威胁建模

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译者序：威胁建模——网络安全的“银弹”

前言

鸣谢

第一部分　入门指南

第1章　潜心开始威胁建模 3

1.1　学习威胁建模 4

1.1.1　你正在构建什么 4

1.1.2　哪些地方可能会出错 6

1.1.3　解决每个威胁 9

1.1.4　检查你的工作 17

1.2　独立威胁建模 19

1.3　潜心开始威胁建模的检查列表 19

1.4　小结 20

第2章　威胁建模策略 21

2.1　“你的威胁模型是什么样？” 21

2.2　集体研讨 22

2.2.1　集体研讨的变种方法 23

2.2.2　文献检索 24

2.2.3　集体研讨方法的观点 25

2.3　系统的威胁建模方法 25

2.3.1　关注资产 27

2.3.2　关注攻击者 29

2.3.3　关注软件 30

2.4　软件模型 31

2.4.1　图表类型 32

2.4.2　数据流图 32

2.4.3　信任边界 36

2.4.4　图表中包含的内容 37

2.4.5　复杂图 38

2.4.6　图的标签 38

2.4.7　图中的颜色 39

2.4.8　入口点 39

2.4.9　表验证 39

2.5　小结 41

第二部分　发现威胁

第3章　STRIDE方法 45

3.1　理解STRIDE方法及其为何有用 45

3.2　假冒威胁 47

3.2.1　在同一台机器上假冒一个进程或文件 48

3.2.2　假冒一台机器 48

3.2.3　人员假冒 48

3.3　篡改威胁 49

3.3.1　篡改文件 49

3.3.2　篡改内存 49

3.3.3　篡改网络 50

3.4　否认威胁 50

3.4.1　攻击日志 50

3.4.2　否认一种行为 51

3.5　信息泄露威胁 51

3.5.1　进程信息泄露 52

3.5.2　数据存储信息泄露 52

3.5.3　数据流中的信息泄露 52

3.6　拒绝服务威胁 53

3.7　权限提升威胁 53

3.7.1　通过崩溃进程提升权限 53

3.7.2　通过授权失效提升权限 54

3.8　扩展示例：针对Acme-DB的STRIDE威胁 54

3.9　STRIDE变种 56

3.9.1　STRIDE-per-Element 56

3.9.2　STRIDE-per-Interaction 58

3.9.3　DESIST方法 61

3.10　准出条件 61

3.11　小结 62

第4章　攻击树 63

4.1　使用攻击树 63

4.1.1　利用攻击树寻找威胁 64

4.1.2　创建新的攻击树 64

4.2　展现一个攻击树 66

4.2.1　人类可识别的表现形式 66

4.2.2　结构化的表示法 70

4.3　攻击树示例 70

4.4　真实的攻击树 71

4.4.1　诈骗攻击树 71

4.4.2　选举操作评估威胁树 73

4.4.3　思维导图 73

4.5　有关攻击树的观点 75

4.6　小结 75

第5章　攻击库 76

5.1　攻击库属性 76

5.1.1　攻击库及检查列表 77

5.1.2　攻击库与文档检查 78

5.2　CAPEC 78

5.2.1　准出条件 80

5.2.2　有关CAPEC的观点 81

5.3　OWASP前十名 81

5.4　小结 82

第6章　隐私工具 83

6.1　Solove的隐私分类 84

6.2　互联网协议的隐私考虑 85

6.3　隐私影响评估 86

6.4　Nymity Slider和隐私棘轮 86

6.5　语境完整性 88

6.5.1　语境完整性启发式决策 88

6.5.2　扩大的语境完整性启发法 89

6.5.3　有关语境完整性的观点 89

6.6　LINDDUN助记符 90

6.7　小结 91

第三部分　管理和解决威胁

第7章　处理和管理威胁 95

7.1　开始威胁建模项目 95

7.1.1　何时开始威胁建模 95

7.1.2　从哪里开始和（计划）在哪结束 97

7.1.3　从哪里入手 97

7.2　深入分析减缓方法 99

7.2.1　减缓顺序 99

7.2.2　下棋 100

7.2.3　目标优选 100

