網(wǎng)絡(luò)安全的本質(zhì)是攻防雙方的對(duì)抗與博弈。然而，由于多種攻防之間的不對(duì)稱性因素存在，使得攻擊者總能在對(duì)抗過程中搶占先機(jī)。為了更好地了解潛在的威脅和缺陷，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式防御，企業(yè)需要重新考慮他們的網(wǎng)絡(luò)防護(hù)方法，而威脅建模（Threat modeling）正是網(wǎng)絡(luò)安全武器庫(kù)中關(guān)鍵防御武器。

威脅建模的必要性

威脅建模是指識(shí)別并評(píng)估如何管理應(yīng)用系統(tǒng)中安全弱點(diǎn)的過程，可以幫助企業(yè)更快速地發(fā)現(xiàn)信息化系統(tǒng)應(yīng)用過程中的安全隱患，更清楚地了解安全建設(shè)需求，從而更有效地建立安全防御體系。

顧名思義，威脅建模會(huì)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)模型。OWASP將威脅模型定義為：“影響應(yīng)用程序安全性的所有信息的結(jié)構(gòu)化表示。從本質(zhì)上講，它是從風(fēng)險(xiǎn)防御的視角來(lái)評(píng)估應(yīng)用程序及其環(huán)境的安全性?！蓖ㄟ^威脅建模的實(shí)踐，可以為組織的而網(wǎng)絡(luò)安全決策提供更全面的信息，并幫助構(gòu)建和支持網(wǎng)絡(luò)威脅情報(bào)（CTI）。

組織可以將威脅建模廣泛地應(yīng)用于軟件應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、分布式系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和數(shù)字化業(yè)務(wù)流程。概括來(lái)說，使用威脅建?？梢越o企業(yè)組織如下好處：

?明確組織的安全需求。傳統(tǒng)的最佳實(shí)踐和頂級(jí)威脅列表只是網(wǎng)絡(luò)安全工作的指導(dǎo)方針，它們不能考慮到組織的具體情況。而威脅建模可以告訴組織應(yīng)該優(yōu)先考慮什么以及在哪里投入資源。

?更快的反饋，更低的成本。遵循“安全左移”的防護(hù)理念，威脅建?？梢栽趹?yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程的早期發(fā)現(xiàn)問題，甚至在漏洞萌芽之前消除它們，從而大大降低修復(fù)成本。

?更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品+增強(qiáng)的信心。許多數(shù)據(jù)泄露事件凸顯了安全團(tuán)隊(duì)對(duì)安全的忽視。威脅建模使您的缺陷直觀可見，因此您可以制定創(chuàng)新計(jì)劃并實(shí)際量化威脅。

正如安全技術(shù)專家Adam Shostack所認(rèn)為的：“威脅建模是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全集中化防御的關(guān)鍵。如果沒有威脅建模，企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)安全工作就是無(wú)休止的打地鼠游戲。”

威脅建模的過程

從廣義上講，威脅建模涉及從日常的安全工作中退一步，以了解企業(yè)的系統(tǒng)、評(píng)估網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字資源、識(shí)別威脅環(huán)境中的漏洞并優(yōu)先考慮涵蓋保護(hù)、響應(yīng)、補(bǔ)救和恢復(fù)的計(jì)劃。威脅建模團(tuán)隊(duì)的核心成員主要由安全專業(yè)人員和架構(gòu)師組成。在更廣泛的情況下，組織可以將各種利益相關(guān)者聚集在一起，包括應(yīng)用程序所有者、技術(shù)支持人員、管理員等。

這些團(tuán)隊(duì)有許多明確定義的框架需要遵循，例如STRIDE，它是1999年由Microsoft開發(fā)的。STRIDE中的威脅建模會(huì)議通常以類似于白板會(huì)議的方式開始，安全專家和利益相關(guān)者在會(huì)上討論風(fēng)險(xiǎn)因素，并集思廣益怎么辦。然而，這種方式目前必須要改變。

