安卓的“左傾”革命：內(nèi)存安全語言
谷歌的Android 11將安全性(BYOD相關(guān))和隱私增強(qiáng)功能作為主要賣點(diǎn)，但谷歌明白，要想從根本上扭轉(zhuǎn)Android安全態(tài)勢，就必須在生態(tài)上游和開發(fā)周期的“左側(cè)”下猛藥。
近日，谷歌的Android安全新策略引起了網(wǎng)絡(luò)安全和移動互聯(lián)行業(yè)的廣泛關(guān)注。谷歌鼓勵開發(fā)人員轉(zhuǎn)向使用內(nèi)存安全的編程語言，例如Java、Kotlin和Rust，并宣稱C和C++的安全性亟待提高。
影響Android操作系統(tǒng)的嚴(yán)重和高危漏洞
頭號威脅：內(nèi)存安全
根據(jù)谷歌最新公布的安卓安全報告統(tǒng)計(上圖)，Android操作系統(tǒng)的嚴(yán)重和高危安全漏洞中，有59%是內(nèi)存問題，例如內(nèi)存損壞和溢出。內(nèi)存安全是迄今為止最主要的Android安全問題(59%)，其次是權(quán)限繞過漏洞，占Google安全工程師在2019年修復(fù)的漏洞的21%。
不僅僅是Android系統(tǒng)，內(nèi)存安全通常也是Java、Windows 10和Chrome等主要平臺的頭號安全漏洞類別。谷歌工程師去年曾表示，Chrome安全漏洞中有70%是內(nèi)存安全問題。之前，曾有微軟工程師透露說，其產(chǎn)品修復(fù)的所有錯誤中有70%是內(nèi)存安全性問題，即允許訪問超出操作系統(tǒng)分配的內(nèi)存和地址的軟件漏洞。
谷歌認(rèn)為，使用更加安全的開發(fā)語言是保護(hù)Android免受惡意軟件和漏洞利用的根本措施。“C和C++不能像Java、Kotlin和Rust這樣的語言提供內(nèi)存安全。鑒于Android安全報告中的大多數(shù)安全漏洞都是內(nèi)存安全問題(上圖)，因此谷歌采用了兩種安全策略：提高C/C++的安全性，同時也鼓勵使用內(nèi)存安全語言。”Google在Android安全與隱私小組的博客中指出。
出于相同的安全原因，亞馬遜(AWS)和Microsoft也在推動采用Rust。Mozilla創(chuàng)建了Rust用于Firefox的Gecko引擎中處理與C++內(nèi)存相關(guān)的安全性問題。Rust的1.0版于2015年推出，但采用率仍然較低。Microsoft希望將其用于系統(tǒng)編程而不是應(yīng)用程序開發(fā)。AWS使用Rust構(gòu)建了基于Linux的容器操作系統(tǒng)Bottlerocket。
數(shù)據(jù)驅(qū)動的安全強(qiáng)化
谷歌指出，由于安卓生態(tài)系統(tǒng)的多樣化、安全性策略和方法以及緩解措施的的優(yōu)先級決策遵循“數(shù)據(jù)驅(qū)動”。
這種以數(shù)據(jù)為依據(jù)的方法已產(chǎn)生了可衡量的實(shí)際結(jié)果。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，過去一年Google修復(fù)的絕大多數(shù)Android漏洞都來自媒體、藍(lán)牙和NFC組件。媒體庫也是Google在2015年披露的Android遠(yuǎn)程利用高危漏洞Stagefright所影響的關(guān)鍵組件。
如今，谷歌為加強(qiáng)Android媒體服務(wù)器框架所做的努力已經(jīng)有所回報，2020一整年都沒有收到Android媒體框架遠(yuǎn)程利用漏洞報告。
除了遷移到內(nèi)存安全語言之外，谷歌強(qiáng)調(diào)的其他Android安全緩解和強(qiáng)化措施還包括：
- 沙箱
- 高權(quán)限大型組件(例如媒體庫)的分解
- 提高C/C++的安全性
- 漏洞利用緩解
- 地址空間布局隨機(jī)化(ASLR)
- 控制流完整性(CFI)
- Stack Canaries
- 內(nèi)存標(biāo)記
谷歌指出，LLVM項目的控制流完整性(CFI)已于2018年在Android Pie中的媒體框架、藍(lán)牙和NFC中啟用。
谷歌和微軟兩家公司都試圖為C和C++提供更安全的系統(tǒng)編程功能。微軟通過Windows安全功能Control Flow Guard改進(jìn)了CFI。去年，微軟在Clang和LLVM C++編譯器以及Rust中啟用了CFG支持。
谷歌還需要權(quán)衡每次緩解的性能成本，以及在不負(fù)面影響設(shè)備穩(wěn)定性或用戶體驗的情況下部署和支持緩解所需的工作量。緩解措施/組件的系統(tǒng)開銷可能會縮短電池續(xù)航時間并降低設(shè)備的響應(yīng)速度，從而對用戶體驗產(chǎn)生負(fù)面影響。對于廉價Android手機(jī)這樣的入門級設(shè)備尤其如此，但入門級設(shè)備也應(yīng)從安全加固中受益。
最后，谷歌指出，啟用緩解措施時，除了安全利益和性能成本(例如短期部署和長期支持的成本)外，還有更多要考慮的因素，例如部署的穩(wěn)定性和長期支持問題。
參考資料：https://security.googleblog.com/2021/01/data-driven-security-hardening-in.html
【本文是51CTO專欄作者“安全牛”的原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請通過安全牛（微信公眾號id:gooann-sectv）獲取授權(quán)】
