敏感信息,是一个常见的词汇。如果我们接收到了广告信息,骚扰电话,垃圾邮件等,都表明我们个人的敏感信息或多或少地被泄露了。
有些敏感信息的泄露,也许仅仅会使我们感到不便,比如一小部分的垃圾邮件,但有些敏感信息的泄露,会影响我们的消费倾向或者消费决策,损害我们的经济利益,甚至威胁我们的生命安全,比如医疗记录和行程安排的泄露。
在计算能力已经不再奢侈的今天,看似毫不相干的数据甚至都可以推演出非常关键的隐私信息。比如,你每周三次以上在早晨出发的地方,大概率就是你家的位置。只有几十个人知道你家的位置,这是一件正常的事情;可是如果有10亿人知道,这就麻烦了,几乎不可能发生的小概率事件随时都有可能光临。
我们一定要有保护敏感信息的意识,不管是我们自身的,还是别人的。在互联网世界里,敏感信息真的是无处不在,你知道有哪些编码技术可以保护敏感信息吗?
要想保护敏感信息,首先要识别敏感信息。什么是敏感信息呢? 其实,这个问题本身就是一个特别有意思的话题。你要是查阅关于敏感信息定义的不同文献,就可以体会到不同的立场和不同的利益纠葛。敏感信息的界定范围,也透露了游戏规则制定者对于敏感信息保护的力度和态度。
还记得我们在《如何评估代码的安全缺陷?》这篇文章里提到的,信息安全最基本的三个元素吗? 私密性、完整性以及可用性是信息安全的三要素。其中,私密性指的是数据未经授权,不得访问,解决的是“谁能看”的问题。在这个框架下,我们可以把敏感信息理解为,未经授权不得泄漏的信息。反过来说,未经授权不得泄漏的信息,都算是敏感信息。
让我们一起来看看最常见的一些敏感信息:
1.个人敏感信息
个人信息:姓名、性别、年龄、身份证号码、电话号码。
健康信息:健康记录、服药记录、健康状况。
教育记录:教育经历、学习课程、考试分数。
消费记录:所购货物、购买记录、支付记录。
账户信息:信用卡号、社交账号、支付记录。
隐私信息:家庭成员、个人照片、个人行程。
2.商业敏感信息
商业秘密:设计程序、制作工艺、战略规划、商业模式。
客户信息:客户基本信息、消费记录、订单信息、商业合作和合同。
雇员信息:雇员基本信息、工资报酬。
需要注意的是,上述只是一些常见的、直观的敏感信息。具体到你开发的信息系统,到底什么样的信息是敏感信息,什么样的信息不是敏感信息,还需要进一步分析和界定。
识别出敏感信息之后,就要想办法保护这些信息了。敏感信息的保护,需要恰当的管理,也需要适合的技术。
敏感信息指的是未经授权不得泄漏的信息。这个概念可以拆分为三部分:
敏感信息是受保护的信息,未经授权,不得访问;
敏感信息是一段有效信息,有信息处理需求,比如产生、传输、存储、读取、更改、废弃等;
敏感信息是有归属的信息,不同的人有不同的权限。经过授权,合适的人可以执行相应的操作。
是否需要授权是敏感信息和普通信息的最关键差异。不同的人有不同的权限,不同的操作需要不同的权限。该如何处理授权呢?
