設定してもよく破られてしまいます。 たとえば制限付きシェルには、ファイル(たとえば、「.profile」)に制限をかけない 状態で実行してから、動作するものがあります。 ユーザがこのファイルを変更できれば、そのコードを実行させてしまいます。 制限付きシェルは、限られた少数のプログラムだけを実行するように設定するべき です。しかし、それらのプログラムのどれかが「シェルエスケープ」を使って、 ユーザがさらにプログラムを動かせるようになっていれば、攻撃者はそのシェル エスケープを利用して制限付きシェルを回避してしまいます。 もちろん、制限付きシェルの PATH を設定していなければ(どんなプログラムの動作 も許可)、攻撃者はプログラムの多くでシェルエスケープを利用できます(テキスト エディタや メールリーダー等)。 問題は、シェルの目的がそもそも他のプログラムの実行にある点です。他のプログラム が、望んでいない操作を認めているかもしれません。シェルは、これらの操作の防止 には介入しません。

### Ada

Ada95 では、Unbounded_String 型の方が、String 型よりも柔軟であるケースが多い です。 理由は、必要に応じて自動的にサイズが変わるためです。 しかし、パスワードや秘密鍵のような機密の値を Unbounded_String には入れないで ください。コアダンプやページエリアにそれらの値が後々まで残ってしまっている かもしれないからです。 そういう場合には、String 型を使って、others => ' ' のように、定数ですぐに 上書きしてください。

### Java

Java を使って安全なプログラムを開発しているなら、まず最初のステップ(Java の 学習後)は、Java のセキュリティについての 2 つの基礎的なテキストを読むこと です。そのテキストは、Gong [1999]と McGraw [1999](後者については、特に セクション 7.1 を見てください)。 また、Sun が投稿した安全なコードのためのガイドライン http://java.sun.com/security/seccodeguide.html も見てください。 Java のセキュリティモデルについてのスライドが、 http://www.dwheeler.com/javasec で自由に見られます。 McGraw [1998]もあわせて見てください。

皆さんが開発しているようなアプリケーションは、明らかにたくさんのものに依存して います。 クライアント側での利用を目的にした Java のコードは、サーバ側のコード以上に まったく異なった環境(と信頼モデル)にあります。 もちろん一般原則は適用できます。たとえば、信頼できないユーザからの入力に 対しては、その入力をチェックしてフィルタをかけなければいけません。 しかし、Java では「隠れた」入力や、下記で論じるような配慮すべき潜在的な入力 が存在します。 Johnathan Nightingale [2000] には、Java プログラミングにおける課題を要約した 記述が興味深く、いろいろと書いてあります。

> … Java プログラミングで大事なのは、継承に気をつけることです。 親からのメソッドやインタフェース、親のインタフェースを継承するなら、 コードに穴が開く危険があります。

キーとなるガイドラインを Gong [1999]や McGraw [1999]、Sun のガイダンス、 そして私自身の経験からいくらか書いてみます。

1. public なフィールドもしくは変数は、使わないでください。private で宣言して、 それらへのアクセス機能を提供し、制限をかけてから利用してください。

2. メソッドは他に理由がない限り、private にしてください(もし private にしない なら、ドキュメントに理由を記載してください)。 private でないメソッドは、自分自身で防御しなければいけません。なぜなら、 汚染されたデータを受け取るかもしれないからです(どうにかして防御する手はず を整えない限りは)。

3. JVM(Java Virtual Machine)は、アクセシビリティ修飾子(たとえば、「private」) をアプリケーション(アプレットとは対照的に)実行時に実際には実施しない可能性 があります。 この点を「Secure Programming」メーリングリストで 2000 年 11 月 7 日に 指摘してくれた John Steven 氏(Cigital Inc.)に感謝します。 この問題は、どのクラスのローダーが、アクセスを要求するクラスをロードするかに 左右される点にあります。 クラスが信頼できるクラスのローダー(null もしくは基底クラスのローダーを含む) からロードされれば、アクセスチェックは「真」を返します(アクセスを許可)。 たとえば、下記のように動作します。 (少なくとも、Sun の 1.2.2 VM では。他の実装では動作しないかもしれません)。

   1. public フィールドを持つ犠牲者クラス(V)を書き、コンパイルします。

   2. 先程のフィールドにアクセスする「攻撃者」クラス(A)を書き、 コンパイルします。

   3. V の public フィールドを private に変更して、再コンパイル します。

   4. A を動かします。A は V の(現在は private な)フィールドに アクセスします。

   しかし、アプレットでは状況が変わります。 A をアプレットに変換し、アプレットとして動作させると(たとえば、アプレット・ ビューアーやブラウザで)、クラスローダーは、もはや信頼された(もしくは null) クラスのローダーになっています。 つまり、コードは、java.lang.IllegalAccessError に投げられ、クラス A から V.secret フィールドにアクセスしようとしている、というメッセージを出します。

4. static フィールドの変数は使わないでください。そのような変数はクラス に属します(クラス・インスタンスではなく)。そして、クラスは他のクラスによって 位置づけられて、static フィールドの変数は他のどのクラスからも見られるように なります。こうなってしまうと、安全にするのがますます難しくなります。

5. コードに悪意があるかもしれない場合、mutable オブジェクトを決して返さ ないようにしてください(コードが mutable オブジェクトを変更してしまうかも しれないため)。 配列は mutable であることに注意してください(配列の中身が mutable でなくても です)。 したがって、機密データが入った内部配列への参照は返さないでください。

6. ユーザの既知の mutable なオブジェクト(オブジェクトの配列を含む)を決して そのまま保存しないでください。 さもないと、ユーザがオブジェクトを安全が必要となるコードに渡してしまうかもしれ ません。安全が必要なコードは、そのオブジェクトを「チェック」し、そのデータを 使いながら、変更してください。 配列は内部で保存する前にコピーして、注意深く扱ってください(たとえば、ユーザ が作成したコピー・ルーチンには注意してください)。

7. 初期化に頼らないでください。 初期化していないオブジェクトを割り当てる方法は、いくつかあります。

8. 特に理由がなければ、すべてを final としてください。 クラスもしくはメソッドが final でないと、攻撃者が危険かつ思いがけない方法で 拡張しようとするかもしれません。 こうすると、セキュリティと引き換えに拡張性が犠牲になることを忘れないで ください。

9. セキュリティは、パッケージのスコープに頼らないようにしてください。 デフォルトで閉じている java.lang のようなクラスは少数です。Java Virtual Machine(JVM)には、他のパッケージを閉じさせようとするものもあります。 そうでなければ、Java のクラスは閉じていません。 つまり、攻撃者は新しいクラスをパッケージ内部に導入することで、この新しい クラスを使って、防御していると思っているオブジェクトにアクセスできて しまいます。

10. inner クラスを使用しないでください。 inner クラスがバイトコードに変換されると、inner クラスはパッケージ の中のあらゆるクラスからアクセスできるクラスへと変換されてしまいます。 さらに悪いことに、クラスのプライベートなフィールドを取り囲むと暗黙に private ではなくなり、なんと inner クラスからのアクセスを認めてしまいます。

11. 特権を最低限にしてください。 できるだけ、特別なパーミッションをまったく必要としないようにしてください。 McGraw 氏は、さらに踏み込んで、どんなコードにも署名しないように推奨して います。私はあえてコードに署名しています(そうすると、ユーザが「(ある特定の )送り手の一覧にある人が署名したコードだけを実行可能」という選択ができます)。 しかし、特権を設定するサンドボックスそのものを必要とするよう、プログラムを 書いてください。 さらに特権を持つ必要があるなら、とりわけ厳しくそのコードを監査してください。

12. コードに署名しなければいけないなら、1 つのアーカイブファイルに すべてを納めてください。 McGraw [1999]から引用するのが適切ですので、下記に載せます。

    > この規定の目的は、異なる手段を組み合わせた攻撃を防ぐことにあります。 この攻撃は、攻撃者が悪意あるコードと署名済みのクラスを一緒にリンクしたり、 意図的に絶対一緒に使うことがないように作られた署名済みクラスとリンクしたり して、新しいアプレットやライブラリを構築しようとします。 クラスのグループにもあわせて署名すると、この攻撃がさらに困難になります。 コードに署名を行う既存のシステムでは、十分に異質なものを組み合わせた攻撃に 対処できません。したがってこの規定は、そのような攻撃を完全には防ぎ切れません。 しかし、アーカイブを 1 つにしておけば、打撃は受けません。

13. クラスが複製できないようにしてください。 Java がオブジェクトを複製する仕組みは、コンストラクタが何も動かなくても、 攻撃者がクラスのインスタンスを作成できてしまいます。クラスを複製できない ようにするために、クラスそれぞれで下記のメソッドを定義してください。

        public final void clone() throws java.lang.CloneNotSupportedException {
           throw new java.lang.CloneNotSupportedException();
           }

    どうしてもクラスを複製可能にする必要があるなら、攻撃者が複製したメソッドを 再定義できないようにする方法がいくつかあります。 自分で複製したメソッドを定義しているなら、final にしてください。定義して いないなら、少なくとも下記を追加して、悪意あるオーバーライドを防げます。

        public final void clone() throws java.lang.CloneNotSupportedException {
          super.clone();
          }

14. クラスはシリアライズできないようにしてください。 シリアライズすると、攻撃者が private な部分であっても、オブジェクトの内部状態 を見られるようになります。 これを防ぐには、このメソッドをクラスに追加してください。

        private final void writeObject(ObjectOutputStream out)
          throws java.io.IOException {
             throw new java.io.IOException("Object cannot be serialized");
          }

    シリアライズが可能な場合、フィールドがシステムのリソースを直接扱っていたり、 アドレス空間に関連する情報を含んでいたりするなら、そのフィールドに transient を設定するようにしてください。 そうしないと、クラスをデシリアライズすると不適切なアクセスを認めることになる かもしれません。 機密の情報は transient であると見なしても良いと思います。

    自分でクラスにシリアライズするメソッドを定義するなら、どんな DataInput や DataOutput メソッドにも内部配列を渡すべきではありません。 根本的な理由は、DataInput や DataOutput メソッドが、オーバーライド可能だから です。 シリアライズできるクラスが private な配列を直接 DataOutput(write(byte [] b)) メソッドに渡したとすると、攻撃者が ObjectOutputStream をサブクラス化して write(byte [] b)メソッドをオーバーライドし、private な配列にアクセスしたり、 修正したりできるようにしてしまいます。 デフォルトのシリアライズは、private なバイト配列フィールドを DataInput や DataOutput のバイト配列メソッドに公開しません。

15. クラスをデシリアライズしないでください。 クラスをシリアライズしていなくても、デシリアライズできるかもしれません。 攻撃者が好みの値を入れたバイトシーケンスを作って、クラスのインスタンス としてデシリアライズできます。 見方を変えると、デシリアライズは一種の public なコンストラクタで、攻撃者が オブジェクトの状態を選択できるようにします。この操作は明らかに危険です。 これを防ぐには、下記のメソッドをクラスに追加してください。

        private final void readObject(ObjectInputStream in)
          throws java.io.IOException {
            throw new java.io.IOException("Class cannot be deserialized");
          }

16. 名前でクラスを比較しないでください。 攻撃者は、どのみち同じ名前でクラスを定義できます。注意しないと、これら のクラスに望ましくない特権を与えてしまい、混乱が生じます。 ここでは、間違った例として、オブジェクトが既知のクラス かどうかを判断する例を載せておきます。

          if (obj.getClass().getName().equals("Foo")) {

    2 つのオブジェクトが、間違いなく同じクラスであると判断する必要があれば、 getClass()を両者にかけてから、== 演算子で比較してください。 つまりこのようになります。

          if (a.getClass() == b.getClass()) {

    オブジェクトが既知のクラス名を本当に持っているかどうかを決める必要があるなら、 杓子定規に、必ず現在の名前空間(今使っているクラスのクラスローダー)で使うよう にしてください。 下記のような形式を使ってください。

          if (obj.getClass() == this.getClassLoader().loadClass("Foo")) {

    このガイドラインは McGraw 氏と Felten 氏のドキュメントからの引用です。この ガイドラインは優れています。 私はこれに加筆して、クラスの値による比較はできるだけ避けるのが得策であると しました。 今必要性がまったくないとしても、クラスメソッドやインタフェースを設計する 方が適切です。 しかしいつも設計するのは無理なので、これらのテクニックを知っていると役に 立ちます。

17. 機密情報(暗号鍵やパスワード、アルゴリズム)をコードやデータに保存しないで ください。 JVM には簡単にこのデータを見せてしまう好ましくないものがあります。 コードを複雑にしても、実力がある攻撃者にはコードを隠しておけません。

### TCL

TCLは、「tool command language」の略語で、「ティクル」と呼びます。 TCL は、言語とライブラリの 2 つの部分から構成されています。 言語はシンプルなテキスト言語です。コマンドを呼び出して、対話的なプログラム を動かすのに向いており、基本的なプログラミング機能も備えています。 ライブラリは、アプリケーションプログラム内に組み込まれます。

TCL についての情報はさらに、 TCL WWW Info のようなサイトのページで見られます。 非常に興味深いのは、Safe-TCL(TCL でサンドボックスを作る)や Safe-TK (Safe-TCL 用にサンドボックス化した移植性のある GUI)です。同じく WebWiseTclTk Toolkit は TCL パッケージを自動的に配置して WWW のどこからでもロードをできるようにして います。 WebWiseTclTk Toolkit については、 http://www.cbl.ncsu.edu/software/WebWiseTclTk. にさらに詳しい情報があります。 どの程度コードをレビューしてあるのか、はっきりしません。 さらに役立つ情報が、comp.lang.tcl の FAQ http://www.tclfaq.wservice.com/tcl-faq に載せてあります。 しかし TCL が目指しているところが、小さく、「シンプル」な言語であるゆえに、 思った以上に制限があります。 Richard Stallman 氏の「Why You Should Not Use TCL」 を見てください。 たとえば、TCL は概念上、データ型は 1 つしか存在せず(文字列)、これがさまざまな プログラムの作成を難しくしています(実行も遅くなっています)。 また、私が TCL プログラムを書いた時にわかったことがあります。それは、悪意ある 入力文字列によって、簡単にプログラムが厄介で思いがけない動作をしてしまう点 です。 たとえば、攻撃者はあなたの TCL プログラムを利用して、予期しなかったことを 実行してしまうかもしれません。予期しなかったこととは、TCL にとって特別な意味 を持つ文字であるスペースや二重引用符、中括弧、ドル記号、ブラケットを送り つけることです(もしくは、処理中にこれらの文字を発生させる入力を作成します)。 つまり、セキュリティの境界に位置して、仲介をしなければならないプログラムを書く のには、TCL を推奨できません。 どうしても TCL を選びたいなら、細心の注意を払って、ユーザの入力によって プログラムが「だまされない」ようにしてください。 その一方で、TCL プログラムがモバイル用コードを実装するのに全然利用できない、 という理由(不十分なレビュー以外に)を理解できません。 私が推奨する以上に TCL の利用を支持している人たちがいます。それは TCL が サンドボックスを出来合いで実装している数少ない言語の 1 つだからです。

### PHP

SecureReality は、非常に興味をそそる「A Study In Scarlet - Exploiting Common Vulnerabilities in PHP」[Clowes 2001]」というドキュメントを出して いて、PHP 4.1.0 以前のバージョンにターゲットを当て、安全なプログラムを 書く上で問題となる点のいくつかを論じています。 このドキュメントでは「努力したとしても、PHP で安全なアプリケーションを 書くのは非常に難しい(PHP のデフォルトの設定では)」と結論づけています。

どんな言語にもセキュリティ上の問題はありますが、PHP には安全上おそらく 他の大半の言語と比べて際だった問題点が 1 つあります。それは名前空間に データをロードする方法です。 デフォルトで PHP (バージョン 4.1.0 もしくはそれよりも古いバージョン)は、 Web 上の PHP へと送られる環境変数とその値をすべて、自動的に同じ名前空間 (グローバル変数)にロードします。通常の変数もそこにロードします。したがって、 攻撃者は自由に変数やその値を設定可能で、PHP プログラムがあえて再設定しない 限り、その値はそのままになっています。 さらに PHP は最初に変数を作る要求があった時に、デフォルトの値を設定します。 したがって、PHP プログラムは変数を初期化しないのが普通です。 変数を設定するのを忘れると、PHP は報告をあげますが、デフォルトではそうなって いません。ただ忘れてはいけない点は、これが単にエラーの報告であって、攻撃者 が普通でない方法を見つけて、エラーを起こすことを止められないことです。 つまり PHP はデフォルトでは、プログラムが攻撃者に対して特別に注意を払って 攻撃者を負かさない限り、プログラムにある変数すべての値のコントロールを完全に 許してしまっています。 プログラムが動きだすと、これらの変数を再設定できますが、どの変数の再設定に 失敗しても(はっきりとしていなくても) PHP プログラムの脆弱さがあらわになる でしょう。