傳統(tǒng)的威脅建模方法在當(dāng)前的計(jì)算和威脅環(huán)境中，它們的擴(kuò)展性和實(shí)際應(yīng)用效果都不夠好。特別隨著越來(lái)越多的業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)轉(zhuǎn)向數(shù)字化，解決組織的所有高優(yōu)先級(jí)威脅變得非常耗時(shí)，導(dǎo)致太多漏洞未得到解決。如何簡(jiǎn)化這個(gè)過程？組織或許應(yīng)該反向進(jìn)行改變，從另一端（攻擊端）開始威脅建模過程。組織可以掃描現(xiàn)有系統(tǒng)，整合有關(guān)當(dāng)前和可能威脅的數(shù)據(jù)，而不是從白板和人聲鼎沸的會(huì)議開始，安全團(tuán)隊(duì)需要像黑客一樣思考，試圖識(shí)別潛在威脅。

在實(shí)際應(yīng)用中，威脅建模過程一般遵循以下步驟：

?設(shè)定風(fēng)險(xiǎn)分析目標(biāo)，確定需要保護(hù)的內(nèi)容；

?創(chuàng)建安全風(fēng)險(xiǎn)架構(gòu)概況，繪制系統(tǒng)或應(yīng)用程序架構(gòu)圖；

?利用可視化技術(shù)來(lái)識(shí)別系統(tǒng)面臨的網(wǎng)絡(luò)安全威脅；

?評(píng)估威脅的優(yōu)先級(jí)，并針對(duì)重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)安全威脅優(yōu)先提出緩解措施；

?驗(yàn)證所識(shí)別的威脅是否已被實(shí)際緩解。

威脅建模框架及方法

威脅建模的方法有多種，每種方法均有其獨(dú)特的特點(diǎn)和架構(gòu)，可指導(dǎo)安全專家識(shí)別和減輕相應(yīng)的潛在威脅。這些威脅建模方法所提供的框架概括了如何應(yīng)對(duì)復(fù)雜的威脅分析任務(wù)，能夠幫助組織對(duì)安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行全方位、系統(tǒng)的審查。

1 NIST威脅模型框架

NIST威脅模型是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）開發(fā)的一種威脅建模框架。它主要基于NIST發(fā)布的SP 800-30《風(fēng)險(xiǎn)管理指南》中的威脅建模指南。NIST威脅建?？蚣馨ㄒ韵玛P(guān)鍵步驟：

?建立上下文規(guī)則：定義組織的上下文，包括業(yè)務(wù)目標(biāo)、關(guān)鍵資產(chǎn)和相關(guān)利益相關(guān)者。

?威脅識(shí)別：分析系統(tǒng)，識(shí)別可能的威脅，包括自然災(zāi)害、人為活動(dòng)和技術(shù)故障等。

?威脅評(píng)估：對(duì)識(shí)別的威脅進(jìn)行評(píng)估，包括威脅的概率、影響和風(fēng)險(xiǎn)。

?制定風(fēng)險(xiǎn)緩解策略：根據(jù)評(píng)估的風(fēng)險(xiǎn)水平，制定適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)緩解策略，包括接受、轉(zhuǎn)移、降低或避免。

?監(jiān)控和更新：持續(xù)監(jiān)控威脅環(huán)境，根據(jù)變化的情況更新風(fēng)險(xiǎn)管理策略。

2 STRIDE Model框架

STRIDE是威脅建模理念的最早實(shí)踐者，也是最流行的威脅建?？蚣苤唬晌④洶踩芯咳藛T于1999年創(chuàng)建。它能夠從攻擊者的角度出發(fā)，將威脅分為以下6個(gè)類別：

?欺騙（Spooling）：攻擊者試圖冒充與系統(tǒng)某些部分交互的實(shí)體（例如，用戶、服務(wù)）。

?篡改（Tampering）：攻擊者試圖修改數(shù)據(jù)以操縱某些結(jié)果。

?抵賴（Repudiation）：攻擊者否認(rèn)其操作或交易，使其難以追蹤或追究責(zé)任。

?信息泄露（Information Disclosure）：攻擊者可能獲取系統(tǒng)中的敏感信息，如用戶憑據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等。

?拒絕服務(wù)（DoS）：限制或阻止對(duì)系統(tǒng)的正常訪問。

?特權(quán)提升（Elevation of privilege）：攻擊者試圖獲取比其正常權(quán)限更高的權(quán)限級(jí)別，從而可能導(dǎo)致未經(jīng)授權(quán)的訪問和操作系統(tǒng)的敏感功能。