第一件事情,就是定义权限。只有定义了权限,才能知道如何分配和管理权限。在JDK中,权限通过java.security.Permission接口来定义。Permission接口定义权限的名称和操作。比如,java.io.FilePermission把权限名定义为文件名,把操作定义为:
read
write
execute
delete
readlink
其中,权限的名称就是抽象了的敏感信息;权限的操作就是对信息的处理。如果把权限的名称和权限的操作结合起来,就可以定义特定的权限了。比如,下面的例子就定义了对于文件目录“/home/myhome”的读操作。
permission java.io.FilePermission "/home/myhome", "read";
第二件事情,就是定义权限的主体。也就是说,要明确权限可以分派给谁。在JDK中,权限的主体通过java.security.Principal接口来定义。Principal接口可以用来表述个人,组织或者虚拟的账户。比如,com.sun.security.auth.UnixPrincipal可以用来表述Unix的用户。
Principal com.sun.security.auth.UnixPrincipal "duke"
第三件事情,就是要定义权限的归属。也就是说,有了权限的定义和权限主体的定义,我们就可以分配权限了。下面的例子,就是把对“/home/duke”的读写操作权限,赋予给了Unix用户duke。
grant Principal com.sun.security.auth.UnixPrincipal "duke" {
permission java.io.FilePermission "/home/duke", "read, write";
};
上述的三个例子,就是Java权限管理策略文件的最基本概念。更详细的内容,权限管理策略文件的语法以及API的调用,请参阅有关Java的规范。
敏感信息经过授权才可以使用,这看起来是一个漂亮的解决方案。我们是不是可以高枕无忧了? 这还远远不够。这套解决方案能够实施下去,还是有很多挑战的。比如说,敏感信息的操作处理过程,也会造成信息的非授权泄漏。
现代信息系统资源,一般都是多用户共享,多应用共享,跨边界合作的,比如内存、硬盘、中央处理器和互联网。而敏感信息是不能共享的,如何在共享的资源内,不留下敏感信息的踪迹?这是一个让人头疼的问题。
比如说吧,要使用敏感信息,就要把敏感信息载入内存,如果发生内存溢出攻击,攻击者就可以绕过权限管理,获取或者修改敏感信息,甚至可以修改对敏感信息的操作。
针对敏感信息的操作,需要特殊的处理和特殊的技术。
敏感信息的无意识泄露是一种比较常见的敏感信息泄露事件。比如说,把敏感信息泄露在抛出异常里,应用日志里,或者序列化对象里。
比如说,如果一个文件不存在,一般的代码实现会倾向于抛出java.io.FileNotFoundException异常。为了使异常信息更加直观,我们常常把文件路径包含在异常的消息里,或者记录在应用日志里。
java.io.FileNotFoundException: /home/duke/.ssh was not found
这个异常信息有可能绕过权限管理,传达给未授权用户。这个信息里包含了三个重要的敏感信息:
当前用户名是“duke”;
当前用户没有配置SSH协议;
有可能获知特定文件是否存在。
当实现一个文件管理类时,我们可能会习惯于面向对象的机制。比如,给定一个文件的路径,代码就执行一定的读写操作。至于该文件路径是什么,包含什么内容,是否有敏感信息,都不在该类的考虑范围之内。实现这个类时,我们更可能倾向于使用直观友好的异常信息,而不会意识到这些异常信息可能携带敏感数据,导致敏感数据通过异常信息泄露。
这和我们一般的面向对象的编程习惯是不符合的,这就要求我们特别小心。从实现者的角度出发,抛出的异常信息尽量做到不包含可能的敏感信息;从调用者的角度出发,截获的异常信息在传递到上层调用之前,如果有必要,需要做净化处理。比如,把上述的java.io.FileNotFoundException转化成更普通的java.io.IOException。
java.io.IOException: An IOException was caught!
下面的异常堆栈是不是可以接受呢?
java.io.IOException: An IOException was caught!
at com.example.myapp.MyHTTPSerer.myMethod(MyHTTPSerer.java:250)
...
Caused by java.io.FileNotFoundException: /home/duke/.ssh was not found
at com.example.myapp.MyFileStream.open(MyFileStream.java:249)
这个异常堆栈的“Caused by”部分泄露了同样的敏感信息。所以,在做异常信息净化处理时,可能还需要避免传递捕获异常的堆栈。特别是如果调用结果直接面向最终用户,就应当尽量避免使用异常堆栈。比如说,在HTML页面中显示异常信息和异常堆栈,就容易出问题。
在后面的文章中,我们还会讨论敏感信息及时归零的话题。这也是对于高度敏感信息的一种特殊处理方式。
通过对这个案例的讨论,我想和你分享下面两点个人看法:
要建立主动保护敏感信息的意识;
要识别系统的敏感信息,并且对敏感信息采取必要的、特殊的处理。
保护敏感信息,是编写安全代码的一个重要内容。下一次,我们接着聊更多关于敏感信息的特殊处理技术。
阅读隐私保护政策,就是一个建立敏感信息保护意识,学习隐私保护策略和技术的一个好办法。 你可以试着阅读Google和腾讯的隐私保护政策。
为了获得相应的服务,作为消费者,我们需要做出什么样的妥协,能得到什么样的保护,我们有什么样的权利?为了提供相应的服务,作为服务者,我们需要什么样的信息,需要多大程度的授权,能够提供什么样的保护?
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