たとえば、下記の PHP プログラム(Clowes 氏による例)は、パスワードを知っている 人にだけ何か重要な情報を与えようとしていますが、攻撃者は Web ブラウザで 「auth」に値を設定し、認証チェックの効力を失わせられます。

     <?php
      if ($pass == "hello")
       $auth = 1;
      ...
      if ($auth == 1)
       echo "some important information";
     ?>

私の他にも、このとりわけ危険な問題を批判する人が大勢います。PHP は広範に 使われているので、問題は深刻です。 結局、簡単に使える言語は、簡単に安全なプログラムを書けるようになっています。 PHP では、設計時に見通しを誤ってしまったこの機能を無効にできます。 「register_globals」を「off」にすればよいのです。しかし、PHP の 4.1.0 より 新しいバージョンでは、デフォルトで「on」になります。4.1.0 以前は register_globals を off にして使用するのは困難です。 PHP の開発者は、PHP 4.1.0 のアナウンスの中で下記のように述べています。 「PHP の次の準メジャー・バージョンアップでは、デフォルトで register_globals は off になってインストールされます」

「register_globals」が「on」になっている PHP は、重要なプログラムにとって 危険な選択となります。いとも簡単に安全でないプログラムが書けるからです。 しかし、「register_globals」が「off」になりさえすれば、PHP は開発するのに なかなか使える言語になります。

デフォルトを安全にするには、「register_globals」を「off」にすること、 ユーザが外部の情報源から得る入力に対して設定を行い、制限をかけやすく できる機能を追加することが挙げられます。 Web サーバ(Apache のような)は、独自に PHP を安全に設定してインストールでき ます。 ユーザが受け取りたい入力変数が簡単にリストアップできるようなルーチンを PHP ライブラリに入れられます。 関数には、変数が持たなければならないパタンおよび変数が強制されなければ ならない型をチェックするものがあります。 私の考えでは、現状、安全な Web 開発に PHP を採用するのはどうかと思います (register_globals が on なので)。しかし、ちょっとした修正をすれば、手ごろな 手段になります。

PHP を使おうと決めたなら、ここでアドバイスをいくつか書いておきます(これら のアドバイスの多くは、Clowes 氏が提起している問題への対処方法をベースにして います)。

- PHP の設定オプションである「register_globals」を「off」にして、4.1.0 以上 のバージョンを利用してください。 PHP 4.1.0 ではいくつか特別な配列を用意していて、その中でも $_REQUEST は 「register_globals」を「off」にしている場合に PHP でのソフトウェア開発を 容易にします。 register_globals を設定することで、PHP に対する一番よくある攻撃を完全に 排除できます。またこの設定が新規インストールのデフォルトになる時の準備にも なります。 register_globals が off であることを前提にするなら、まずこの点をチェックする 必要があります(そうなっていなければ中断します)。そうすれば、プログラムを インストールする人が、問題があることにすぐ気付きます。 サードパーティの PHP アプリケーションでこの設定で動作するものは少数です。 したがって現状では、Web サイトで完全に off にするのは困難であることを忘れない でください。 また、「register_globals」を無効にすると、サードパーティによるホスティング も難しくなります。 プログラムのいくつかだけが「register_globals」を「off」にしていることは可能 です。 たとえば Apache なら、下記の行を PHP のディレクトリの .htaccess ファイルに 加えてください(もしくは Directory 命令を使ってさらに制御をかけてください)。

       php_flag register_globals Off
       php_flag track_vars On

  しかし .htaccess ファイル自体、Apache の Web サーバが設定の上書きを許可して いなければ、無効になります。Apache 全体の設定は AllowOverride が None と 設定されているのが普通です。 したがって Apache ユーザならば、Web のホスティング・サービスに対して、 「AllowOverride オプション」を設定ファイルに設定するように説得してみてください。 そうできたなら、ヘルパー関数を書いて、必要なデータ(そのデータだけ)をそのまま ロードしてください。

- register_globals が on になって動いていると思われるところで、ソフトウェアを 開発しなければならないなら(たとえば、あちこちに存在する PHP アプリケーション)、 ユーザが設定していない値を常に設定するようにしてください。 PHP のデフォルト値を前提にしないでください。また自分で確かに設定した変数で なければ、信用してはいけません。 入口になるどの部分でも、これを行わなければいけません (たとえば PHP プログラムと PHP を使った HTML ファイルすべて)。 最善の解決策は、PHP プログラムそれぞれに対して、使用する変数すべてに値を設定 することです。ただそれらに普通のデフォルト値("" や 0)を再設定するとしてもです。 これには、実行に必要な include されるファイルに入っているグローバル変数や ライブラリすべてにも当てはまります。 あいにくこの点が、提案を実行することを困難にしています。それは、開発者の中で すべてのグローバル変数がすべての関数から利用されるかもしれないという点を本当に 知っていて、理解している人が少ないからです。 それより劣る方法ですが、HTTP_GET_VARS や HTTP_POST_VARS、HTTP_COOKIE_VARS、 HTTP_POST_FILES を捜し出し、ユーザがデータを用意しているが、プログラマが その情報すべてをチェックし忘れていないかを見つけます。また PHP が新しいデータ 源を追加すると何が起こるかも見つけます(たとえば、HTTP_POST_FILES は古い バージョンにはありません)。

- エラー報告のレベルを E_ALL に設定して、すべてのエラーがテスト中に報告される ようにしてください。 何よりこの報告には、初期化していない変数についての警告があります。これが PHP では重要な問題になります。 とにかく PHP を使いはじめるなら、これは良い考えです。なぜならプログラムを デバッグするのにも役立つからです。 エラー報告のレベルを設定するのには、いろいろな方法があります。 「php.ini」ファイル(全体)や「.htttpd.conf」ファイル(ホスト 1 台)、 「.htaccess」ファイル(複数ホスト)、もしくはスクリプトのトップレベルで、エラー 報告関数を通して行なう等があります。 推奨するエラー報告レベルの設定方法は、php.ini ファイルとトップレベルの スクリプト両方で設定する方法です。そうすれば、(1)トップレベルのスクリプトに コマンドを入れ忘れる(2)プログラムが別のマシンに移動して php.ini ファイルを 変更し忘れる、ということが防げます。 つまり PHP プログラムそれぞれが、下記のようにはじまるべきです。

        <?php error_reporting(E_ALL);?>

  エラーの報告は、開発中に有効にし、本番のサイトでは無効にすべきである、 という点については議論の余地があります(そのようなエラー・メッセージは攻撃者 にとって役に立つ情報を提供する可能性があるからです)。 問題なのは、「実運用する」時に無効にし、そのままの状態で開発中も無効にして おくことです。 したがって、当面は単純なアプローチを取って、開発、本番それぞれのはじまりに 入れることを推奨します。

- ファイル名を作成するのに使われるユーザ情報は、どれも注意深くフィルタして ください。とりわけリモートファイルへのアクセスは防いでください。 PHP はデフォルトで「リモートファイル」機能がついてきます。つまり、fopen() のようなファイルをオープンするコマンドが存在しています。他の言語がローカル ファイルだけをオープンできるのに対して、他のサイトからの Web や ftp の要求 を呼び出すのに実際よく使われます。

- PHP の古い形式でファイルのアップロードをしないでください。HTTP_POST_FILES 配列とそれに付随した関数を使ってください。 PHP はファイルをアップロードするのに、そのファイルをどこかのテンポラリの ディレクトリに特定の名前で置いています。 PHP はそもそも、変数の寄せ集めに対して設定を行い、ファイル名がどこにあるか を示します。しかし、攻撃者は変数名やその値をコントロールするのが可能なので、 その機能を使って、とんでもないことを起こせます。 そのかわりに、HTTP_POST_FILES とそれに付随した関数を使って、アップロード されたファイルにアクセスしてください。 この解決方法を取ったとしても、 攻撃者が勝手な内容のファイルをテンポラリで アップロードできてしまいます。これはそれ自体危険です。

- ドキュメントツリーには、保護済みの入口部分だけを入れてください。他のコード (大部分がそうであるべきですが)は、ドキュメントツリーの外に置いてください。 PHP はこのトピックスについて、残念な報告が過去いろいろありました。 元々は、PHP ユーザは「.inc」(include)拡張子を使って、「含まれる」ファイルを サポートしてきました。しかし、このファイルにはパスワード他の情報も入ります。 また Apache は「.inc」ファイルがドキュメントツリーにあり、要求がありさえ すれば、要求者にその内容を与えてしまっていました。 これまで開発者は、すべてのファイルに「.php」という拡張子を付けていました。 これはこのファイルが見られないことを意味します。しかし、入口部分では なかったファイルが入口になってしまえば、そこが時として悪用されてしまいます。 先程述べたように、セキュリティ上のアドバイスで一番大切な点は、いつも同じです。 ドキュメントツリーには、保護済みの入口部分(ファイル)だけを入れてください。 他のコード(たとえば、ライブラリ)は、ドキュメントツリーの外に置いてください。 どんな「.inc」ファイルもドキュメントツリーには入れないでください。

- セッション機構を避けてください。 「セッション」機構は、便利に永続的なデータを保存できますが、現状の実装には 問題点がたくさんあります。 まず、デフォルトではセッションはテンポラリファイルに情報を保存します。 したがって、マルチホストなシステムであると、数ある攻撃や情報流出に対して隙を 見せることになります。 今はマルチホストなシステムではなくても、いつかそうなるとも限りません。 この情報をファイルシステムではなく、データベースと「紐づける」ことも可能 です。しかし、別の人間がマルチホストなデータベース上で同じパーミッションで データベースにアクセスできるなら、問題は一緒です。 気をつけていないと曖昧になりますし(「セッション値なのか攻撃者が設定した値 なのかわからない)、攻撃者が選んだ内容のファイルや鍵をサーバに無理やりおいて しまうことも可能です。これは物騒な状況です。また、攻撃者はある程度、ファイル 名や鍵名をどこに置くかをコントロールすることさえ可能です。

- 入力がアクセスしてかまわないのか、パタンに照らし合わせてすべてチェック してください(言語と同じように)。そして型変換を使って、文字列ではないデータを 強制的にあるべき型にしてしまってください。 「ヘルパー」関数を開発すればチェックが簡単になり、(予想範囲内の)入力が 選ばれたリストから取り込めます。 PHP は型の制約が緩く、これが問題を起こします。 たとえば、入力データの値が「000」なら、「0」とは等しくなりませんし、empty() も等しくなりません。 これは連想配列にとって、とりわけ重要です。それはインデックスが文字列だからです。 $data["000"]は $data["0"]とは違うことを意味します。 たとえば、$bar が double 型であると確認しなければいけません(確認した後は、 double 型にとってのみ、正しいフォーマットとなります)。

        $bar = (double) $bar;

- 危険をはらんでいる関数には特に注意を払ってください。 この関数には PHP コードの実行(たとえば、exec()や passthru()、backtick 演算子、system()、popen())やファイルのオープン(たとえば、fopen()や readfile()、file())等があります。 これは完璧なリストではありません。

- 適切な場合には、magic_quotes_gpc()を使ってください。いろいろな攻撃を排除 します。

【訳註：原著では、オブジェクト指向スクリプト言語 Ruby にふれていません。 訳註として簡単に Ruby のことにふれたいと思います。 Ruby にはセキュリティモデルが存在しています。 大きくわけて 2 つの危険なケースを想定しています。 1 つは、信頼できないデータを扱う場合、もう 1 つは、信頼できないプログラムを 扱う場合です。 このケースに対応して、レベル 0 から 4 までのセキュリティ・レベルを $SAFE というグローバル変数を用いてスレッド単位に設定できます。

ただし注意していただきたいのは、C で書かれた組み込みライブラリ、拡張ライブラリ いずれとも、すべての汚染をチェックしている保証がない点です。 汚染をチェックするのは、作成者にまかされています。

セキュリティモデルの詳細については、 「オブジェクト指向スクリプト言語 Ruby リファレンスマニュアル」の「セキュリティモデル」 を参照してください】

## 専門的な話題

旧約聖書 箴言 16 章 22 節(NIV)

見識ある人にはその見識が命の泉となる。 無知な者には無知が諭しとなる。

### パスワード

できるだけパスワードを扱うコードを自前で書かないようにしてください。 特にローカルなアプリケーションの場合、通常行うユーザのログイン認証にまかせて しまうようにしてください。 アプリケーションが CGI スクリプトの場合、Web サーバが用意している防御に できるだけまかせてください。 ただし Web サーバにおける認証の扱い方については下記を参照してください。 アプリケーションがネットワーク経由で利用するものなら、平文でパスワードを 送らないでください(できるだけ)。というのは、ネットワークを盗聴することで、 いとも簡単に横取りされて、後で使われてしまうからです。 パスワードを「暗号化」しても、その暗号化アルゴリズムで固定の鍵を使って いたり、何かしかの非公開アルゴリズムを使っていたりするなら、本質的に平文で パスワードを送っているのと同じです。

ネットワークで利用するなら、少なくともダイジェスト・パスワードの使用を考えて ください。 ダイジェスト・パスワードはハッシュで生成するパスワードです。通常は、サーバが クライアントに何かデータ(たとえば、日付、時間、サーバ名)を送り、クライアント はこのデータとユーザのパスワードを組み合わせ、この値(「ダイジェスト・ パスワード」と呼びます)をハッシュします。そしてハッシュした結果をそのまま サーバに返します。 サーバはこのハッシュ値を検証します。 これはうまくいきます。というのは、パスワードはどんな形でも実際には送られない からです。パスワードはハッシュ値の元として使われるだけです。 ダイジェスト・パスワードは普通の意味では「暗号」とは見なされませんので、法律 で機密用の暗号に制限を設けている国でも認められています。 ダイジェスト・パスワードは、直接しかけてくる攻撃には弱いのですが、ネットワーク の盗聴に対しては有効です。 弱点の 1 つに、ダイジェスト・パスワードの動作があります。サーバはハッシュして いないパスワードをすべて持っていなければならず、これがサーバを攻撃の対象 として魅力あるものにしています。

アプリケーションでユーザがパスワードを設定できるのなら、パスワードをチェック して、「適切な」パスワードだけを許可してください(辞書に載っていない、一定 以上の文字数である、等)。 適切なパスワードの付け方を見つけたいなら、 http://consult.cern.ch/writeup/security/security_3.html を見てはどうでしょうか。 PAM が使えるなら利用しましょう。交換可能なパスワード検証機能がサポートされる からです。

### Web の認証

Web の世界では Web サーバは通常ユーザ認証をするのに SSL もしくは TLS を使い、 サーバ側が認証しています。しかしユーザが誰なのかの認証は、簡単なことではあり ません。 SSL や TLS はクライアント側の認証ですが、実際に使用するに当たって、問題を たくさん抱えています(たとえば、Web ブラウザは共通のユーザ認証形式をサポート しておらず、ユーザがインストールするのは面倒です)。 Java や Javascript を使うと、それ自身に問題があります。それは、ユーザの多くが 無効にしていたり、ファイアーウォールにフィルタをかけていたりするからです。 そして、どちらかというと遅くなります。 たいていの場合、ユーザ毎にプラグインをインストールするのは非現実的でもあり ます。しかし、システムが比較的ユーザが少ないイントラネット向けなら、この 方法は適切かもしれません。

イントラネット用のアプリケーションを構築しているなら、通常は認証システムが 何であれ、ユーザが利用しているものを使った方がよいでしょう。 つまり、ユーザが Kerberos に依存しているなら、システムは Kerberos を使うように 設計してください。 認証システムは、アプリケーションの他の部分から独立させておいてください。 組織というものは、そのうち認証システムを変更するかもしれないからです(変更 したがります)。

テクニックには、機能しないか、動作してもうまくいかないものがたくさんあります。 「ベーシック認証」という方法を使うとうまくいく場合があります。この方法は すべてのブラウザやサーバで基本的に備わっています。 うまくないことに、ベーシック認証はパスワードを暗号化せずに送ります。したがって パスワードを盗み取るのは本当に簡単です。ベーシック認証はたいして重要ではない 情報を扱うだけなら、単独で十分役に立ちます。 ベーシック認証のパスワードを SSL や TLS 通信(暗号化します)ですべて被せて しまえます。しかしこれはパフォーマンスを犠牲にします。 「ダイジェスト認証」という手も使えます。これは優れた手法ですが、ブラウザが広く サポートしているわけではありません。 認証情報をユーザが選んだ URL に入れることもできますが、そうしてはいけない状況 がほとんどです。この情報をリークする方法はあまりにたくさん存在します(たとえば、 ブラウザの多くが保存している履歴ログやプロクシのログ、そして Referer: フィールド経由で他の Web サイトを使って)。