7.2.4　逃避熊的袭击 100

7.3　利用表格和列表跟踪 101

7.3.1　追踪威胁 101

7.3.2　建立假设 103

7.3.3　外部安全注解 103

7.4　威胁建模的特定场景元素 105

7.4.1　客户/供应商信任边界 105

7.4.2　新技术 105

7.4.3　对API威胁建模 107

7.5　小结 108

第8章　防御策略及技术 109

8.1　减缓威胁的策略及技术 109

8.1.1　认证：减缓欺骗威胁 110

8.1.2　完整性：减缓篡改威胁 111

8.1.3　不可否认性：减缓否认威胁 113

8.1.4　机密性：减缓信息暴露威胁 115

8.1.5　可用性：减缓拒绝服务威胁 117

8.1.6　授权：减缓权限提升威胁 118

8.1.7　策略和技术陷阱 119

8.2　利用模式解决威胁 120

8.2.1　标准部署 120

8.2.2　解决CAPEC威胁 120

8.3　减缓隐私威胁 120

8.3.1　最小化 120

8.3.2　加密 121

8.3.3　遵从性和政策 123

8.4　小结 123

第9章　解决威胁时的权衡 125

9.1　风险管理的经典策略 125

9.1.1　回避风险 126

9.1.2　解决风险 126

9.1.3　接受风险 126

9.1.4　转移风险 126

9.1.5　忽略风险 127

9.2　为风险管理选择减缓措施 127

9.2.1　改变设计 127

9.2.2　应用标准减缓技术 130

9.2.3　设计定制的减缓措施 132

9.2.4　模糊编码不是减缓威胁措施 132

9.3　针对特定威胁的优先级方法 133

9.3.1　简单方法 133

9.3.2　利用错误栏威胁排序 134

9.3.3　成本估算方法 135

9.4　通过接受风险来减缓威胁 138

9.5　减缓策略中的军备竞赛 139

9.6　小结 139

第10章　验证威胁是否已解决 141

10.1　测试威胁减缓 142

10.1.1　测试过程完整性 142

10.1.2　如何测试减缓 142

10.1.3　渗透测试 143

10.2　检查你获取的代码 143

10.2.1　构建软件模型 144

10.2.2　利用软件模型 145

10.3　问答式威胁建模 145

10.3.1　模型/现实一致性 146

10.3.2　任务和过程的完成 146

10.3.3　漏洞检查 146

10.4　解决威胁的过程各方面 147

10.4.1　威胁建模授权测试；测试授权威胁建模 147

10.4.2　验证/转换 147

10.4.3　操作过程中记录假设 148

10.5　表格与列表 148

10.6　小结 150

第11章　威胁建模工具 151

11.1　通用工具 151

11.1.1　白板 151

11.1.2　办公套件 152

11.1.3　漏洞跟踪系统 152

11.2　开放源代码工具 153

11.2.1　TRIKE 153

11.2.2　SeaMonster 153

11.2.3　权限提升纸牌游戏 153

11.3　商业工具 154

11.3.1　Threat Modeler 155

11.3.2　Corporate Threat Modeller 155

11.3.3　SecurITree 155

11.3.4　Little-JIL 155

11.3.5　微软的SDL威胁建模工具 155

11.4　尚不存在的工具 158

11.5　小结 159

第四部分　科技和棘手

领域的威胁建模

第12章　需求手册 163

12.1　为何需要“手册” 163

12.2　需求、威胁、减缓威胁之间相互作用 164

12.3　商业需求 165

12.3.1　优于竞争 165

12.3.2　产业需求 165

12.3.3　场景驱动的需求 166

12.4　防御/检测/响应需求框架 166

12.4.1　防御 166

12.4.2　检测 168

12.4.3　响应 169

12.5　人员/过程/技术作为需求的框架 170

12.5.1　人员 170

12.5.2　过程 170

12.5.3　技术 170

