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F5 BIG-IP Application Security Manager（旧TrafficShield）

Application Security Manager (旧 TrafficShield) 詳細

Application Firewallとは？

Firewallの長所

Firewallは社内のネットワークとインターネット等の社外のネットワークとの境界に設置し、これらのネットワーク間の通信を管理者が設定したセキュリティポリシーに従って全て制御します。これにより、社外ネットワークからの攻撃や、社内からの情報漏えいをある程度防ぐことが出来ます。

Firewallの設置目的はネットワークを悪意ある者から守ることです。ネットワークを守るためにパケットフィルタリングで通信の制御を行っています。このパケットフィルタリングでは通信の送信元と宛先を見て制御を行うため、非常に高速に処理することが出来ます。また、Firewallで一括したセキュリティ対策の一部が行えますので、運用管理のコストを低減することが出来ます。

FirewallはApplication Firewallと比べ、安価なものが多く存在します。また、2000年に発生した官庁のWebページの書き換え事件により、その名前が一般化し多くの企業、組織で導入されています。

Firewallの短所

Firewallはパケットフィルタリングによる通信の制御を行っているため、許可されている送信元、宛先間の通信であれば、内容を確認せずに通信を許可してしまいます。この為、提供しているサービスの通信は不正アクセスのためのものであっても通過してしまいます。この結果、提供しているサービスにセキュリティホールがあった場合、侵入、情報漏えい等の被害を受けることになります。

図1 クリックすると拡大図が表示されます

Application Firewallの長所

Application FirewallはWebアプリケーションを悪意ある者から守ることを目的としています。Webアプリケーションを守るためにApplication FirewallではHTTPリクエストを確認して攻撃か通常のリクエストかを判断し、通常のリクエストのみWebサーバに送信します。

Webアプリケーションは開発者の技術レベルに依存したセキュリティレベルとなります。Application Firewallを導入することでWebアプリケーションに送信される前にリクエストを検証し、攻撃であればWebアプリケーションに送信しないため、開発者の技術レベルに依存しない均一なセキュリティレベルのWebサービスを提供することが可能となります。また、Application Firewallでは未知の攻撃に対する防御が可能なため、0 day Attackと呼ばれる脆弱性情報が公表される前に行われる攻撃に対しても有効に働きます。

図2 クリックすると拡大図が表示されます

Application Firewallの短所

Application FirewallではHTTPリクエストの検証を行うため、Firewallと比べパフォーマンスの低下が発生します。BIG-IP ASMはこの問題をデュアルプロセッサマザーボードと革新的なアーキテクチャの組み合わせを用いることで解決しています。また、SSLアクセラレーターが標準で組み込まれているため、パフォーマンスの低下をもたらす復号化、暗号化処理も高速に行うことが出来ます。

Application Firewallはその仕組み上Webアプリケーションの仕様の詳細を理解していないと適切な設定を行うことが出来ません。この為、Firewallと比べ運用に専門の知識とコストがかかります。各社からApplication Firewallが出ていますが、運用コストを下げるための機能があります。BIG-IP ASMではアプリケーションフローモデル等を利用してより安全な設定を簡単に行えるようになっています。

アプリケーションで発見されたセキュリティホールに対する修正コストの低下

Application Firewallで不正なデータを排除できるため、大きなリスク以外についてはリスクを許容することが出来ます。これにより修正のコストを下げることが可能です。また、修正が完了するまでの間も、Application Firewallで攻撃を防ぐことが可能なため、適切に設定することで被害を防ぐことが可能です。

アプリケーションの一定水準のセキュリティレベルを比較的安易に提供可能

Webアプリケーションの開発は多人数で行うことが多くなっています。また、アプリケーションのセキュリティレベルは技術者のレベルに依存します。最も低い技術者が基本的な対策を怠っていた場合、Webアプリケーションは情報漏えいの問題などを引き起こすこととなります。この結果、Webアプリケーションのセキュリティレベルは最も低い技術者のレベルになります。

Application Firewallを導入することで、Webアプリケーションに必要最低限な対策を強制することが出来ます。この結果全体として攻撃に強いWebサービスを提供することが可能となります。

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Application Security Manager (旧 TrafficShield)の特徴

Positive Security Logic

Positive Security Logicとは、ホワイトリスト（許可されたデータのリスト）によるデータの検証を行うロジックです。httpリクエストにホワイトリストに存在しないデータが含まれていた場合、それを不正アクセスとみなし防御します。

Webアプリケーションの脆弱性は開発者が想定していないデータを入力されたために発生します。Positive Security Logicではホワイトリストによるチェックを行うため、開発者が想定していないデータをWebアプリケーションが受け取ることはありません。この結果、 Webアプリケーションが不正アクセスの被害にあう可能性が非常に低くなります。