そういう訳で、今日 Web で最も良く使われている認証方法は、クッキーを利用した ものです。 クッキーは、認証のために設計されたわけではありません。しかし認証目的にも 使うことができます。しかし使い方を誤れば、セキュリティの脆弱さをさらして しまいます。注意してください。 クッキーについて詳しい情報は、IETF RFC 2965 を以前の仕様書とともに見てください。 クッキーを使う場合に、ブラウザには(たとえば、Microsoft Internet Explorer 6) プライバシー・プロファイル(p3p.xml という名前で、サーバのルートディレクリに 存在します)を強要するものもあります。

ユーザにはクッキーを受け取らない人もいて、この解決方法ではまだ問題がある 点を気に留めておいてください。 欲を言えば、この認証情報は HTML フォームの hidden フィールドを経由して やり取りすべきです(大部分のブラウザでサポートしていますので心配無用です)。 これまでまったく違った技術を用いて、データをユーザからサーバに送っていた としても、クッキーと同じような解決方法を使ってきていると思います。 もちろんこの解決方法を実現するなら、それらのページのキャッシュが、第三者に 絶対に使われないようにする設定が必要になります。 クッキーを使わない方が望ましいとは思いますが、その他の解決方法では実際には さらに多くの開発負荷がかかります。 そのため、多数のアプリケーション開発者が皆そろって実行するのは困難なので、 今はこの解決方法を強くお薦めはしません。 正しく使うのがあまりにも難しい方法(開発者もユーザも)よりも、それなりに安全 で、それなりに使いやすい方法について説明したいと思います。 しかしそれほど苦労なくできるなら、ぜひとも認証情報をフォームの hidden フィールドと暗号化したリンクを使って送ってください(たとえば、SSL や TLS)。

Fu [2001] では、Web におけるクライアント側の認証について論じています。 これまでに推奨した方法と並んで、ほとんどのサイトでお薦めできる方法です。 これの基本的な考え方は、クライアント側の認証には「ログイン手続き」と 「その後に続く要求」の2 つに分けられるという考え方です。 ログイン手続きでは、サーバはユーザにユーザ名とパスワードを求め、ユーザは それらを提供し、サーバはそれに対して「認証トークン」で答えます。 引き続き起こる要求で、クライアント(Web ブラウザ)は認証トークンをサーバに (リクエストと同様に)送ります。サーバはトークンが正当なものか確認し、正当 なものなら要求をかなえます。 Seifried [2001]は、Web での認証について Fu [2001]に匹敵する情報です。

#### Web の認証――ログイン

ログイン手続きは通常 HTML のフォームを使って実装しています。 そのフィールド名には、「username」や「password」が適切です。 そうしておけば、Web ブラウザは自動的にうまい具合に動作をしてくれます。 パスワードは、必ず暗号化された通信で送られるようにしてください(https を使った SSL や TLS を利用した通信)。さもないと盗聴する人がパスワードを収集できて しまいます。 パスワードを入力するテキストフィールドはすべて、パスワードを扱うものとして 作成してください。そうすればパスワードのテキストはユーザ画面が見られる人 誰もが読めなくなります。

ユーザ名とパスワードが送られてきた時には、ユーザ・アカウントのデータベースを チェックしてください。 このデータベースには、パスワードを「平文」で保存しないでください。誰かがこの データベースをコピーしてしまえば、またたく間にすべての人間のパスワードを 手に入れられます(おまけにユーザはよくパスワードを使いまわしします)。 crypt()を使って平文を扱う場合もありますが、crypt はちょっとした入力だけしか 扱えませんので、別の方法を使用することをお薦めします(これは私の解決方法で、 Fu [2001]ではこの点を論じていません)。 そのかわりに、ユーザ・アカウントのデータベースでは、ユーザ名とサルト(salt) そのユーザに対してのパスワードのハッシュを入れてください。 サルトはランダム・シーケンスな文字列で、攻撃者がパスワードの入ったデータベース を入手したとしても、パスワードを割り出すのが困難にするために使われます。 8 文字のランダム・シーケンスをお薦めします。これは暗号的にランダムである 必要はありません。ただし他のユーザとは違った値にしてください。 パスワードのハッシュは、「server key1」とユーザのパスワード、サルトをつなげて 計算する必要があります。計算するのには、暗号的に安全なハッシュをつくる アルゴリズムを用います。 server key1 は秘密鍵で、このサーバに一意に与えられたものです。この鍵は パスワードのデータベースとは別にしておいてください。 誰かが server key1 とパスワードの入ったデータベースを手に入れれば、プログラム を動かしてユーザのパスワードをクラックできます。 パスワードを記憶しておく必要はありませんので、長くて複雑なものにしておけます。 最も安全なのは HMAC-SHA-1 か HMAC-MD5 です。 SHA-1(SHA-1 を使うことで可能となる攻撃を、たいていの Web サイトではそれほど 心配していません) や MD5(後述の MD5 についての議論を見てください) も利用 できます。

このように、ユーザがアカウントを作成する時、パスワードはハッシュされ、 パスワードを入れるデータベースへと登録します。 ユーザがログインしようとすると、パスワードとして入力されたものがハッシュ され、データベースにあるハッシュと比較します(等しくなければいけません)。 ユーザがパスワードを変更する時には、古いものと新しいもの両方を入力します。 新しいパスワードは 2 回入力します(ミスタイプしないように)。また一方で、 パスワード文字列が画面に出ないことを確認してください。

デフォルトで、クッキーを使ってパスワード自体をクライアント側のブラウザ に保存しないでください。ユーザはクライアントを共同で利用している時が あるかもしれません(たとえば、インターネットカフェのように)。 望むなら、ユーザにブラウザで「パスワードを保存する」選択を与えることも できますが、そうするなら、パスワードは必ず「安全な」接続の伝送にだけ 使うようにしてください。またユーザがパスワードを保存することを確かに 望んでいるかを確認してください(デフォルトにしてはいけません)。

よく利用するページが決してキャッシュされないようにしてください。プロクシ サーバが他人にそのページを見せないようにしてください。

ユーザがログインに成功したなら、サーバはクライアントに「認証トークン」を クッキーで送る必要があります。この点については次で述べます。

#### Web の認証 ログイン後の動作

ユーザがログインすると、サーバはクライアントに認証トークンとして クッキーを送り返します。 推奨するトークンは下記のようになります。

      exp=t&data=s&digest=m

t はトークンの有効期限(たとえば、数時間)とdata(たとえば、ユーザ名や セッション ID)が入り、digest には鍵化したダイジェストが入ります。 「data」のフィールド名は変更自由で、もっとわかりやすい名前(たとえば、 username や sessionid)にしてもかまいません)。 鍵化したダイジェストは、有効期限を暗号化したハッシュとデータを連結したもの にしてください。 データ・フィールドが 2 つ以上あるなら(たとえば、username と sessionid 両方)、 ダイジェストには認証をしているすべてのフィールドのフィールド名とデータ値を 使うようにしてください。それらをあるパタンで連結してください(「%%」や「+」、 「&」)。またそのパタンがデータ値としてどのフィールドにも現れないように してください。 鍵化したダイジェストは、HMAC-MD5 か HMAC-SHA1 を使うようにして、別のサーバ側 の鍵(key2)を用いてください。 この key2 が信頼できないと、誰もサーバ側で認証できなくなります。しかし key2 を変更するのは簡単です。変更した時は、「ログインした」ユーザに再認証を させればよいだけです。 詳しくは Fu [2001] を見てください。

ログインした時からずっと、サーバは有効期間とこの認証に使われているトークンの ダイジェストをチェックしてください。一致した場合にだけデータを提供してください。 トークンがなければ、ユーザにはログインするページを返してください(hidden フォームのフィールドがあって、ログインが成功した後に飛ぶべきところを表示)。

セッション ID を認証トークンに入れると、アクセスがさらに制限できます。 サーバがあるセッションでユーザがどのページを見ているかを「追跡」できます。 また、見てもかまわないページにだけアクセスを許可できます(たとえば、それらの ページから直接リンクされているものだけとか)。 たとえば、あるユーザが foo.html というページへのアクセスを認められていて、 foo.html というページには bar1.jpg と bar2.png というリソースを指している ところがあるとして、bar4.cgi へのアクセスを拒否できます。 セッションを切ることさえも可能ですが、認証情報が正しいことが条件です(さも ないと、攻撃者が他人に対してサービス拒否攻撃をしかけられます)。 たとえセッションの乗っ取りに成功したとしても、これで攻撃者がかけてくるアクセス を多少なりとも制限できます。しかし、攻撃者に攻撃する時間と認証トークンが あれば、通常ユーザがするようにリンクを「渡り歩く」ことが可能です。

決め所は、認証トークンが必要なのか、それとも安全な接続(たとえば、SSL)でデータ を送るのが必要なのか、それとも両者とも必要なのか、という点です。 認証トークンを暗号化せずに(安全ではなく)送ると、トークンを横取りすれば、 ユーザと同じことを有効期限が切れるまで実行できます。 また、暗号化されていない接続でデータを送ると、ユーザが気付かないうちに 攻撃者がデータを変更してしまう危険があります。このようにデータを誰かが 変更してしまうのが心配なら、伝送するデータに認証をかけなければいけません。 暗号化自体が認証を受け持っているわけではありませんが、不正行為を発見しやすく なります。また代表的なライブラリは TLS や SSL で暗号化と認証を両方とも サポートしています。 一般的に、メッセージを暗号化したいなら、その認証もあわせて行ってください。 要求が異なるなら、もう 1 つのやり方として認証トークンを 2 つ作成する方法も あります。 トークンの 1 つは「安全な」接続を行って、重要な操作をする目的に だけ使用します。一方もうひとつのトークンは、それほど重要でない操作に利用します。 「安全な」接続のために使われるトークンに注意を払って、安全な接続(暗号化した SSL か TLS 接続が一般的)にだけ使われているようにしてください。 ユーザが違っていたなら、認証トークンが「データ」を完全に削除してください。

繰り返しになりますが、認証トークンをともなうページは、決してキャッシュされない ようにしてください。 他にも手ごろな方法があります。このドキュメントの最終目標は少なくとも 1 つ、 安全な解決方法を提供することです。 可能な解決方法はたくさんあります。

#### Web の認証――ログアウト

「ログアウト」する仕組みをいつもユーザに提供してください。これはブラウザ を共有して使うユーザ(たとえば、図書館で)にとっては特に便利です。 「ログアウト」するルーチンの役目は単純です。クライアント側の認証トークンを 解除すればよいだけです。

### 乱数

安全が必要なプログラムは、攻撃者が推定できない「ランダムな」数(乱数)を さまざまな場面で生成しなければいけません。 たとえばランダムな数には、セッション鍵を含む公開もしくは秘密鍵や対称鍵、 さまざまなプロトコルで使用している nonce(その時だけ有効な情報)や初期 ベクトル(IV)、salt 等が該当します。 理想を言えば、乱数は真にランダムであるデータを元にすべきです。そのような 値には、放射線崩壊(ガイガー・カウンターの雑音を正確に計測)や大気の雑音、 電気回路の熱雑音があります。 コンピュータには、本物の乱数生成器として機能するハードウェア部品を搭載する ものもあります。利用できるものなら利用してください。

しかし、たいていのコンピュータには真に乱数を発生するハードウェアはついて いません。そこで乱数を発生させる方法が必要になるケースがほとんどです。発生 させる方法は、攻撃者が予想できない程度にランダムである仕組みが必要になります。 普通 3 つの仕組みが必要になります。

- 「推測不可能な」状態。低レベルのデバイス(キー入力やディスク・ドライブの アームのジッタ(ゆれ)等)の変化を計測することで実現します。攻撃者はこれを 制御できません。

- 暗号用に強化した擬似乱数発生器(PRNG)。これは内部状態を使って「ランダム」 な数を発生します。

- 大きなビット数(シードと結果として使われた値の両方)。 使える値がわずかなら、強力な PRNG を持っていても無駄です。理由は、攻撃者が 総当たり攻撃をかけやすくなるからです。 必要になるビット数は環境にもよりますが、暗号鍵としても利用されているので、 経験上、この鍵にもこのルールを適用します。 対称鍵(とその結果)は、少なくとも 112 ビット(3DES)を使用しています。128 ビット 使えば、多少ましになり、160 ビット以上ならより安全です。

通常、PRNG は内部状態を使って鍵を生成します。その値やその他の推測できない 入力を使って状態を更新します。 この仕組みを攻撃する方法はたくさんあります。 たとえば、攻撃者が状態への入力を制御したり、見たりしたりできれば(部分的 にでも)、攻撃者は「ランダムな」数をもしかすると割り出すかもしれません。

PRNG が本当に危険なのは、コンピュータ言語のライブラリの大半に、擬似乱数発生器 (PRNG)が備わっている点にあります。これはセキュリティ用には不適切 です。 繰り返しましょう。 標準的な乱数発生器をセキュリティ用に利用しないでください。 標準的な PRNG ライブラリはシミュレータやゲーム向け等に使われるもので、 鍵生成のようなセキュリティ向けのランダムさを十分に持ち合わせて いません。 暗号化していない PRNG ライブラリは、「線形合同法を用いた発生器」系が多く、 「次の」ランダムな値は「(aX+b) mod m」(X は以前の値)として計算 されます。 線形合同法を用いた発生器として優れていれば、高速で有効な統計的特性 を持ち、目的とするところにぴったり当てはまります。 そのような PRNG の問題点は、攻撃者が先々の値を簡単に推論できる点にあります (ランダムに現れたとしても)。 乱数を素早く生成する二次生成器や三次生成器のようなその他のアルゴリズムも やられてしまいます[Schneier 1996]。 つまり、安全が必要なアプリケーションでは、暗号的に強固な PRNG を利用して、乱数 を生成しなければいけません。一般的な乱数ライブラリでは十分ではありません。

鍵用に真の乱数を正しく生成できないと、問題がいろいろ発生します。Kerberos や X Window System、NFS のセキュリティホールがそれです[Venema 1996]。

できるだけ、システムに用意されているサービスを使うべきです(一般的には オペレーティングシステムが用意しているもの)。そのようなサービスは、 安全な乱数を提供できるように特に設計して作られているからです。 たとえば、Linux カーネル(1.3.30 から)は乱数生成器を持っていて、セキュリティ用 に十分対応できます。 この乱数生成器は、周囲で発生するノイズをデバイスドライバや他の情報源から 収集して、エントロピー・プールに収めます。 /dev/random にアクセスするとエントロピー・プールにあるノイズから推定 されたビット数の範囲でだけ、ランダムな値が返されてきます(エントロピー・ プールが空の場合は、周囲からノイズが集まってくるまで、呼び出しをブロック します)。 /dev/urandom でアクセスして、大きな値を要求すると、エントロピー・プール が使い果たされても値が返ってきます。 乱数を暗号化の目的で利用するなら(たとえばキーの生成のため)、/dev/random を 使ってください。 BSD系 システムも /dev/random を持っています。 Solaris は SUNWski パッケージで /dev/random を用意しています。 ハードウェアの乱数生成器が利用可能なら、ドライバをインストールしてかわりに 利用してください。 さらに詳しい情報は、システムにあるオンラインマニュアルの random(4)を参照 してください。

システムによっては、真にランダムな結果を得るのに、他の手段を捜さなければ いけないものもあります。 Unix ライクなシステムで可能な方法の 1 つに Entropy Gathering Daemon (EGD)が あります。このデーモンはシステムの動作を監視して、それをハッシュしてから乱数 にします。このデーモンは、 http://www.lothar.com/tech/crypto から取得できます。 PRNG の出力として、暗号化ハッシュ機能(たとえば、SHA-1)の利用も検討してもよい と思います。 ハッシュアルゴリズムを使えば、PRNG の出力が推測できるようになったとしても、 攻撃者は、さらにハッシュ機能も片づけなければならないからです。

自分で強力な PRNG を実装しなければならないなら、暗号的に強固な(かつ特許に抵触 しない) PRNG である Yarrow アルゴリズムを採用するのが良いでしょう。Yarrow に ついては http://www.counterpane.com/yarrow.html でさらに知ることができます。 PRNG には他にも便利に使えるものがありますが、広く利用されているものには既知 の弱点を持つものがあり、アプリケーションによっては問題になる場合も考えられます。 PRNG を自分で実装する前に [Kelsey 1998] や [McGraw 2000a]のような文献を 調べてください。 IETF RFC 1750 も調べた方が良いでしょう。 【訳註：IETF RFC 1750 の日本語訳は、 http://www.ipa.go.jp/security/rfc/RFC1750JA.html にあります】