12.6　开发需求与采购需求 171

12.7　合规性驱动的需求 171

12.7.1　云服务安全联盟 171

12.7.2　NISTPublication200 172

12.7.3　支付卡行业数据安全标准 173

12.8　隐私需求 173

12.8.1　公平信息处理条例 173

12.8.2　从设计着手保护隐私 174

12.8.3　身份识别七法则 174

12.8.4　微软开发隐私标准 175

12.9　STRIDE需求 175

12.9.1　认证 176

12.9.2　完整性 177

12.9.3　不可否认性 178

12.9.4　机密性 178

12.9.5　可用性 178

12.9.6　授权 178

12.10　非需求 179

12.10.1　操作非需求 180

12.10.2　警告和提示 180

12.10.3　微软的“十个不变法则” 180

12.11　小结 181

第13章　网络与云威胁 182

13.1　网络威胁 182

13.1.1　网站威胁 182

13.1.2　网络浏览器和插件威胁 183

13.2　云租户威胁 184

13.2.1　内部威胁 184

13.2.2　合租威胁 185

13.2.3　合规性威胁 185

13.2.4　法律威胁 185

13.2.5　电子取证响应威胁 186

13.2.6　各种各样的威胁 186

13.3　云供应者威胁 186

13.3.1　直接来自租户的威胁 186

13.3.2　租户行为导致的威胁 187

13.4　移动威胁 187

13.5　小结 188

第14章　账户与身份识别 189

14.1　账户生命周期 190

14.1.1　创建账户 190

14.1.2　账户维护 192

14.1.3　账户终止 192

14.1.4　账户生命周期检查列表 193

14.2　认证 193

14.2.1　登录 194

14.2.2　登录失败 195

14.2.3　对于“你所拥有的”威胁 197

14.2.4　对“你是谁”的威胁 197

14.2.5　对“你所知道的”威胁 199

14.2.6　认证检查列表 202

14.3　账户恢复 202

14.3.1　时间和账户恢复 203

14.3.2　账户恢复邮件 204

14.3.3　基于知识的认证 204

14.3.4　社会认证 207

14.3.5　账户恢复的攻击者驱动分析 208

14.3.6　多渠道认证 209

14.3.7　账户恢复检查列表 209

14.4　姓名、ID和SSN 210

14.4.1　姓名 210

14.4.2　身份证明文件 212

14.4.3　社保号及其他国家身份识别号 213

14.4.4　身份盗用 215

14.4.5　姓名、ID及SSN检查列表 215

14.5　小结 216

第15章　人类因素与可用性 217

15.1　人的模型 218

15.1.1　应用人的行为模型 218

15.1.2　人的模型认知科学 220

15.1.3　人的启发式模型 223

15.2　软件情景模型 225

15.2.1　对软件进行建模 225

15.2.2　软件模型的图表 227

15.2.3　对电子社会工程攻击的建模 229

15.3　威胁引出技术 229

15.3.1　集体研讨 230

15.3.2　威胁建模的仪式方法 230

15.3.3　仪式分析启发式 230

15.3.4　将可用性融于四步框架 233

15.4　解决人类因素的工具和技术 233

15.4.1　抑制人类因素作用的谬见 233

15.4.2　良好的设计决策模型 234

15.4.3　良好学习环境的设计模型 236

15.5　用户界面工具和技术 237

15.5.1　配置 237

15.5.2　显式警示 238

15.5.3　吸引注意力的模型 239

15.6　测试人类因素 240

15.6.1　良好和恶劣的情景 240

15.6.2　生态有效性 241

15.7　有关可用性与仪式的观点 242

15.8　小结 243

第16章　密码系统威胁 244

16.1　密码原语 245

16.1.1　基本原语 245

16.1.2　隐私原语 248