Positive Security LogicはWebアプリケーションを不正アクセスから守る最良の方法のひとつです。

Negative Security Logic

Negative Security Logicとは、ブラックリスト（不正アクセスのパターンのリスト）によるデータの検証を行うロジックです。httpリクエストにブラックリストに存在するデータが含まれていた場合、それを不正アクセスとみなし防御します。Negative Security Logicでは、ブラックリストを元に不正アクセスかどうかを判断するため、ブラックリストでは不正アクセスのパターンを網羅しておく必要があります。全ての不正アクセスのパターンを網羅したリストを作成するのは非常に困難です。また設定漏れや、未知の攻撃の危険性があるため、Negative Security Logicのみによる不正アクセス検知手法は十分な対策とは言えません。

一方、Positive Security Logicだけでは、ホワイトリストにあるデータだけで構成された攻撃を防ぐことは出来ません。これは、Positive Security LogicがホワイトリストにあるデータだけでHTTPリクエストが構成されているかをどうかで判断しており、不正アクセスかどうかについては判断していないためです。

Negative Security LogicではHTTPリクエストを構成するデータが不正アクセスかどうかという判断を行っているためブラックリストにある不正アクセスのパターンについては検出することが出来ます。

Standard Implementation

• プロトコル準拠
  Webサーバへの攻撃を防ぐために、RFCに準拠したリクエストか、許可されたメソッドであるかを確認します。
  
  
• オブジェクトタイプ
  Webサーバの設定不備等によりアンケート収集したデータ等が漏えいしないようにするため公開できるファイルオブジェクトを指定します。
  
  
• ディレクトリ
  公開するファイルの種類をディレクトリ毎に指定することで、情報漏えい対策とすることが出来ます。
  
  
• 長さ
  URL、クッキー、クエリーストリングの長さを指定し、バッファオーバーフロー等の被害を防ぐことが出来ます。
  
  
• 文字
  ヘッダー、オブジェクト、パラメータ名、パラメータ値に使用できる文字種を一律指定することで、Webアプリケーションが開発者の予期しない動きをしないようにすることが出来ます。これによりWebアプリケーションに対する不正アクセスの一部を防ぐことが出来ます。
  
  
• クッキー
  クッキーの改竄によるセッションハイジャック攻撃等を防ぐために、クッキーをハッシュ化したものを追加してクライアントに送信します。これによりクライアントから送られたクッキーが、サーバから送信したクッキーと同じものであることを証明することが出来ます。
  
  
• 攻撃のシグネチャ
  Negative Security Logicを用いて不正アクセスを検出します。これにより、他の方法で検出できない不正アクセスを検知し、防ぐことが出来ます。
  
  

Policy Tightening: APC Phase 1

Standard Implimentの設定に加え、Webアプリケーションが構成する全てのページ、パラメータ毎に許可する文字種を指定することでより正確に不正アクセスを検知し、防ぐことが出来ます。この設定を適切に行うことで、Webアプリケーションを不正アクセスの脅威から防ぐことが可能となりますが、メンテナンス・設定にコストがかかります。また、防御するWebアプリケーションの仕様とWebアプリケーションセキュリティに対する深い理解と経験が必要となります。

Policy Tightening: Enhanced Standard

Standard Implimentに加え、Webアプリケーションが構成するページ、パラメータのうちリスクが高いものに対して許可する文字種を指定することで、不正アクセスの脅威からWebアプリケーションを妥当なレベルで守った上で、メンテナンス性や設定コスト、運用管理の要求技術レベルを妥当なレベルで行えるようにするものです。

これによりAPC Phase 1では非常にコストがかかる運用管理の部分を簡略化することが可能となります。

技術的視点

Webアプリケーションに限らず、全てのアプリケーションは、以下の3つの要素に分けることが出来ます。

• 入力
• プロセス
• 出力

図3 クリックすると拡大図が表示されます

攻撃者は入力データを操作することでプロセスに誤動作を生じさせ、機密情報を入手したり、サーバに侵入したりします。この為、入力データを確実かつ適切に検証することが重要となっています。しかし、この入力データの検証は開発者の技術レベルに依存し、不適切な検証を行っていることが多々あります。

Application Security Manager (旧 TrafficShield) を導入することで、開発者の技術レベルに依存しない安全なWebアプリケーションを提供することが可能となります。

また、万が一Webアプリケーションにセキュリティホールが存在していたとしても、従来であればプログラムの修正が必要であった対応も、 Application Security Manager (旧 TrafficShield) を導入することで、設定の変更で対応することが可能となり、その結果対応コストを大幅に下げることが可能です。

ISMSからの視点

Webアプリケーションに限らず、全てのアプリケーションは、以下の3つの要素に分けることが出来ます。

ISMSでは、組織的対策だけでなく、技術的対策も管理策として規定しています。ISMSの詳細管理策10項「システムの開発及び保守」についての項目があり、この中の10.2.1項に「入力データの妥当性確認」についての要求事項で以下のように記述されています。

業務用システムに入力されるデータは、正確で適切であることを確実にするために、その妥当性を確認することが望ましい。

具体的には、以下のものが必要となります。

1. 範囲外の値
2. データフィールド中の無効文字
3. 入力漏れデータ又は不完全なデータ
4. データ量の上限及び加減からの超過
5. 認可されていない又は一貫していない制御データ

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