### ユーザ空間ではとりわけ秘密(パスワードや鍵)を守る

アプリケーションがパスワードや非公開鍵(セッション鍵や秘密鍵)を扱う必要がある なら、公開を最小限にとどめるために、使用後はすぐに上書きしてください。 たとえば、Java では String 型にパスワードを保存しないでください。String 型は 変更されないからです(ガーベジコレクトされるか、再利用されない限り、上書き されません。こうなるには時間がかかるでしょう)。 String 型のかわりに、char[] を使ってパスワードを保存してください。そうすれば すぐに上書きされます。

また、プログラムがそのような秘密の値を扱うなら、コアダンプを絶対作らないよう にしてください(ulimit を使って)。さもないと攻撃者がプログラムを中断させて、 ダンプしたデータから秘密の値を見つけ出すかもしれません。 もう 1 つ注意しなければならない点があります。それは、一般プロセスがデバッガー (たとえば、ptrace(2)を使ったり、/proc の擬似ファイルシステムを使ったりして)を 呼び出すことで、他のプロセスを監視できる点です[Venema 1996]。 カーネルは通常、そのプロセスが setuid もしくは setgid してあるとそのような 監視ルーチンからプロセスを保護します(古いカーネルでは保護が働きません。 保護するためにはアップグレードするしか方法はありません)。 つまり、プロセスが秘密の値を扱うなら、そのプログラムに(特権を持たないグループ やユーザで)setuid もしくは setgid をかけて、この種の監視を強制的に禁止するよう にしてください。

### 暗号化アルゴリズムとプロトコル

暗号化アルゴリズムやプロトコルは、システムの安全を維持するのに必要です。 インターネットのように信頼できないネットワークを経由して通信する場合は、特に 必要になります。 できるだけ暗号技術を使って情報を認証し、秘密を維持してください(しかし、 暗号化が認証を自動的にうまく行ってくれると、単純に思いこまないでください)。 一般的には、適切なツールを使ってアプリケーションを安全にする必要があります。

これまでの背景を知りたければ、著名なテキストである「Applied Cryptography」 [Schneier 1996]を読んでください。 「sci.crypt」ニュースグループは、FAQ を逐次出しています。あちこちで手に 入りますが、 http://www.landfield.com/faqs/cryptography-faq にもあります。 Linux Encryption HOWTO を含む Linux 固有の情報元は http://marc.mutz.com/Encryption-HOWTO/ です。 プロトコルがどのような基本的アルゴリズムを利用しているかについては、 [Opplinger 1998]を見てください。 プロトコルにどうやって暗号を適用するかについては、ドキュメントのコレクション として [Stallings 1996]があります。 ここでわずかですが、解説をします。特化した内容になっていますので、より広く 知りたいならば、別のところを参照してください。

暗号化したプロトコルや暗号アルゴリズムを正しく理解するのは困難なので、自分で 作ろうとはしないでください。 そのかわりに、広く利用され、念入りに解析されたプロトコルやアルゴリズムを利用 してください。それが安全なものと理解してください。 暗号に関連したものを作成しなければならない時には、レビューを広く公開し、 セキュリティ分析の専門家が問題を調査できるようにしなければいけません。 自分が暗号化の専門家で、何をしているかを把握し、何年もかけてアルゴリズムの 専門家のレビューを受ける計画を立てられなければ、暗号アルゴリズムを作成する ようなことはしないでください。 (いくらかでも役に立つ)暗号アルゴリズムの作成は、専門家だけに許された作業です。

アルゴリズムの多くは特許を取っています。所有者が「利用は自由」、とある時点で 認めていたとしても、契約書に署名をしていなければ、所有者の気持ちが後になって 変わって、後で多大なリスクを背負うことになります。 総じて特許のあるアルゴリズムはすべて避けてください。ほとんどどんなケースでも、 特許に抵触しない解決方法があります。またその解決方法は、少なくとも特許を持つ ものと同等か、それ以上に優れた技術を使っています。そうしておけば、法的な問題の 数々を回避できます。

#### 暗号化プロトコル

プロトコルは標準で適応している SSL(まもなく TLS に)や SSH、IPSec、GnuPG/PGP、 Kerberos 等を使うようにしてください。 機能のいくつかはそれぞれにかぶっていますが、おのおの「得意の」分野を持って います。 SSL(まもなく TLS)は、そもそも http(Web)のやり取りを保護する手法です。 PGP 互換プロトコル(PGP や GnuPG で実装)は、そもそも端末相互間で安全な電子 メールをやり取りする方法です。 Kerberos は本来、LAN 上で認証を安全にサポートする方法です。また、秘密を共有 する仕組みを構築します(つまり、実際に通信を保護するアルゴリズムは別に 必要になります)。 SSH はそもそもインターネット越しに「離れた端末」を安全にする方法です。 たとえば、telnet や X Window System のようなものを対象にしています。しかし 他のデータ・ストリーム(CVS へのアクセスのような)を安全にする場合にも良く 使われています。 SSH プロトコルにはメジャーな 2 つのバージョンが存在していることに注意して ください。また鍵のタイプ等の選択肢がいくつかあることにも注意してください。 詳しい情報はそれぞれのドキュメントを参照してください。 OpenSSH は、SSH のオープンソース版実装の 1 つです。 IPSec はそもそも低レベルでパケット「すべて」を安全にする方法です。したがって、 仮想プライベート・ネットワーク(VPN)や離れたところにあるマシンを安全にするのに 便利です。 インターネット・プロトコルの新しいバージョンである IPv6 は IPSec を「組み 込んで」いますが、より一般的な IPv4 でも IPSec は動作します。

さまざまなプロトコルで、いろいろなアルゴリズムが利用できます。したがって デフォルトとして、適切なアルゴリズムを選択する必要があります(たとえば、暗号化 アルゴリズム)。

#### 対称鍵の暗号化アルゴリズム

暗号アルゴリズムの利用や輸出入は、国で規制されているケースが多く、かつ法律 は刻々と改定されます。 暗号を使ってアプリケーションを構築しようとする前に、法律がどうなっているか を調査してください。

秘密鍵(巨大なデータです)の暗号化アルゴリズムは、オープンに公開されていて、 長年の攻撃に耐え続けたものだけを利用してください。特許の状態も調べてください。 私としては、Rijndahl として有名な Advanced Encryption Standard(AES)の利用を 推奨します。大勢の暗号研究者がこれを解析して、重大な弱点が見つけられないこと がわかっています。私は、現状では十分に信頼するに足ると信じています。 AES のかわりとして優れているものは、Serpent アルゴリズムです。このアルゴリズム は処理が少々低速ですが、攻撃に対してとても強力です。 アプリケーションの多くにとって、triple-DES は非常に優れた暗号アルゴリズムです。 鍵長も適度で(112 ビット)、特許問題もありませんし、攻撃に長年耐えてきた実績が あります(公開資料があり、適度な鍵長を持った暗号化アルゴリズムの中で、これほど 長い期間攻撃に耐えてきたものは他にありません)。 しかし、triple-DES はソフトウェアで実装してあると非常に低速で、triple-DES は 「安全だが遅い」と思われています。 Twofish は優れた暗号アルゴリズムですが、なかなかある疑いがぬぐえません。 それは、Sean Murphy 氏 と Fauzan Mirza 氏が Twofish はたくさんの学者が所有権 を持っている、としている点です(しかし今のところ誰もその所有権を犯そうとは していません)。 MARS は「新手の斬新な」攻撃に対して抵抗力が強力です。しかし、より複雑で、 低性能 IC カードで対応するのは非現実的です。 今のところ、私は Twofish を採用しません。理由は、確かに Twofish は決して やられることはないと思われますが、しがらみを確認するのが困難だからです。 しがらみがないアルゴリズムが他にも存在していますので。 IDEA は使わないでください。米国と欧州の特許にしばられています。 定数や文字定数を XOR したようなものや ROT(転置暗号)法やビジネル暗号等、 考えなしなアルゴリズムを使わないでください。これらは現在のコンピュータなら わけもなく破れます。 「double DES」(DES を 2 度かける)は使わないでください。 triple-DES では 起こらない「man in the middle 攻撃」にやられやすいからです。 とにかく、プロトコルが複数の暗号アルゴリズムをサポートしているようにして ください。そうすれば、ある暗号アルゴリズムがやられても、ユーザは別の アルゴリズムに変更できますので。 【訳註：「man in the middle 攻撃」については、 二つの MITM って？ が参考になります】

対称鍵の暗号化(たとえば、巨大な暗号向けに)には、もし 2016 年まで秘密を保ちたい なら、90 ビットより小さい鍵長を利用しないでください(さらにビットを増やせば、 ビット毎に 18 か月セキュリティを保持する期間が増えます)[Blaze 1996]。 それほど重要でないデータを暗号化するなら、以前からある DES アルゴリズムが 役立つ場合があります。しかし最近のハードウェアならいとも簡単に総当たり攻撃 で DES の 56 ビット鍵を破れます。 DES を使っているなら、鍵として ASCII テキストを使わないようにしてください。 パリティは最下位(最上位ではない)ビットにありますし、DES アルゴリズムの多くは、 攻撃者がよく知ってしまっている鍵値を使って暗号化しています。 そのかわり、鍵のハッシュを作成し、間違いなくパリティ・ビットに設定して ください(暗号化ルーチンが出すエラーメッセージには注意を払ってください)。 いわゆる輸出向け暗号アルゴリズムは、有効な鍵長がたった 40 ビットになって います。これでは意味がありません。 1996 年には攻撃者は 10,000 ドルを費やして 12 分でそのような鍵を破りましたし、 コンピュータが空いている時間を使って数日で鍵を破りました。どちらのケースも、 破られるのに 18か月の半分の時間を持っていたのにです。

ブロック暗号化アルゴリズムは、いろいろなモードを使っています。たとえば、 「electronic code book」(ECB)や「cipher block chaining」(CBC)がそれです。 CBC を利用するのが一般的ですが、ECB モードは使わないで ください。ECB モードでは、あるストリームで、同じデータブロックが常に同じ 結果を返します。これでは暗号化されたものが何なのか、公表しているようなもの です。 CBC モードを含むモードは、「初期ベクトル」(IV)を必要とする場合が多くあります。 IV を秘密にする必要はありませんが、攻撃者が予測できるようではいけません。 セッションをまたがって IV を再利用してはいけません。セッションをはじめる 度に、新しい IV を使ってください。

ストリーム暗号アルゴリズムはいろいろありますが、大部分が特許に縛られています。 特許に引っかからず、技術的に問題の無いものに、WAKE があります。 RC4 は RSA Data Security Inc の企業秘密でした。しかし漏洩してしまったので、 その利用に現実的な法的障害があるとは思えません。しかし RSA はその利用者に対して 法的処置を施すと、主張を続けてきました(RSA ができることが何なのか、はっきり していません。しかしユーザが無意味な裁判沙汰に巻き込まれる可能性があるのは 疑いようもありません)。 RC4 を使うなら、自覚して利用してください。特に RC4 が生成した最初の 256 バイトは切り捨ててください。さもないと脆弱さを抱えることになります。 SEAL は IBM が特許を持っています。したがって利用しないでください。 SOBER には特許があります。特許の所有者は、利用許可を取ってくれれば自由に使って かまわないとしていますが、後々の利用の障害になります。 さらに面白いのは、モードでブロック暗号アルゴリズムを利用できる点です。 ブロック暗号アルゴリズムをストリーム暗号のように扱います。ストリーム暗号 を使いたいユーザは、この解決方法を検討してください(もっと広く公開している アルゴリズムから選ぶこともできます)。

#### 公開鍵アルゴリズム

公開鍵暗号法(秘密鍵に署名し、それを送る場合に特に利用されています)で、 広く利用されているアルゴリズムはほんのわずかです。 広く利用されているアルゴリズムに、RSA があります。 RSA のアルゴリズムには特許があります。しかしそれは米国に限定されますし、 2000 年 9 月に特許が切れますので、自由に使えます。 決して生の値を復号したり、署名したりしないでください。攻撃者は RSA を使って 直接生の値を渡し、その結果を公開します。こうすることで、秘密鍵を公開できるから です(実際にはこれは問題にはなりません。プロトコルの大部分は、ユーザ側で計算 したハッシュに署名したものが入っているからです。これは生データではありません。 つまり結果は公開されません)。 まったく同じ生の値を何回も復号したり、署名したりは絶対しないでください(元の 値が公開されてしまうかもしれません)。 常に双方にランダムなパディングを追加すれば、解決できます(PGP はそうして います)。普通この解決方法を Optimal Asymmetric Encryption Padding (OAEP)と 呼んでいます。

Diffie-Hellman 鍵交換アルゴリズムは、2 者間でセッション鍵を一致させる場合に 広く利用されています。それ自身では、お互いに誰であるかの保証はしていません ので、仲介者は存在しません。しかし、盗み聞きを防ぐのには、非常に効果があります。 特許は 1997 年に切れました。 Diffie-Hellman を使って共有鍵を作成したいなら、はじめに必ずハッシュしてください (共有値を直接使った攻撃方法が存在します)。

NIST は digital signature standard (DSS)を開発しました(ElGamal 暗号システム の改良版です)。これは電子署名の生成と認証を目的としています。開発条件の 1 つに、特許は取らない、とあります。

RSA や Diffie-Hellman、El Gamal 法は、代表的な対称鍵と比べて、同等の セキュリティを実現するのにさらにビット数を要します。 1024 ビット鍵が 80 ビットの対称鍵とおおよそ同等です。私の考えでは、この ビット数は現在必要な最低ラインです。 公開鍵をごくわずかなビット数にする必要があるなら、elliptic curve 暗号(楕円 曲線暗号)を利用しても良いでしょう(IEEE P1363 では曲線をいくつか推奨して います。適切な曲線を見つけるのは困難です)。 しかし注意すべき点があります。elliptic curve 暗号には特許はありませんが、 その高速化技術に特許がある点です(elliptic curve 暗号は十分に高速で、これらの 高速化は実際に普通の暗号セッションや巨大な暗号鍵の利用には必要ありません)。

#### 暗号化ハッシュ・アルゴリズム

一方向ハッシュ暗号アルゴリズムが必要なプログラムもあります。つまり「任意の」 量のデータを受け取って、攻撃者が逆転するのが困難な固定長の数を生成する関数です (たとえば、攻撃者が別のデータを使って、同じ値を生成するのが困難なものです)。 もう何年も MD5 が本命でしたが、最近の成果で MD5 の 128 ビット長ではもはや 十分でないことが示されました[van Oorschot 1994]。 また、ある種の攻撃は MD5 の防御を弱体化します[Dobbertin 1996]。 業界トップの暗号家が MD5 を破ったが、雇用契約の関係で沈黙している、という噂 が実際にあります(John Viega 氏が Bugtraq に August 2000 年 8 月 22 日に投稿 した記事を見てください)。 噂は誰でも流せますが、弱点がそれなりに見つかっていますので、完璧に破ったという のはもっともらしく聞こえます。 新しくコードを書くなら、MD5 のかわりに SHA-1 を使ってください。 オリジナルの SHA(SHA-0 と呼ばれています) は使わないでください。 SHA-0 は MD5 と同じような弱点があります。 ハッシュアルゴリズムにもっとビット数が必要なら、SHA-256 や SHA-384、SHA-512 を使ってください。仕様書は、NIST の FIPS PUB 180-2 にあります。

#### 整合性の確認

通信をする時には、何らかの整合性のチェックが必要です(暗号化にだけ頼らないで ください。攻撃者が情報を変更して、「ランダム」な値にしてしまえます) チェックはハッシュアルゴリズムで実現できます。しかし、直接ハッシュ関数を使用 しないでください(そうすると、ユーザを「拡張」攻撃にさらすことになります。 攻撃者がハッシュ値を利用して、自分が選んだデータを追加し、新しいハッシュを 計算する攻撃です)。 解決方法は、普通は「HMAC」です。これで整合性のチェックを次のように計算します。

      H(k xor opad, H(k xor ipad, data)).