16.1.3　现代加密原语 248

16.2　典型威胁角色 250

16.3　针对密码系统的攻击 251

16.4　用密码创建 253

16.4.1　做决定 253

16.4.2　准备升级 254

16.4.3　密钥管理 254

16.4.4　解密之前验证 255

16.5　关于密码需要记住的事情 255

16.5.1　使用专业人士设计的密码系统 255

16.5.2　用专业人士创建或测试的密码代码 255

16.5.3　密码不是安全魔尘 256

16.5.4　假设都会公开 256

16.5.5　你仍需要管理密钥 256

16.6　加密系统：Kerckhoffs及其原则 256

16.7　小结 257

第五部分　更上一层楼

第17章　将威胁建模带到你的组织机构中 261

17.1　如何引入威胁建模 262

17.1.1　说服个体贡献者 263

17.1.2　说服管理层 263

17.2　谁做什么 264

17.2.1　威胁建模与项目管理 264

17.2.2　先决条件 265

17.2.3　可交付物 265

17.2.4　个体角色及责任 266

17.2.5　小组交互 267

17.2.6　威胁建模团队的多样化 270

17.3　在开发生命周期中的威胁建模 270

17.3.1　开发过程问题 270

17.3.2　组织问题 275

17.3.3　为你的组织机构定制一个过程 278

17.4　克服对威胁建模的反对声音 279

17.4.1　对资源的反对声音 279

17.4.2　价值反对声音 280

17.4.3　对计划的反对声音 281

17.5　小结 281

第18章　试验方法 283

18.1　查看缝隙 283

18.2　操作威胁模型 285

18.2.1　FlipIT 285

18.2.2　杀戮链 285

18.3　“宽街”分类法 288

18.4　博弈机器学习 293

18.5　对一家企业进行威胁建模 293

18.6　针对威胁建模方法的威胁 294

18.6.1　危险可交付物 294

18.6.2　危险方法 295

18.7　如何实验 297

18.7.1　明确问题 297

18.7.2　寻找要衡量的方面，进行衡量 297

18.7.3　研究你的结果 298

18.8　小结 298

第19章　成功的设计 299

19.1　理解流程 299

19.1.1　流程与威胁建模 300

19.1.2　妨碍人们 302

19.1.3　注意认知负荷 302

19.1.4　避免创造者失明 302

19.1.5　资产与攻击者 303

19.2　了解参与者 303

19.3　边界对象 304

19.4　“最好”是“好”的敌人 305

19.5　展望未来 306

19.5.1　“威胁模型改变了” 306

19.5.2　有关艺术性 307

19.6　小结 308

附录A　有用的工具 309

附录B　威胁树 315

附录C　攻击者列表 349

附录D　权限提升纸牌游戏 365

附录E　案例研究 372

术语表 388

作者简介

如果你是一名软件开发人员、系统管理人员或者安全专业人员，本书将告诉你在安全开发软件肋生命周期中或者软件和系统总体设计的过程中如何使用威胁建模方法。在本书中，安全技术专家Adam shostack系统且深入阐释了自己对威胁建模的理解与实践。与其他书籍不同，本书详细介绍如何从开始设计软件、计算机服务和计算机系统时就构建与提升其安全性。

在安全事件威胁到你或者你的客户之前及时发现并修复。

帮助软件开发人员、IT专业人员和安全爱好者学习使用实用且操作性极强的工具、技术和方法。

探寻以软件为关键要素的威胁建模方法的微妙之处，探索其应用于软件和信息系统在构建及设计、维护等阶段肋威肋建模方法。

在复杂系统管理中应用威胁硅模方法提尹其安全性。

采用结构化理论框架管理潜在的安全威胁。

发现并识别不断变化的安全威胁。

本书提及的方法对于任何软件类型、操作系统、编程方法和技术均有效。司操作性极强，且其已在微软和其他顶级丌公司中得到印证。

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