C/C++ 加密解密

4.1 【必須】不得明文存儲(chǔ)用戶密碼等敏感數(shù)據(jù)

用戶密碼應(yīng)該使用 Argon2, scrypt, bcrypt, pbkdf2 等算法做哈希之后再存入存儲(chǔ)系統(tǒng), https://password-hashing.net

https://libsodium.gitbook.io/doc/password_hashing/default_phf#example-2-password-storage

用戶敏感數(shù)據(jù)，應(yīng)該做到傳輸過(guò)程中加密，存儲(chǔ)狀態(tài)下加密 傳輸過(guò)程中加密，可以使用 HTTPS 等認(rèn)證加密通信協(xié)議

存儲(chǔ)狀態(tài)下加密，可以使用 SQLCipher 等類似方案。

4.2 【必須】?jī)?nèi)存中的用戶密碼等敏感數(shù)據(jù)應(yīng)該安全抹除

例如用戶密碼等，即使是臨時(shí)使用，也應(yīng)在使用完成后應(yīng)當(dāng)將內(nèi)容徹底清空。

錯(cuò)誤：

#include <openssl/crypto.h>
#include <unistd.h>


    {
        ...
        string user_password(100, '\0');
        snprintf(&user_password, "password: %s", user_password.size(), password_from_input);
        ...
    }

正確：

    {
        ...
        string user_password(100, '\0');
        snprintf(&user_password, "password: %s", user_password.size(), password_from_input);
        ...
        OPENSSL_cleanse(&user_password[0], user_password.size());
    }

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 高風(fēng)險(xiǎn)-敏感信息泄露

4.3 【必須】rand() 類函數(shù)應(yīng)正確初始化

rand類函數(shù)的隨機(jī)性并不高。而且在使用前需要使用srand()來(lái)初始化。未初始化的隨機(jī)數(shù)可能導(dǎo)致某些內(nèi)容可預(yù)測(cè)。

// Bad
int main() {
  int foo = rand();
  return 0;
}

上述代碼執(zhí)行完成后，foo的值是固定的。它等效于 srand(1); rand();。

// Good


int main() {
  srand(time(0));
  int foo = rand();
  return 0;
}

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 高風(fēng)險(xiǎn)-邏輯漏洞

4.4 【必須】在需要高強(qiáng)度安全加密時(shí)不應(yīng)使用弱PRNG函數(shù)

在需要生成 AES/SM1/HMAC 等算法的密鑰/IV/Nonce， RSA/ECDSA/ECDH 等算法的私鑰，這類需要高安全性的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，必須使用密碼學(xué)安全的隨機(jī)數(shù)生成器 (Cryptographically Secure PseudoRandom Number Generator (CSPRNG) ), 不得使用 rand() 等無(wú)密碼學(xué)安全性保證的普通隨機(jī)數(shù)生成器。

推薦使用的 CSPRNG 有：

1. OpenSSL 中的 RAND_bytes() 函數(shù), https://www.openssl.org/docs/man1.1.1/man3/RAND_bytes.html
2. libsodium 中的 randombytes_buf() 函數(shù)
3. Linux kernel 的 getrandom() 系統(tǒng)調(diào)用, https://man7.org/linux/man-pages/man2/getrandom.2.html . 或者讀 /dev/urandom 文件, 或者 /dev/random 文件。
4. Apple IOS 的 SecRandomCopyBytes(), https://developer.apple.com/documentation/security/1399291-secrandomcopybytes
5. Windows 下的 BCryptGenRandom(), CryptGenRandom(), RtlGenRandom()

#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/crypto.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <unistd.h>


    {
        unsigned char key[16];
        if (1 != RAND_bytes(&key[0], sizeof(key))) {  //... 錯(cuò)誤處理
            return -1;
        }


        AES_KEY aes_key;
        if (0 != AES_set_encrypt_key(&key[0], sizeof(key) * 8, &aes_key)) {
            // ... 錯(cuò)誤處理
            return -1;
        }


        ...


        OPENSSL_cleanse(&key[0], sizeof(key));
    }

rand()類函數(shù)的隨機(jī)性并不高。敏感操作時(shí)，如設(shè)計(jì)加密算法時(shí)，不得使用rand()或者類似的簡(jiǎn)單線性同余偽隨機(jī)數(shù)生成器來(lái)作為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。符合該定義的比特序列的特點(diǎn)是，序列中“1”的數(shù)量約等于“0”的數(shù)量；同理，“01”、“00”、“10”、“11”的數(shù)量大致相同，以此類推。

例如 C 標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的 rand() 的實(shí)現(xiàn)只是簡(jiǎn)單的線性同余算法，生成的偽隨機(jī)數(shù)具有較強(qiáng)的可預(yù)測(cè)性。

當(dāng)需要實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度加密，例如涉及通信安全時(shí)，不應(yīng)當(dāng)使用 rand() 作為隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。

實(shí)際應(yīng)用中， C++11 標(biāo)準(zhǔn)提供的random_device保證加密的安全性和隨機(jī)性 但是 C++ 標(biāo)準(zhǔn)并不保證這一點(diǎn)。跨平臺(tái)的代碼可以考慮用 OpenSSL 等保證密碼學(xué)安全的庫(kù)里的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 高風(fēng)險(xiǎn)-敏感數(shù)據(jù)泄露

4.5 【必須】自己實(shí)現(xiàn)的rand范圍不應(yīng)過(guò)小

如果在弱安全場(chǎng)景相關(guān)的算法中自己實(shí)現(xiàn)了PRNG，請(qǐng)確保rand出來(lái)的隨機(jī)數(shù)不會(huì)很小或可預(yù)測(cè)。

// Bad
int32_t val = ((state[0] * 1103515245U) + 12345U) & 999999;

上述例子可能想生成0~999999共100萬(wàn)種可能的隨機(jī)數(shù)，但是999999的二進(jìn)制是11110100001000111111，與&運(yùn)算后，0位一直是0，所以生成出的范圍明顯會(huì)小于100萬(wàn)種。

// Good
int32_t val = ((state[0] * 1103515245U) + 12345U) % 1000000;


// Good
int32_t val = ((state[0] * 1103515245U) + 12345U) & 0x7fffffff;

關(guān)聯(lián)漏洞:

• 高風(fēng)險(xiǎn)-邏輯漏洞