H はハッシュ関数です(普通は MD5 か SHA-1 です)で、k は鍵です。 つまり、整合性の確認は、HMAC-MD5 か HMAC-SHA-1 になります。 MD5 は弱点を抱えているものの、この構成では脆弱性は無いと思っています。 したがって、HMAC-MD5 は(私の考えでは)問題ありません。 詳細は、IETF RFC 2104 に定義してあります。

HMAC による解決方法では、受信者が送信者となって同じデータを偽造できることを 忘れないでください。 これは普段問題にはなりません。しかし回避しなければならないなら、公開鍵方式 を使って、送信者が送信者の秘密鍵で「署名」して下さい。これで偽造による攻撃 は回避できますが、より手間がかかってしまいます。たいていの環境では必要では ありません。

#### その他暗号関連の問題

暗号化とデータの整合性双方をチェックしてください。それが重要です。 暗号化に整合性のチェックがあったとしても、それに頼ってはいけません。攻撃者 がビットを変更して、別の値にしてしまうかもしれません。特定の値に変更できない としても、その値を変更できればそれで十分です。 普通は、手の込んだ攻撃を回避するために、整合性と秘密維持に別の鍵を使って ください。

十分に議論できていない問題の 1 つに「トラフィック分析」があります。 つまりメッセージが暗号化され、その暗号が破られていなくても、攻撃者は暗号化 したメッセージからさまざまなことが分かってしまいます。 たとえば、2 つの会社の社長が、多数の暗号化された電子メールのメッセージを やり取りしはじめたとすると、 2 つの会社が合併を検討しているかもしれません。 別の例として、SSH の実装の多くにはパスワード交換の弱点があることが分かって います。観察者はパケットを見て、パスワード長(もしくは長さの範囲)を推測でき ます。パスワード自体は推測できないにしてもです。 また、パスワードに関連したその他の情報も推測できます。これはパスワードを 破るのにかなりの手助けとなります。

部分的に問題を解決するような真似はしないでください。信頼できる環境(誰を信頼 できるか)が変化したなら、別の鍵を使ってください。 あまりに長い間同じ鍵を使わないでください。つまり、セッション鍵やパスワードは 変更してください。そうすれば、攻撃者は振りだしに戻らなければならなくなります。

概して何かを暗号化したいなら圧縮すべきです。これは固定長のへッダーを 加えることになり、必ずしも良いとは言えないのですが、メッセージを小さくする のと同時に、メッセージの残りにあるいくつものパタンも無くします。圧縮した結果 が小さくなりそうなら、普通は「うまくいった」と考えても良いでしょう。

関連事項として、自分で通信プロトコルを作成しなければならないなら、以前 どんな問題があったのか調査をしてください。 Bellovin[1989]のような TCP/IP プロトコルのセキュリティ上の問題を論じた 古典が役に立つと思います。Bruce Schneier [1998]や Mudge 氏による Microsoftの PPTP の実装を破った資料やその後の資料も同様です。 繰り返しますが、新しいプロトコルはどんなものでも、必ず広く公開してレビューを 受けてください。利用できるものは利用してください。

### PAM を使う

Pluggable Authentication Modules(PAM)は、ユーザの認証を柔軟に行う仕組みです。 Unix ライクなシステムには PAM をサポートしているものが多く、Solaris や Linux ディストリビューションの大半(Red Hat Linux や Caldera、Debian の バージョン 2.2)と FreeBSD 3.1 でサポートしています。 PAM を使うと、プログラムと認証の仕組み(パスワードや IC カード)を独立したもの にできます。 つまり、プログラムは PAM を呼び出し、PAM がローカルシステムの管理者が設定した 内容をチェックし、どの「認証モジュール」が必要かをランタイムに判断します。 認証が必要となるプログラム(たとえばパスワードを入力する)を作成しているなら、 PAM を採用すべきです。 Linux-PAM プロジェクトについては、 http://www.kernel.org/pub/linux/libs/pam/index.html を見てください。

### ツール

セキュリティ上の問題を、実環境で結果を出す前に検出するツールが存在します。 もちろん、すべての問題を見つけられるわけではありませんが、巧妙で見落とし がちな問題を見つけてくれます。 ここでは、オープンソースとフリーソフトウェアに焦点を当て、ツールを 紹介します。

ツールのタイプの 1 つは、ソースコードを調べて、セキュリティ上問題に なりそうな既知のパタンを検索するプログラムです(たとえば、何らかの手段で ライブラリ関数を呼び出すことが、セキュリティ上の脆弱性につながります)。 この種のプログラムは「ソースコード・スキャナ」と呼ばれています。 ここでいくつか紹介します。

- RATS (Rough Auditing Tool for Security)は、Secure Software Solutions による もので http://www.securesw.com/rats から取得できます。 このプログラムは C と C++ のソースコードによく発生する問題をスキャンします。 ライセンスは GPL です。

- Flawfinder は私が開発したもので、 http://www.dwheeler.com/flawfinder から取得できます。 これも C と C++ のソースコードによくある問題をスキャンします。ライセンスは やはり GPL です。 RATS との違いは、Python で実装している点です。 RATS と Flawfinder の開発者は、共同で最善の組み合わせのプログラムをオープン ソースで産み出すことに合意しています。

- ITS4 は Cigital(前 Reliable Software Technologies。略称 RST)によるもので、 同じく静的に C と C++ のコードをチェックします。 商用に使わなければ自由に利用でき、ソースコードも利用できます。修正や再配布 も可能です。 ただ、これは「オープンソース」を定義した Open Source Definition (OSD)でリリースしているわけではありません。特に OSD の 6 番目の基準が オープンソースのライセンスとして「商用目的での利用の禁止」条項を禁止して います。 ITS4 は http://www.rstcorp.com/its4 から取得できます。

- LCLint は静的に C プログラムをチェックするツールです。 手間をほとんどかけなくても、LCLint は優れた lint として利用できます。 さらに努力してプログラムに注釈を加えれば、LCLint は標準的な lint が行うどんな チェックより強力にチェックを行います。 たとえば、バッファオーバーフローが起こりそうなところを静的に検出するのに利用 できます。 ソフトウェアのライセンスは GPL で、 http://lclint.cs.virginia.edu から取得できます。

- cqual は型ベースで分析するツールで、C プログラムのバグを見つけ出します。cqual は C の型システムを拡張して、さらにユーザ定義の型修飾子を追加しています。 たとえば、「tainted」や 「untainted」というように値を記述できます(Perl の汚染 チェックと似ています)。プログラマはプログラムに何ヶ所か注釈を入れると cqual は修飾子から推論を行い、修飾子が適切かどうかチェックします。cqual は分析結果 を Program Analysis Mode という emacs ベースのインタフェースを使って表示 します。 cqual の現バージョンは、C プログラムの書式文字列の脆弱性がありそうな部分 を検知できます。 前バージョンの cqual である Carillon は、C プログラムにある Y2K 関連のバグ を見つけるのに利用されました。 ソフトウェアは GPL ライセンスで、 http://www.cs.berkeley.edu/Research/Aiken/cqual から取得できます。

- Cyclone は C ライクな言語で、C のセキュリティ上の弱点を排除するのが目的です。 ある言語から「もっと安全な」言語に理屈上はいつでも移行できます。しかし、 これは何にでも役に立つわけではありません(言語はよくある間違いを回避する のに役立つかもしれませんが、あなたの考えを汲み取ってくれるわけではありません)。 2001 年 12 月に John Viega has reviewed Cyclone で John Viega 氏は次のように述べています。 「Cyclone が美しい言語であることはまぎれもない事実です。 C 系の言語であり、C の持つどんなパワーも失ってはいません。にもかかわらず、 安全性を確固とすることを約束し、プログラマが本当に重宝できるさまざまな機能 も加わっています。 ただ残念なのは、Cyclone はまだ主流となるべく準備が整っているわけではない点です。 制限を無くしながらも、まだ Java(もしくは便利なツールを使った C)を越えるような 優位性を提供できていないので、この未熟な技術を使うリスクを負う価値はありま せん。 もちろん数年の内に Cyclone は能力の点で C に恐ろしく近くありながら、成熟して 強固になり、広くサポートされる言語になるでしょう。 そのような日がくれば、きっと C を捨てても良いと思うでしょう」。 Cyclone コンパイラは、GPL と LPGL でライセンスされています。 さらに詳しい情報は、 Cyclone web site を見てください。

別の解決方法にテストパタンを作成して、プログラムを動かす方法があります。 これはプログラムが持つ弱点を見つける試みの 1 つです。 ツールがいくつかあります。

- BFBTester(Brute Force Binary Tester)は、GPL ライセンスです。 このプログラムは迅速にバイナリプログラムに対してセキュリティ上のチェックを 行います。 BFBTester はコマンドラインの単独もしくは複数の引数や環境変数のオーバーフロー をチェックできます。 バージョン 2.0 以上ではテンポラリファイルの作成をしようとする動作も監視できる ようになりました(安全でないテンポラリファイル名が使われていないかチェック します)。 以前は BFBTester は Linux では動きませんでした(Linux の POSIX スレッドの実装 による技術的な問題で)。しかし、バージョン 2.0.1 ではフィックスしています。 さらに詳しい情報は、 http://bfbtester.sourceforge.net/ を参照してください。

- fuzz は他のソフトウェアを テストするツールです。 このテストは、ランダムなデータでプログラムを攻撃してテストしながら評価します。 セキュリティに限定したツールではありません。

動作しているプログラムを覗いて、コードにあるセキュリティ上の問題を発見 しようとするツールがたくさん存在します。 このツールに該当するのは、シンボリックデバッガ(gdb のような)やトレースする プログラム(strace や ltrace のような)です。 おそらくあまりご存じないと思いますが、 Fenris (GPL ライセンス)というプログラムがあります。 ドキュメントには Fenris のことを「バグトラックを簡単にするために、状態を 保存して分析したり、部分的に逆コンパイルする機能を持ったりした、汎用トレーサ です。 セキュリティ監査やコード、アルゴリズム、プロトコルを分析します。プログラム 構成のトレースや内部構造一般の情報として実行パス、メモリ操作、入出力、条件式 等々を提供します」とあります。 もう 1 つこの系列で興味深いプログラムがあります。それは Subterfugue です。

一般的に弱点を抱えがちな製品(ftp サーバやファイアーウォール)を構築している なら、セキュリティをスキャンするツールが役立つのはおわかりだと思います。 優れたものの 1 つに Nessus があります。他にもたくさん のツールがあります。 この種のツールはリグレッション・テスト(回帰テスト)を行うのに非常に便利です。 そもそも過去に特定している脆弱性のリストを使っているからです。ただし、新しい プログラムの問題を発見するのには、役に立つとはいえません。 【訳註：リグレッション・テストとは、プログラムのあるバグを直した副作用で、 また別のバグが発生していないかどうか、確かめるテストを指します】

他のツールを呼び出して、基盤を安全に実装する必要が出てくるケースがよくあります。 Open-Source PKI Book には、公開鍵基盤(PKI)実装用に、オープンソースのプログラムがたくさん載って います。

もちろん、安全でないプラットフォームの設定で「安全な」プログラムを動かすのは ほとんど意味がありません。 よろしければ、システムを強固にする方法を調査して、攻撃に対してより防御できる ようにシステムを設定、もしくはカスタマイズしてください。 Linux ならば、 Bastille Linux が http://www.bastille-linux.org で利用できます。

### Windows CE

Windows CE 機を安全にしたいなら、 Maricia Alforque 氏の「Creating a Secure Windows CE Device」 http://msdn.microsoft.com/library/techart/winsecurity.htm. を読んでください。

### 監査記録を書き込む

プログラムやセッション開始時、もしくは不審な動作がある時には、監査ログを 書き込んでください。 情報として、日付や時間、uid、euid、gid、egid、端末情報、プロセス id、コマンド ラインの値を取ってください。 監査ログをとるのに syslog(3)が役立つのはよく知られています。 ログを採るシステムは、たくさんの情報(非常に役立ちます)を記録できますが、 その情報の取り扱いに注意しないと、攻撃に利用されてしまう点がやっかいな問題 です。 最終的には、攻撃者がプログラムに送る入力を部分的にコントロールします。 攻撃者が送ったと思われるデータを記録した時に、「予想通り」の文字リスト を設定し、「予想通り」でない文字はみなエスケープしてください。そうすれば ログが汚染されるようなことにはなりません。 そうしないと、本当に困った事態になります。たとえばユーザが制御文字(NIL や EOF) を入れると、やっかいな事態を発生します。 たとえば、攻撃者が改行を埋め込むと、好みのログを改行とともに入れることで、ログ の記録をねつ造できます。 ひどい話ですが、これらの文字のエスケープは、標準規格に沿っていないようです。 私は URL エスケープが好みですが(%hh の hh はエスケープするバイトの 16 進値 です)、C の規格をはじめとして、他のエスケープが存在します(\ooo は 8 進値で \X は X には特別な符号が入ります。たとえば \n は改行です)。 また、キャレットを使ったしくみ(^I は control-I です)もありますが、127 より 大きなバイト値はうまく扱えません。

ユーザがサービス拒否攻撃(もしくは少なくとも監査の停止)を引き起こす危険性 があります。その攻撃は、監査履歴を削除する多量のイベントを発生することで、 システムが記録を保存するリソースを食い潰します。 この攻撃に対する対処方法の 1 つは、監査記録する速度に制限を設けることです。 意図的に反応速度を遅くし、「あまりに多くの」監査記録があれば削除します。 攻撃の疑いがあるものに対してだけ、反応速度を遅くするようにしてください。 しかし、単独の攻撃者が複数ユーザであるかのごとく装っているケースがよく あります。

もちろん何が「不審な動作」なのかを選択するのは、プログラムの動作と予定して いた使い方に左右されます。 以前論じた入力のフィルタチェックに引っかかったケースは、この対象となります (たとえば、NIL が入った)。 通常利用に由来しない入力は、おそらくログを採った方がよいでしょう。 たとえば、必須のフィールドがある CGI プログラムが怪しげに失敗する等。 /etc/passwd や /etc/shadow のような書式は、怪しいケースがたくさんあります。 同様に Windows の「レジストリ」ファイルや .pwl ファイルにアクセスしようと するのも不審です。

監査履歴にパスワードを記録しないでください。 誤って、別のシステムにパスワードを入れてしまう場合がよくあります。そうすると、 パスワードの記録があるシステムの管理者に、管轄外の別のコンピュータへの侵入を 認めることになるかもしれません。

### 物理的な漏洩

このドキュメントの範疇を越えた話題ですが、コンピュータと通信機器はたくさんの 情報を漏らしていることを忘れないでください。この漏洩を本当に安全なものとする のは困難です。 電磁波盗聴に必要なものを知っている人はたくさんいます。コンピュータや ディスプレイ、キーボード、その他盗聴できる部品が放出する高周波を扱うものです。 ディスプレイは、遠く離れたオフィスの壁に反射したものでも盗聴可能です [Kuhn 2002]。 モデムのライトで通信が行われていることは十分にわかります。

### その他

下記の内容は、セキュリティ・ガイドラインなのですが、何処にも分類できない ものです。

少なくとも前提条件の一部は、プログラムで事前にチェックしてください(たとえば、 プログラムが開始されるところで)。 たとえば、あるディレクトリで「sticky」ビットが立っていることを前提にしている なら、本当にそうなっているかをテストしてください。そのようなテストには時間は かかりませんし、それによって深刻な問題を防げるはずです。 もしそれぞれの呼び出しでテスト実行時間がかかることが気になるなら、せめて インストール時に行うようにしてください。アプリケーション起動時に行うと さらに良いです。

組み込みでスクリプト言語を使っているなら、その言語が環境変数を設定して、 スクリプトから実行されるプログラムに悪影響を与えるかもしれません。 これは防いでください。

複雑な設定用言語が必要なら、その言語にコメント文字があり、コメントアウト した安全な例がたくさんあるようにしてください。 「&num;」はコメントとしてよく使われますが、これは「この行の残りはコメント」 を意味します。

なるべく root に setuid や setgid したプログラムを作成しないでください。 かわりに、ユーザには root でログインするようにさせてください。

コードに電子署名をしてください。利用者は送られてきたものが利用できるものか どうかをチェックできます。

安全性が求められるプログラムを作成する場合は、静的にリンクを行うことを検討して みてください。 安全性が求められるプログラムが動的リンクを使わないようにすれば、動的なライブ ラリのリンク機能を狙った攻撃に対抗できます。 しかしこの方法には欠点もあります。 使用するディスクやメモリが増える傾向にあります(同じルーチンを複数個コピー するからです)。 さらに悪いのは、ライブラリの更新(たとえば、セキュリティの脆弱性を防ぐため) が面倒になるなる点です。たいていのシステムでは自動的には更新できず、独自に 更新を追いかけて実装するしかありません。

コードを眺めている時には、条件にマッチしないケースすべてを検討してください。 たとえば switch 文があった場合、どのケースにもマッチしなかった場合どうなる のか？ 「if」文があれば条件が偽になった場合にどうなるのか？などなど。

単にファイルを「削除」しても、ディスクからファイルのデータは除去されません。 システムの多くは、ただ「削除した」印をつけ、後で再利用できるようにします。 またデータが一時的に他の所に置かれている場合もよくあります(メモリや swap ファイル、テンポラリ・ファイルとして)。 実際、しつこい攻撃者に対抗するには、データの上書きでは十分ではありません。 磁気メディアを消去する上での問題については、古典的なドキュメントである Peter Gutmann 氏の 「Secure Deletion of Data from Magnetic and Solid-State Memory」 があります。 しつこい攻撃者は、別の手段を使うこともできます。たとえば、コンピュータから放出 される電磁波を監視したり(軍事システムは、電磁波盗聴規則に従い、これに対抗 しています)、秘密裏に攻撃をかけます(キーボードに隠した監視装置等)。

セキュリティ上の脆弱性を修正する時には、「警告」の追加を考慮し、(今修正した) 脆弱性を侵そうとする試みを検知し、そのログを取るようにしてください。 こうすることで、攻撃の機会を減らします。攻撃が進行していることがあらわになる ことで、特に攻撃者が攻撃できるかどうか、事前に調べる方法がなくなります。 つまり、脆弱性が侵入検知システムになるわけです。 これは、認証以前にサーバプログラムのバージョンを公開すると、セキュリティ上 好ましくないことも示しています。公開してしまうと、攻撃者がそのバージョンで 動作する攻撃に絞ってやすやすと攻撃できるからです。 プログラムには、ユーザに対して故意にバージョンを「偽る」ことができるものが あります。そうすると攻撃者は「間違った」攻撃をすることになり、攻撃を検出でき ます。 脆弱性はネットワークで起きるので、必ずセキュリティ・スキャナで脆弱性を検知 できるようにしてください。 Nessus(http://www.nessus.org) と連絡をとって、彼らのオープンソースなセキュリティ・スキャナが問題を検出できる かどうかを確かめてください。 そうすれば、ソフトウェア更新に無頓着なユーザは、セキュリティの脆弱性をスキャン することで、問題を知ることになります(やるべきことをやるかもしれません)。

時には、このドキュメントのようなセキュリティガイドラインをレビューして ください。 せめて にある結論は再読してください。 そして気楽に「はじめに」()に戻って、再読 しましょう。

## 結論

旧約聖書 コヘレトの言葉 7 章 8 節(NIV)

事の終わりは始めにまさる。 気位が高いよりも気が長いのがよい。

Linux や Unix のような Unix ライクなシステムで、完璧に安全なプログラムを 設計・実装するのは、実際とても難しいことです。 完璧に安全なプログラムが難しい理由は、考えられる入力すべてに適切に対応し、 敵意を持っているかもしれないユーザが制御している環境に対しても、同様に対応 しなければならない点にあります。 安全性が求められるプログラムの開発者は、使用しているプラットフォームについて 深く理解し、ガイドライン(このドキュメント等)を調べて適用し、品質を上げる プロセスを設けて(ピア・レビュー等)、プログラムの脆弱なところを減らして行く 必要があります。

ここでは結論として、このドキュメントで鍵となるガイドラインをいくつか あげておきます。

- 入力をすべて検証してください。入力にはコマンドラインの入力や環境変数、CGI からの入力があります。 「不正な」入力をただ拒否しないでください。何が「受け入れられる」入力なのか を定義して、マッチしないものを拒否してください。

- バッファオーバーフローを避けてください。 プログラムが長い入力(と長い中間データ値)で絶対乗っ取られないようにして ください。 現時点では、プログラミングでのエラーの代表格です。

- プログラムの内部構成をきちんとしてください。 インタフェースを安全にして、特権を最少にし、初期設定とデフォルトを安全にし、 フェイル・セーフにしてください。 競合状態を回避してください(たとえば、/tmp のような共有ディレクトリで安全に ファイルをオープンする)。 信頼に足る経路だけを信じてください(たとえば、ほとんどのサーバは、セキュリティ チェックや買い入れ価格のような機密データ類で、クライアントを信頼してはいけ ません)。

- 注意深く他のリソースを呼び出してください。 値を適切なものに制限し(特にメタキャラクタ関連)、システムコールの返り値 は、すべてチェックしてください。

- 慎重に情報を返してください。 特に信頼できないユーザに対しては、フィードバックは最小限にし、出力が溢れて いたり、反応が遅い場合にも対処してください。

## 参考文献

旧約聖書 コヘレトの言葉 12 章 11、12 節(NIV)

賢者の言葉はすべて、突き棒や釘。 ただひとりの牧者に由来し、収集家が編集した。 それよりもなお、わが子よ、心せよ。 書物はいくら記してもきりがない。 学びすぎれば体が疲れる。

Web で利用できる技術的な論文があることを特に強調 している点に注目してください。Web でこの種の技術情報の大部分が利用できます。

[Advosys 2000] Advosys Consulting (formerly named Webber Technical Services). Writing Secure Web Applications. http://advosys.ca/tips/web-security.html

[Al-Herbish 1999] Al-Herbish, Thamer. 1999. Secure Unix Programming FAQ. http://www.whitefang.com/sup.

[Aleph1 1996] Aleph1. November 8, 1996. ``Smashing The Stack For Fun And Profit''. Phrack Magazine. Issue 49, Article 14. http://www.phrack.com/search.phtml?view&article=p49-14 or alternatively http://www.2600.net/phrack/p49-14.html.

[Anonymous 1999] Anonymous. October 1999. Maximum Linux Security: A Hacker's Guide to Protecting Your Linux Server and Workstation Sams. ISBN: 0672316706.

[Anonymous 1998] Anonymous. September 1998. Maximum Security : A Hacker's Guide to Protecting Your Internet Site and Network. Sams. Second Edition. ISBN: 0672313413.

[AUSCERT 1996] Australian Computer Emergency Response Team (AUSCERT) and O'Reilly. May 23, 1996 (rev 3C). A Lab Engineers Check List for Writing Secure Unix Code. ftp://ftp.auscert.org.au/pub/auscert/papers/secure_programming_checklist

[Bach 1986] Bach, Maurice J. 1986. The Design of the Unix Operating System. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-201799-7 025.

[Bellovin 1989] Bellovin, Steven M. April 1989. "Security Problems in the TCP/IP Protocol Suite" Computer Communications Review 2:19, pp. 32-48. http://www.research.att.com/~smb/papers/ipext.pdf

[Bellovin 1994] Bellovin, Steven M. December 1994. Shifting the Odds -- Writing (More) Secure Software. Murray Hill, NJ: AT&T Research. http://www.research.att.com/~smb/talks

[Bishop 1996] Bishop, Matt. May 1996. ``UNIX Security: Security in Programming''. SANS '96. Washington DC (May 1996). http://olympus.cs.ucdavis.edu/~bishop/secprog.html

[Bishop 1997] Bishop, Matt. October 1997. ``Writing Safe Privileged Programs''. Network Security 1997 New Orleans, LA. http://olympus.cs.ucdavis.edu/~bishop/secprog.html

[Blaze 1996] Blaze, Matt, Whitfield Diffie, Ronald L. Rivest, Bruce Schneier, Tsutomu Shimomura, Eric Thompson, and Michael Wiener. January 1996. ``Minimal Key Lengths for Symmetric Ciphers to Provide Adequate Commercial Security: A Report by an Ad Hoc Group of Cryptographers and Computer Scientists.'' ftp://ftp.research.att.com/dist/mab/keylength.txt and ftp://ftp.research.att.com/dist/mab/keylength.ps.

[CC 1999] The Common Criteria for Information Technology Security Evaluation (CC). August 1999. Version 2.1. Technically identical to International Standard ISO/IEC 15408:1999. http://csrc.nist.gov/cc/ccv20/ccv2list.htm

[CERT 1998] Computer Emergency Response Team (CERT) Coordination Center (CERT/CC). February 13, 1998. Sanitizing User-Supplied Data in CGI Scripts. CERT Advisory CA-97.25.CGI&lowbar;metachar. http://www.cert.org/advisories/CA-97.25.CGI_metachar.html.

[Clowes 2001] Clowes, Shaun. 2001. ``A Study In Scarlet - Exploiting Common Vulnerabilities in PHP'' http://www.securereality.com.au/archives.html

[CMU 1998] Carnegie Mellon University (CMU). February 13, 1998 Version 1.4. ``How To Remove Meta-characters From User-Supplied Data In CGI Scripts''. ftp://ftp.cert.org/pub/tech_tips/cgi_metacharacters.

[Cowan 1999] Cowan, Crispin, Perry Wagle, Calton Pu, Steve Beattie, and Jonathan Walpole. ``Buffer Overflows: Attacks and Defenses for the Vulnerability of the Decade''. Proceedings of DARPA Information Survivability Conference and Expo (DISCEX), http://schafercorp-ballston.com/discex SANS 2000. http://www.sans.org/newlook/events/sans2000.htm. For a copy, see http://immunix.org/documentation.html.

[Cox 2000] Cox, Philip. March 30, 2001. Hardening Windows 2000. http://www.systemexperts.com/win2k/hardenW2K11.pdf.

[Dobbertin 1996]. Dobbertin, H. 1996. The Status of MD5 After a Recent Attack. RSA Laboratories' CryptoBytes. Vol. 2, No. 2.

[Felten 1997] Edward W. Felten, Dirk Balfanz, Drew Dean, and Dan S. Wallach. Web Spoofing: An Internet Con Game Technical Report 540-96 (revised Feb. 1997) Department of Computer Science, Princeton University http://www.cs.princeton.edu/sip/pub/spoofing.pdf

[Fenzi 1999] Fenzi, Kevin, and Dave Wrenski. April 25, 1999. Linux Security HOWTO. Version 1.0.2. http://www.linuxdoc.org/HOWTO/Security-HOWTO.html

[FHS 1997] Filesystem Hierarchy Standard (FHS 2.0). October 26, 1997. Filesystem Hierarchy Standard Group, edited by Daniel Quinlan. Version 2.0. http://www.pathname.com/fhs.

[Filipski 1986] Filipski, Alan and James Hanko. April 1986. ``Making Unix Secure.'' Byte (Magazine). Peterborough, NH: McGraw-Hill Inc. Vol. 11, No. 4. ISSN 0360-5280. pp. 113-128.

[Flake 2001] Flake, Havlar. Auditing Binaries for Security Vulnerabilities. http://www.blackhat.com/html/win-usa-01/win-usa-01-speakers.html.

[FOLDOC] Free On-Line Dictionary of Computing. http://foldoc.doc.ic.ac.uk/foldoc/index.html.

[Forristal 2001] Forristal, Jeff, and Greg Shipley. January 8, 2001. Vulnerability Assessment Scanners. Network Computing. http://www.nwc.com/1201/1201f1b1.html

[FreeBSD 1999] FreeBSD, Inc. 1999. ``Secure Programming Guidelines''. FreeBSD Security Information. http://www.freebsd.org/security/security.html

[FSF 1998] Free Software Foundation. December 17, 1999. Overview of the GNU Project. http://www.gnu.ai.mit.edu/gnu/gnu-history.html

[FSF 1999] Free Software Foundation. January 11, 1999. The GNU C Library Reference Manual. Edition 0.08 DRAFT, for Version 2.1 Beta of the GNU C Library. Available at, for example, http://www.netppl.fi/~pp/glibc21/libc_toc.html

Fu, Kevin, Emil Sit, Kendra Smith, and Nick Feamster. August 2001. ``Dos and Don'ts of Client Authentication on the Web''. Proceedings of the 10th USENIX Security Symposium, Washington, D.C., August 2001. http://cookies.lcs.mit.edu/pubs/webauth.html.

[Gabrilovich 2002] Gabrilovich, Evgeniy, and Alex Gontmakher. February 2002. ``Inside Risks: The Homograph Attack''. Communications of the ACM. Volume 45, Number 2. Page 128.

[Galvin 1998a] Galvin, Peter. April 1998. ``Designing Secure Software''. Sunworld. http://www.sunworld.com/swol-04-1998/swol-04-security.html.

[Galvin 1998b] Galvin, Peter. August 1998. ``The Unix Secure Programming FAQ''. Sunworld. http://www.sunworld.com/sunworldonline/swol-08-1998/swol-08-security.html

[Garfinkel 1996] Garfinkel, Simson and Gene Spafford. April 1996. Practical UNIX & Internet Security, 2nd Edition. ISBN 1-56592-148-8. Sebastopol, CA: O'Reilly & Associates, Inc. http://www.oreilly.com/catalog/puis

[Garfinkle 1997] Garfinkle, Simson. August 8, 1997. 21 Rules for Writing Secure CGI Programs. http://webreview.com/wr/pub/97/08/08/bookshelf

[Gay 2000] Gay, Warren W. October 2000. Advanced Unix Programming. Indianapolis, Indiana: Sams Publishing. ISBN 0-67231-990-X.

[Geodsoft 2001] Geodsoft. February 7, 2001. Hardening OpenBSD Internet Servers. http://www.geodsoft.com/howto/harden.

[Graham 1999] Graham, Jeff. May 4, 1999. Security-Audit's Frequently Asked Questions (FAQ). http://lsap.org/faq.txt

[Gong 1999] Gong, Li. June 1999. Inside Java 2 Platform Security. Reading, MA: Addison Wesley Longman, Inc. ISBN 0-201-31000-7.

[Gundavaram Unknown] Gundavaram, Shishir, and Tom Christiansen. Date Unknown. Perl CGI Programming FAQ. http://language.perl.com/CPAN/doc/FAQs/cgi/perl-cgi-faq.html

[Hall "Beej" 1999] Hall, Brian "Beej". Beej's Guide to Network Programming Using Internet Sockets. 13-Jan-1999. Version 1.5.5. http://www.ecst.csuchico.edu/~beej/guide/net

[ISO 12207] International Organization for Standardization (ISO). 1995. Information technology -- Software life cycle processes ISO/IEC 12207:1995.

[ISO 13335] International Organization for Standardization (ISO). ISO/IEC TR 13335. Guidelines for the Management of IT Security (GMITS). Note that this is a five-part technical report (not a standard); see also ISO/IEC 17799:2000. It includes:

- ISO 13335-1: Concepts and Models for IT Security

- ISO 13335-2: Managing and Planning IT Security

- ISO 13335-3: Techniques for the Management of IT Security

- ISO 13335-4: Selection of Safeguards

- ISO 13335-5: Safeguards for External Connections

[ISO 17799] International Organization for Standardization (ISO). December 2000. Code of Practice for Information Security Management. ISO/IEC 17799:2000.

[ISO 9000] International Organization for Standardization (ISO). 2000. Quality management systems - Fundamentals and vocabulary. ISO 9000:2000. See http://www.iso.ch/iso/en/iso9000-14000/iso9000/selection_use/iso9000family.html

[ISO 9000] International Organization for Standardization (ISO). 2000. Quality management systems - Requirements ISO 9001:2000

[Jones 2000] Jones, Jennifer. October 30, 2000. ``Banking on Privacy''. InfoWorld, Volume 22, Issue 44. San Mateo, CA: International Data Group (IDG). pp. 1-12.

[Kelsey 1998] Kelsey, J., B. Schneier, D. Wagner, and C. Hall. March 1998. "Cryptanalytic Attacks on Pseudorandom Number Generators." Fast Software Encryption, Fifth International Workshop Proceedings (March 1998), Springer-Verlag, 1998, pp. 168-188. http://www.counterpane.com/pseudorandom_number.html.

[Kernighan 1988] Kernighan, Brian W., and Dennis M. Ritchie. 1988. The C Programming Language. Second Edition. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall. ISBN 0-13-110362-8.

[Kim 1996] Kim, Eugene Eric. 1996. CGI Developer's Guide. SAMS.net Publishing. ISBN: 1-57521-087-8 http://www.eekim.com/pubs/cgibook

[Kuchling 2000]. Kuchling, A.M. 2000. Restricted Execution HOWTO. http://www.python.org/doc/howto/rexec/rexec.html

[Kuhn 2002] Kuhn, Markus G. Optical Time-Domain Eavesdropping Risks of CRT displays. Proceedings of the 2002 IEEE Symposium on Security and Privacy, Oakland, CA, May 12-15, 2002. http://www.cl.cam.ac.uk/~mgk25/ieee02-optical.pdf

[LSD 2001] The Last Stage of Delirium. July 4, 2001. UNIX Assembly Codes Development for Vulnerabilities Illustration Purposes. http://lsd-pl.net/papers.html#assembly.

[McClure 1999] McClure, Stuart, Joel Scambray, and George Kurtz. 1999. Hacking Exposed: Network Security Secrets and Solutions. Berkeley, CA: Osbourne/McGraw-Hill. ISBN 0-07-212127-0.

[McKusick 1999] McKusick, Marshall Kirk. January 1999. ``Twenty Years of Berkeley Unix: From AT&T-Owned to Freely Redistributable.'' Open Sources: Voices from the Open Source Revolution. http://www.oreilly.com/catalog/opensources/book/kirkmck.html.

[McGraw 1999] McGraw, Gary, and Edward W. Felten. December 1998. Twelve Rules for developing more secure Java code. Javaworld. http://www.javaworld.com/javaworld/jw-12-1998/jw-12-securityrules.html.

[McGraw 1999] McGraw, Gary, and Edward W. Felten. January 25, 1999. Securing Java: Getting Down to Business with Mobile Code, 2nd Edition John Wiley & Sons. ISBN 047131952X. http://www.securingjava.com.

[McGraw 2000a] McGraw, Gary and John Viega. March 1, 2000. Make Your Software Behave: Learning the Basics of Buffer Overflows. http://www-4.ibm.com/software/developer/library/overflows/index.html.

[McGraw 2000b] McGraw, Gary and John Viega. April 18, 2000. Make Your Software Behave: Software strategies In the absence of hardware, you can devise a reasonably secure random number generator through software. http://www-106.ibm.com/developerworks/library/randomsoft/index.html?dwzone=security.

[Miller 1995] Miller, Barton P., David Koski, Cjin Pheow Lee, Vivekananda Maganty, Ravi Murthy, Ajitkumar Natarajan, and Jeff Steidl. 1995. Fuzz Revisited: A Re-examination of the Reliability of UNIX Utilities and Services. ftp://grilled.cs.wisc.edu/technical_papers/fuzz-revisited.pdf.

[Miller 1999] Miller, Todd C. and Theo de Raadt. ``strlcpy and strlcat -- Consistent, Safe, String Copy and Concatenation'' Proceedings of Usenix '99. http://www.usenix.org/events/usenix99/millert.html and http://www.usenix.org/events/usenix99/full_papers/millert/PACKING_LIST

[Mudge 1995] Mudge. October 20, 1995. How to write Buffer Overflows. l0pht advisories. http://www.l0pht.com/advisories/bufero.html.

[Murhammer 1998] Murhammer, Martin W., Orcun Atakan, Stefan Bretz, Larry R. Pugh, Kazunari Suzuki, and David H. Wood. October 1998. TCP/IP Tutorial and Technical Overview IBM International Technical Support Organization. http://www.redbooks.ibm.com/pubs/pdfs/redbooks/gg243376.pdf

[NCSA] NCSA Secure Programming Guidelines. http://www.ncsa.uiuc.edu/General/Grid/ACES/security/programming.

Neumann, Peter. 2000. "Robust Nonproprietary Software." Proceedings of the 2000 IEEE Symposium on Security and Privacy (the ``Oakland Conference''), May 14-17, 2000, Berkeley, CA. Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society. pp.122-123.

National Security Agency (NSA). September 2000. Information Assurance Technical Framework (IATF). http://www.iatf.net.

[Open Group 1997] The Open Group. 1997. Single UNIX Specification, Version 2 (UNIX 98). http://www.opengroup.org/online-pubs?DOC=007908799.

[OSI 1999]. Open Source Initiative. 1999. The Open Source Definition. http://www.opensource.org/osd.html.

[Opplinger 1998] Oppliger, Rolf. 1998. Internet and Intranet Security. Norwood, MA: Artech House. ISBN 0-89006-829-1.

[Paulk 1993a] Mark C. Paulk, Bill Curtis, Mary Beth Chrissis, and Charles V. Weber. Capability Maturity Model for Software, Version 1.1. Software Engineering Institute, CMU/SEI-93-TR-24. DTIC Number ADA263403, February 1993. http://www.sei.cmu.edu/activities/cmm/obtain.cmm.html.

[Paulk 1993b] Mark C. Paulk, Charles V. Weber, Suzanne M. Garcia, Mary Beth Chrissis, and Marilyn W. Bush. Key Practices of the Capability Maturity Model, Version 1.1. Software Engineering Institute. CMU/SEI-93-TR-25, DTIC Number ADA263432, February 1993.

[Peteanu 2000] Peteanu, Razvan. July 18, 2000. Best Practices for Secure Web Development. http://members.home.net/razvan.peteanu

[Pfleeger 1997] Pfleeger, Charles P. 1997. Security in Computing. Upper Saddle River, NJ: Prentice-Hall PTR. ISBN 0-13-337486-6.

[Phillips 1995] Phillips, Paul. September 3, 1995. Safe CGI Programming. http://www.go2net.com/people/paulp/cgi-security/safe-cgi.txt

[Quintero 1999] Quintero, Federico Mena, Miguel de Icaza, and Morten Welinder GNOME Programming Guidelines http://developer.gnome.org/doc/guides/programming-guidelines/book1.html

[Raymond 1997] Raymond, Eric. 1997. The Cathedral and the Bazaar. http://www.tuxedo.org/~esr/writings/cathedral-bazaar

[Raymond 1998] Raymond, Eric. April 1998. Homesteading the Noosphere. http://www.tuxedo.org/~esr/writings/homesteading/homesteading.html

[Ranum 1998] Ranum, Marcus J. 1998. Security-critical coding for programmers - a C and UNIX-centric full-day tutorial. http://www.clark.net/pub/mjr/pubs/pdf/.

[RFC 822] August 13, 1982 Standard for the Format of ARPA Internet Text Messages. IETF RFC 822. http://www.ietf.org/rfc/rfc0822.txt.

[rfp 1999] rain.forest.puppy. 1999. ``Perl CGI problems''. Phrack Magazine. Issue 55, Article 07. http://www.phrack.com/search.phtml?view&article=p55-7 or http://www.insecure.org/news/P55-07.txt.

[Rijmen 2000] Rijmen, Vincent. "LinuxSecurity.com Speaks With AES Winner". http://www.linuxsecurity.com/feature_stories/interview-aes-3.html.

[Rochkind 1985]. Rochkind, Marc J. Advanced Unix Programming. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, Inc. ISBN 0-13-011818-4.

[St. Laurent 2000] St. Laurent, Simon. February 2000. XTech 2000 Conference Reports. ``When XML Gets Ugly''. http://www.xml.com/pub/2000/02/xtech/megginson.html.

[Saltzer 1974] Saltzer, J. July 1974. ``Protection and the Control of Information Sharing in MULTICS''. Communications of the ACM. v17 n7. pp. 388-402.

[Saltzer 1975] Saltzer, J., and M. Schroeder. September 1975. ``The Protection of Information in Computing Systems''. Proceedings of the IEEE. v63 n9. pp. 1278-1308. http://www.mediacity.com/~norm/CapTheory/ProtInf. Summarized in [Pfleeger 1997, 286].

Schneider, Fred B. 2000. "Open Source in Security: Visting the Bizarre." Proceedings of the 2000 IEEE Symposium on Security and Privacy (the ``Oakland Conference''), May 14-17, 2000, Berkeley, CA. Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society. pp.126-127.

[Schneier 1996] Schneier, Bruce. 1996. Applied Cryptography, Second Edition: Protocols, Algorithms, and Source Code in C. New York: John Wiley and Sons. ISBN 0-471-12845-7.

[Schneier 1998] Schneier, Bruce and Mudge. November 1998. Cryptanalysis of Microsoft's Point-to-Point Tunneling Protocol (PPTP) Proceedings of the 5th ACM Conference on Communications and Computer Security, ACM Press. http://www.counterpane.com/pptp.html.

[Schneier 1999] Schneier, Bruce. September 15, 1999. ``Open Source and Security''. Crypto-Gram. Counterpane Internet Security, Inc. http://www.counterpane.com/crypto-gram-9909.html

[Seifried 1999] Seifried, Kurt. October 9, 1999. Linux Administrator's Security Guide. http://www.securityportal.com/lasg.

[Seifried 2001] Seifried, Kurt. September 2, 2001. WWW Authentication http://www.seifried.org/security/www-auth/index.html.

[Shankland 2000] Shankland, Stephen. ``Linux poses increasing threat to Windows 2000''. CNET. http://news.cnet.com/news/0-1003-200-1549312.html

[Shostack 1999] Shostack, Adam. June 1, 1999. Security Code Review Guidelines. http://www.homeport.org/~adam/review.html.

[Sibert 1996] Sibert, W. Olin. Malicious Data and Computer Security. (NIST) NISSC '96.

http://www.fish.com/security/maldata.html

[Sitaker 1999] Sitaker, Kragen. Feb 26, 1999. How to Find Security Holes http://www.pobox.com/~kragen/security-holes.html and http://www.dnaco.net/~kragen/security-holes.html

[SSE-CMM 1999] SSE-CMM Project. April 1999. Systems Security Engineering Capability Maturity Model (SSE CMM) Model Description Document. Version 2.0. http://www.sse-cmm.org

[Stallings 1996] Stallings, William. Practical Cryptography for Data Internetworks. Los Alamitos, CA: IEEE Computer Society Press. ISBN 0-8186-7140-8.

[Stein 1999]. Stein, Lincoln D. September 13, 1999. The World Wide Web Security FAQ. Version 2.0.1 http://www.w3.org/Security/Faq/www-security-faq.html

[Swan 2001] Swan, Daniel. January 6, 2001. comp.os.linux.security FAQ. Version 1.0. http://www.linuxsecurity.com/docs/colsfaq.html.

[Swanson 1996] Swanson, Marianne, and Barbara Guttman. September 1996. Generally Accepted Principles and Practices for Securing Information Technology Systems. NIST Computer Security Special Publication (SP) 800-14. http://csrc.nist.gov/publications/nistpubs/index.html.

[Thompson 1974] Thompson, K. and D.M. Richie. July 1974. ``The UNIX Time-Sharing System''. Communications of the ACM Vol. 17, No. 7. pp. 365-375.

[Torvalds 1999] Torvalds, Linus. February 1999. ``The Story of the Linux Kernel''. Open Sources: Voices from the Open Source Revolution. Edited by Chris Dibona, Mark Stone, and Sam Ockman. O'Reilly and Associates. ISBN 1565925823. http://www.oreilly.com/catalog/opensources/book/linus.html

[TruSecure 2001] TruSecure. August 2001. Open Source Security: A Look at the Security Benefits of Source Code Access. http://www.trusecure.com/html/tspub/whitepapers/open_source_security5.pdf

[Unknown] SETUID(7) http://www.homeport.org/~adam/setuid.7.html.

[Van Biesbrouck 1996] Van Biesbrouck, Michael. April 19, 1996. http://www.csclub.uwaterloo.ca/u/mlvanbie/cgisec.

[van Oorschot 1994] van Oorschot, P. and M. Wiener. November 1994. ``Parallel Collision Search with Applications to Hash Functions and Discrete Logarithms.'' Proceedings of ACM Conference on Computer and Communications Security.

[Venema 1996] Venema, Wietse. 1996. Murphy's law and computer security. http://www.fish.com/security/murphy.html

[Watters 1996] Watters, Arron, Guido van Rossum, James C. Ahlstrom. 1996. Internet Programming with Python. NY, NY: Henry Hold and Company, Inc.

[Witten 2001] September/October 2001. Witten, Brian, Carl Landwehr, and Michael Caloyannides. ``Does Open Source Improve System Security?'' IEEE Software. pp. 57-61. http://www.computer.org/software

[Wood 1985] Wood, Patrick H. and Stephen G. Kochan. 1985. Unix System Security. Indianapolis, Indiana: Hayden Books. ISBN 0-8104-6267-2.

[Wreski 1998] Wreski, Dave. August 22, 1998. Linux Security Administrator's Guide. Version 0.98. http://www.nic.com/~dave/SecurityAdminGuide/index.html

[Yoder 1998] Yoder, Joseph and Jeffrey Barcalow. 1998. Architectural Patterns for Enabling Application Security. PLoP '97 http://st-www.cs.uiuc.edu/~hanmer/PLoP-97/Proceedings/yoder.pdf

[Zalewski 2001] Zalewski, Michael. May 16-17, 2001. Delivering Signals for Fun and Profit: Understanding, exploiting and preventing signal-handling related vulnerabilities. Bindview Corporation. http://razor.bindview.com/publish/papers/signals.txt

[Zoebelein 1999] Zoebelein, Hans U. April 1999. The Internet Operating System Counter. http://www.leb.net/hzo/ioscount.

【訳註 IPA のセキュア・プログラミング講座 も役に立ちます】

## 履歴

このドキュメントを書くに当たって、いくつか主な出来事を最近のもの から記載しました。

2001-01-01 David A. Wheeler

  バージョン 2.70。重要な題材をたくさん追加しました。たとえば、サイトに またがった悪意あるコンテンツや HTML や URI のフィルタリング、テンポラリ ファイルの扱い等を大幅に議論を展開させました。

2000-05-24 David A. Wheeler

  ライセンスを GNU の GFDL に変更しました。内容を増やしました。

2000-04-21 David A. Wheeler

  バージョン 2.00。2000 年 4 月 21 日にドキュメントの記述形式を Linuxdoc DTD から the DocBook DTD に変更しました。 変更に当たって援助してくれた Jorge Godoy 氏に感謝します。

2000-04-04 David A. Wheeler

  バージョン 1.60。 Linux と Unix の両方をカバーするように変更。 ガイドラインの大部分は両者をカバーしています。開発者はアプリケーション を両者で動かすことを望んでいる場合が多く、両方をカバーするのは正しいことです。

2000-02-09 David A. Wheeler

  ドキュメントが Linux Documentation Project (LDP)に入りました。

1999-11-29 David A. Wheeler

  初期バージョン完成。公開リリース。

変更点の詳細はオンラインで「ChangeLog」ファイルが利用できます。

## おことわり

旧約聖書 箴言 27 章 17節(NIV)

鉄は鉄をもって研磨する。 人はその友によって研磨される。

電子メールで間違いを指摘してくれたり、カバーする範囲にアドバイスをしてくれ たり、質問をくれたりして、私をはげましてくれた下記の皆さんに感謝しています。 電子メールのアドレスには「thanks」を前につけてあります。そうすれば、多量 にメールを発進するメーラーが簡単にはアドレスを取得できないからです。 多量の迷惑メールをこのリストに含まれる方々に送りつける権限は、誰にも ありません。

- Neil Brown (thanks.neilb@cse.unsw.edu.au)

- Martin Douda (thanks.mad@students.zcu.cz)

- Jorge Godoy

- Scott Ingram (thanks.scott@silver.jhuapl.edu)

- Michael Kerrisk

- Doug Kilpatrick

- John Levon (moz@compsoc.man.ac.uk)

- Ryan McCabe (thanks.odin@numb.org)

- Paul Millar (thanks.paulm@astro.gla.ac.uk)

- Chuck Phillips (thanks.cdp@peakpeak.com)

- Martin Pool (thanks.mbp@humbug.org.au)

- Eric S. Raymond (thanks.esr@snark.thyrsus.com)

- Marc Welz

- Eric Werme (thanks.werme@alpha.zk3.dec.com)

このリストに載せて欲しい方は、建設的な意見を dwheeler@dwheeler.com まで送ってください。 建設的な意見を送っても謝辞を載せて欲しくない 方は、意見やコメント、批判を寄せていただいた時にお知らせください。 普通、皆さんは賞賛されることを望んでいると思っていますので、感謝の気持ちを 表わしたいと思っています。 現状は、貢献者の方々の名前をドキュメントのこのリストに追加して、コメントの さらに詳しい説明については、ChangeLog(オンラインで利用できます)に書いて置き ます。 アイディアを送ってくれたのは彼らですが、実際テキストに起したのは私自身です。 何か間違いがあったとしても、彼らを責めないでください。 そうするかわりに、別に建設的な意見を私に贈っていただければ、と思います。

## ドキュメントのライセンスについて

旧約聖書 エステル記 3 章 14 節(NIV)

この勅書の写しは各州で国の定めとして全国民に公示され、人々はその日に備えた。

このドキュメントは David A. Wheeler が著作権を保持しています (Copyright (C) 1999-2000 David A. Wheeler)。 GNU General Public License (GPL) にもとづき、複製と再配布および修正を許可 しています。 バージョン 1.1 以上は、Free Software Foundation で出版してしています。 変更不可部分は「著者について」で、表紙と裏表紙のテキストはありません。 ライセンスのコピーは下記の にあります。

これらの条件では他の Web サイトがミラーしても良いことになっていますが、 下記の条件に必ず従ってください。

- マスターのサイトから自動的にミラーが更新されること。

- マスターのサイトの場所(http://www.dwheeler.com/secure-programs) をハイパーテキストのリンク形式で明示すること。

- 私(David A. Wheeler)へ著者に対する感謝の意を表わすこと。

最初の 2 点は主に、繰り返し昔あった間違いを聞かれるのを防ぐためです。 1 年も前に修正した間違いについて聞かれるのは困り物です。ドキュメント正しく ミラーしていないからといった理由で。 マスターのサイトにリンクを張れば、ユーザはミラーが最新かどうかを確認 できます。 私は強固なセキュリティを必要としているサイトの問題に過敏なので、インター ネットに普通に接続する危険を犯せません。同じような状況ならば、他の妥協点 を見つけるようにしてください。そして時には媒体を運んで、環境を更新して ください。

このライセンスではドキュメントは修正可能です。しかし書いたものはあなたのもの (つまり盗用)とは主張できません。修正したバージョンがオリジナルの作品と同じ であると主張もできません。 作品を修正しても、作品すべての著作権は移動しません。 これは著作権関連の法律がいう「パブリック・ドメイン」な作品ではありません。 ライセンスについての詳細は を参照してください。 ライセンスが何を許しているか疑問があるなら、私に連絡してください。 あなたが行った変更をとりまとめの元締め(現在は David A. Wheeler 氏)に送れば、 たいていその変更は他の変更とともに原本に反映されます。

とは言ったものの、私は法律家ではありません。著作権の法律では、作品の構成 要素として問題にならない程小さいものに対しては、著作権を認めていない、 というのが私の著者としての立場です(たとえば、「私は B フラットと B フラット・マイナーのコードの権利をすべて持っている」)。本物のプログラムと 比較すると、取るに足らない言葉の断片は、わずかな大きさという意味では同じ です。 私はこれまで、他の人が書いたコードには、それが小さくともを感謝を表すること に努めてきました。 それでも皆さんの中には、このコードの法的な位置づけが気になるなる方も いらっしゃると思います。そこで、皆さんがこのコードを皆さんのソフトウェア で利用できることをはっきりさせたいと思います。 したがって、このドキュメントに直接書かれているコードの些細な断片は、 「MIT ライセンス」の元でリリースします。法的に恐れるほどの制約がないことを 保証します。

      Source code in this book not otherwise identified is
      Copyright (c) 1999-2001 David A. Wheeler.

      Permission is hereby granted, free of charge, to any person
      obtaining a copy of the source code in this book not
      otherwise identified (the "Software"), to deal in the
      Software without restriction, including without limitation
      the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute,
      sublicense, and/or sell copies of the Software, and to
      permit persons to whom the Software is furnished to do so,
      subject to the following conditions:

      The above copyright notice and this permission notice shall be
      included in all copies or substantial portions of the Software.

      THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
      EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE
      WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR
      PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.
      IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE
      LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
      WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
      ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE
      OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
    【訳註：各種オープンソース系のライセンスは、
    http://www.opensource.org
     が参考になります。OSG-JP
     もありますが、まだ MIT ライセンスは翻訳されていません】

## GNU Free Documentation License

Version 1.1, March 2000

Copyright © 2000

          Free Software Foundation, Inc.
          59 Temple Place, Suite 330,
          Boston,
          MA
          02111-1307
          USA

Everyone is permitted to copy and distribute verbatim copies of this license document, but changing it is not allowed.

0. PREAMBLE

  The purpose of this License is to make a manual, textbook, or other written document "free" in the sense of freedom: to assure everyone the effective freedom to copy and redistribute it, with or without modifying it, either commercially or noncommercially. Secondarily, this License preserves for the author and publisher a way to get credit for their work, while not being considered responsible for modifications made by others.

  This License is a kind of "copyleft", which means that derivative works of the document must themselves be free in the same sense. It complements the GNU General Public License, which is a copyleft license designed for free software.

  We have designed this License in order to use it for manuals for free software, because free software needs free documentation: a free program should come with manuals providing the same freedoms that the software does. But this License is not limited to software manuals; it can be used for any textual work, regardless of subject matter or whether it is published as a printed book. We recommend this License principally for works whose purpose is instruction or reference.

1. APPLICABILITY AND DEFINITIONS

  This License applies to any manual or other work that contains a notice placed by the copyright holder saying it can be distributed under the terms of this License. The "Document" , below, refers to any such manual or work. Any member of the public is a licensee, and is addressed as "you".

  A "Modified Version" of the Document means any work containing the Document or a portion of it, either copied verbatim, or with modifications and/or translated into another language.

  A "Secondary Section" is a named appendix or a front-matter section of the Document that deals exclusively with the relationship of the publishers or authors of the Document to the Document's overall subject (or to related matters) and contains nothing that could fall directly within that overall subject. (For example, if the Document is in part a textbook of mathematics, a Secondary Section may not explain any mathematics.) The relationship could be a matter of historical connection with the subject or with related matters, or of legal, commercial, philosophical, ethical or political position regarding them.

  The "Invariant Sections" are certain Secondary Sections whose titles are designated, as being those of Invariant Sections, in the notice that says that the Document is released under this License.

  The "Cover Texts" are certain short passages of text that are listed, as Front-Cover Texts or Back-Cover Texts, in the notice that says that the Document is released under this License.

  A "Transparent" copy of the Document means a machine-readable copy, represented in a format whose specification is available to the general public, whose contents can be viewed and edited directly and straightforwardly with generic text editors or (for images composed of pixels) generic paint programs or (for drawings) some widely available drawing editor, and that is suitable for input to text formatters or for automatic translation to a variety of formats suitable for input to text formatters. A copy made in an otherwise Transparent file format whose markup has been designed to thwart or discourage subsequent modification by readers is not Transparent. A copy that is not "Transparent" is called "Opaque".

  Examples of suitable formats for Transparent copies include plain ASCII without markup, Texinfo input format, LaTeX input format, SGML or XML using a publicly available DTD, and standard-conforming simple HTML designed for human modification. Opaque formats include PostScript, PDF, proprietary formats that can be read and edited only by proprietary word processors, SGML or XML for which the DTD and/or processing tools are not generally available, and the machine-generated HTML produced by some word processors for output purposes only.

  The "Title Page" means, for a printed book, the title page itself, plus such following pages as are needed to hold, legibly, the material this License requires to appear in the title page. For works in formats which do not have any title page as such, "Title Page" means the text near the most prominent appearance of the work's title, preceding the beginning of the body of the text.

2. VERBATIM COPYING

  You may copy and distribute the Document in any medium, either commercially or noncommercially, provided that this License, the copyright notices, and the license notice saying this License applies to the Document are reproduced in all copies, and that you add no other conditions whatsoever to those of this License. You may not use technical measures to obstruct or control the reading or further copying of the copies you make or distribute. However, you may accept compensation in exchange for copies. If you distribute a large enough number of copies you must also follow the conditions in section 3.

  You may also lend copies, under the same conditions stated above, and you may publicly display copies.

3. COPYING IN QUANTITY

  If you publish printed copies of the Document numbering more than 100, and the Document's license notice requires Cover Texts, you must enclose the copies in covers that carry, clearly and legibly, all these Cover Texts: Front-Cover Texts on the front cover, and Back-Cover Texts on the back cover. Both covers must also clearly and legibly identify you as the publisher of these copies. The front cover must present the full title with all words of the title equally prominent and visible. You may add other material on the covers in addition. Copying with changes limited to the covers, as long as they preserve the title of the Document and satisfy these conditions, can be treated as verbatim copying in other respects.

  If the required texts for either cover are too voluminous to fit legibly, you should put the first ones listed (as many as fit reasonably) on the actual cover, and continue the rest onto adjacent pages.

  If you publish or distribute Opaque copies of the Document numbering more than 100, you must either include a machine-readable Transparent copy along with each Opaque copy, or state in or with each Opaque copy a publicly-accessible computer-network location containing a complete Transparent copy of the Document, free of added material, which the general network-using public has access to download anonymously at no charge using public-standard network protocols. If you use the latter option, you must take reasonably prudent steps, when you begin distribution of Opaque copies in quantity, to ensure that this Transparent copy will remain thus accessible at the stated location until at least one year after the last time you distribute an Opaque copy (directly or through your agents or retailers) of that edition to the public.

  It is requested, but not required, that you contact the authors of the Document well before redistributing any large number of copies, to give them a chance to provide you with an updated version of the Document.

4. MODIFICATIONS

  You may copy and distribute a Modified Version of the Document under the conditions of sections 2 and 3 above, provided that you release the Modified Version under precisely this License, with the Modified Version filling the role of the Document, thus licensing distribution and modification of the Modified Version to whoever possesses a copy of it. In addition, you must do these things in the Modified Version:

  1. Use in the Title Page (and on the covers, if any) a title distinct from that of the Document, and from those of previous versions (which should, if there were any, be listed in the History section of the Document). You may use the same title as a previous version if the original publisher of that version gives permission.

  2. List on the Title Page, as authors, one or more persons or entities responsible for authorship of the modifications in the Modified Version, together with at least five of the principal authors of the Document (all of its principal authors, if it has less than five).

  3. State on the Title Page the name of the publisher of the Modified Version, as the publisher.

  4. Preserve all the copyright notices of the Document.

  5. Add an appropriate copyright notice for your modifications adjacent to the other copyright notices.

  6. Include, immediately after the copyright notices, a license notice giving the public permission to use the Modified Version under the terms of this License, in the form shown in the Addendum below.

  7. Preserve in that license notice the full lists of Invariant Sections and required Cover Texts given in the Document's license notice.

  8. Include an unaltered copy of this License.

  9. Preserve the section entitled "History", and its title, and add to it an item stating at least the title, year, new authors, and publisher of the Modified Version as given on the Title Page. If there is no section entitled "History" in the Document, create one stating the title, year, authors, and publisher of the Document as given on its Title Page, then add an item describing the Modified Version as stated in the previous sentence.

  10. Preserve the network location, if any, given in the Document for public access to a Transparent copy of the Document, and likewise the network locations given in the Document for previous versions it was based on. These may be placed in the "History" section. You may omit a network location for a work that was published at least four years before the Document itself, or if the original publisher of the version it refers to gives permission.

  11. In any section entitled "Acknowledgements" or "Dedications", preserve the section's title, and preserve in the section all the substance and tone of each of the contributor acknowledgements and/or dedications given therein.

  12. Preserve all the Invariant Sections of the Document, unaltered in their text and in their titles. Section numbers or the equivalent are not considered part of the section titles.

  13. Delete any section entitled "Endorsements". Such a section may not be included in the Modified Version.

  14. Do not retitle any existing section as "Endorsements" or to conflict in title with any Invariant Section.

  If the Modified Version includes new front-matter sections or appendices that qualify as Secondary Sections and contain no material copied from the Document, you may at your option designate some or all of these sections as invariant. To do this, add their titles to the list of Invariant Sections in the Modified Version's license notice. These titles must be distinct from any other section titles.

  You may add a section entitled "Endorsements", provided it contains nothing but endorsements of your Modified Version by various parties--for example, statements of peer review or that the text has been approved by an organization as the authoritative definition of a standard.

  You may add a passage of up to five words as a Front-Cover Text, and a passage of up to 25 words as a Back-Cover Text, to the end of the list of Cover Texts in the Modified Version. Only one passage of Front-Cover Text and one of Back-Cover Text may be added by (or through arrangements made by) any one entity. If the Document already includes a cover text for the same cover, previously added by you or by arrangement made by the same entity you are acting on behalf of, you may not add another; but you may replace the old one, on explicit permission from the previous publisher that added the old one.

  The author(s) and publisher(s) of the Document do not by this License give permission to use their names for publicity for or to assert or imply endorsement of any Modified Version .

5. COMBINING DOCUMENTS

  You may combine the Document with other documents released under this License, under the terms defined in section 4 above for modified versions, provided that you include in the combination all of the Invariant Sections of all of the original documents, unmodified, and list them all as Invariant Sections of your combined work in its license notice.

  The combined work need only contain one copy of this License, and multiple identical Invariant Sections may be replaced with a single copy. If there are multiple Invariant Sections with the same name but different contents, make the title of each such section unique by adding at the end of it, in parentheses, the name of the original author or publisher of that section if known, or else a unique number. Make the same adjustment to the section titles in the list of Invariant Sections in the license notice of the combined work.

  In the combination, you must combine any sections entitled "History" in the various original documents, forming one section entitled "History"; likewise combine any sections entitled "Acknowledgements", and any sections entitled "Dedications". You must delete all sections entitled "Endorsements."

6. COLLECTIONS OF DOCUMENTS

  You may make a collection consisting of the Document and other documents released under this License, and replace the individual copies of this License in the various documents with a single copy that is included in the collection, provided that you follow the rules of this License for verbatim copying of each of the documents in all other respects.

  You may extract a single document from such a collection, and distribute it individually under this License, provided you insert a copy of this License into the extracted document, and follow this License in all other respects regarding verbatim copying of that document.

7. AGGREGATION WITH INDEPENDENT WORKS

  A compilation of the Document or its derivatives with other separate and independent documents or works, in or on a volume of a storage or distribution medium, does not as a whole count as a Modified Version of the Document, provided no compilation copyright is claimed for the compilation. Such a compilation is called an "aggregate", and this License does not apply to the other self-contained works thus compiled with the Document , on account of their being thus compiled, if they are not themselves derivative works of the Document. If the Cover Text requirement of section 3 is applicable to these copies of the Document, then if the Document is less than one quarter of the entire aggregate, the Document's Cover Texts may be placed on covers that surround only the Document within the aggregate. Otherwise they must appear on covers around the whole aggregate.

8. TRANSLATION

  Translation is considered a kind of modification, so you may distribute translations of the Document under the terms of section 4. Replacing Invariant Sections with translations requires special permission from their copyright holders, but you may include translations of some or all Invariant Sections in addition to the original versions of these Invariant Sections. You may include a translation of this License provided that you also include the original English version of this License. In case of a disagreement between the translation and the original English version of this License, the original English version will prevail.

9. TERMINATION

  You may not copy, modify, sublicense, or distribute the Document except as expressly provided for under this License. Any other attempt to copy, modify, sublicense or distribute the Document is void, and will automatically terminate your rights under this License. However, parties who have received copies, or rights, from you under this License will not have their licenses terminated so long as such parties remain in full compliance.

10. FUTURE REVISIONS OF THIS LICENSE

  The Free Software Foundation may publish new, revised versions of the GNU Free Documentation License from time to time. Such new versions will be similar in spirit to the present version, but may differ in detail to address new problems or concerns. See http://www.gnu.org/copyleft/.

  Each version of the License is given a distinguishing version number. If the Document specifies that a particular numbered version of this License "or any later version" applies to it, you have the option of following the terms and conditions either of that specified version or of any later version that has been published (not as a draft) by the Free Software Foundation. If the Document does not specify a version number of this License, you may choose any version ever published (not as a draft) by the Free Software Foundation.

Addendum

  To use this License in a document you have written, include a copy of the License in the document and put the following copyright and license notices just after the title page:

  Copyright © YEAR YOUR NAME.

  Permission is granted to copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free Documentation License, Version 1.1 or any later version published by the Free Software Foundation; with the Invariant Sections being LIST THEIR TITLES, with the Front-Cover Texts being LIST, and with the Back-Cover Texts being LIST. A copy of the license is included in the section entitled GNU Free Documentation License.

  If you have no Invariant Sections, write "with no Invariant Sections" instead of saying which ones are invariant. If you have no Front-Cover Texts, write "no Front-Cover Texts" instead of "Front-Cover Texts being LIST"; likewise for Back-Cover Texts.

  If your document contains nontrivial examples of program code, we recommend releasing these examples in parallel under your choice of free software license, such as the GNU General Public License, to permit their use in free software.

  【訳註：日本語訳については、OSG-JP にある GNU FDL (フリー文書利用許諾契約書) 日本語訳を参考にしてください】

## About the Author

David A. Wheeler is an expert in computer security and has long specialized in development techniques for large and high-risk software systems. He has been involved in software development since the mid-1970s, and been involved with Unix and computer security since the early 1980s. His areas of knowledge include computer security, software safety, vulnerability analysis, inspections, Internet technologies, software-related standards (including POSIX), real-time software development techniques, and numerous computer languages (including Ada, C, C++, Perl, Python, and Java).

Mr. Wheeler is co-author and lead editor of the IEEE book Software Inspection: An Industry Best Practice, author of the book Ada95: The Lovelace Tutorial, and co-author of the GNOME User's Guide. He is also the author of many smaller papers and articles, including the Linux Program Library HOWTO.

Mr. Wheeler hopes that, by making this document available, other developers will make their software more secure. You can reach him by email at dwheeler@dwheeler.com (no spam please), and you can also see his web site at http://www.dwheeler.com. 【訳註：この「About the Author」は GNU FDL が定める「変更不可部分 (Invariant Sections)」に指定してあるので、原文をそのまま掲載します】

## 日本語版謝辞

翻訳を行うに当たって、下記の方々にお世話になりました。この場をかりて お礼申し上げます。ありがとう、皆さん！

- 野首 貴嗣さん

- えだ ゆきひこさん

- 小川 英範さん

- 武井 伸光さん

- 小林 雅典さん

- 川崎 貴彦さん

- 山下 義之さん

- 宮川 寧夫さん