3 DREAD框架

DREAD是一種用于評(píng)估和量化安全風(fēng)險(xiǎn)的威脅建?？蚣埽紤]了以下五個(gè)關(guān)鍵方面：

?損害（Damage）：攻擊成功發(fā)生后可能對(duì)系統(tǒng)造成的實(shí)際損害程度，包括數(shù)據(jù)泄露、服務(wù)中斷、財(cái)務(wù)損失等。

?可重復(fù)性（Reproducibility）：攻擊的復(fù)雜度以及攻擊者是否能夠輕松地重復(fù)該攻擊。高可重復(fù)性意味著攻擊很容易被多次執(zhí)行。

?可利用性（Exploitability）：衡量攻擊者實(shí)施攻擊的難度，以及攻擊是否需要先前的專業(yè)知識(shí)或技能。較低的可利用性表示攻擊相對(duì)難以實(shí)現(xiàn)。

?受影響用戶（Affected Users）：攻擊可能影響的用戶數(shù)量，如果攻擊影響廣泛的用戶群體，風(fēng)險(xiǎn)程度可能會(huì)更高。

?可發(fā)現(xiàn)性（Discoverability）：衡量攻擊是否容易被檢測(cè)或發(fā)現(xiàn)。低可發(fā)現(xiàn)性表示攻擊者不易被發(fā)現(xiàn)。

4 PASTA流程

攻擊模擬和威脅分析流程（PASTA）是一種以風(fēng)險(xiǎn)為中心的威脅分析方法，在模擬和測(cè)試威脅的可行性時(shí)始終與業(yè)務(wù)流程聯(lián)系在一起。它采用以風(fēng)險(xiǎn)為中心的方法，根據(jù)威脅的可能性和潛在影響確定威脅的優(yōu)先級(jí)。具體分為以下七個(gè)階段：

?為風(fēng)險(xiǎn)分析定義目標(biāo)。這包括對(duì)組織核心任務(wù)、服務(wù)、產(chǎn)品及其他關(guān)鍵業(yè)務(wù)方面的認(rèn)知；

?定義技術(shù)范圍，包括系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用程序等；

?分解和分析應(yīng)用程序，識(shí)別關(guān)鍵組件及其相互關(guān)系；

?威脅分析，識(shí)別系統(tǒng)可能面臨的威脅；

?弱點(diǎn)和脆弱性分析；

?攻擊建模與模擬；

?風(fēng)險(xiǎn)分析和管理；

5 LINDDUN框架

對(duì)于主要擔(dān)心數(shù)據(jù)隱私的組織，可以采用更集中的威脅建模方法。LINDDUN就是這樣一個(gè)框架，它提供了一個(gè)隱私威脅的目錄，以便對(duì)可能影響隱私的廣泛設(shè)計(jì)問題進(jìn)行調(diào)查。

“LINDDUN”是以下隱私威脅類型的首字母縮略詞，主要包括：

?關(guān)聯(lián)（Linking）：將數(shù)據(jù)或操作關(guān)聯(lián)到個(gè)人或組的能力。

?識(shí)別（Identifying）：了解個(gè)體的身份。

?不可抵賴性（Nonrepudiation）：能夠?qū)⒛稠?xiàng)主張歸于某個(gè)人。

?偵測(cè)（Detecting）：通過觀察推斷數(shù)據(jù)主體對(duì)系統(tǒng)的參與情況。

?數(shù)據(jù)泄露（Data disclosure）：過度收集、存儲(chǔ)、處理或共享個(gè)人數(shù)據(jù)。

?不知情（Unawareness）：在處理個(gè)人數(shù)據(jù)時(shí)，沒有充分告知、涉及或授權(quán)個(gè)人。

?不合規(guī)（Noncompliance）：偏離安全和數(shù)據(jù)管理最佳實(shí)踐、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。

6 TRIKE知識(shí)庫(kù)

TRIKE是一種基于知識(shí)庫(kù)的開源建模方法，通過收集、整理和分析威脅情報(bào)，構(gòu)建一個(gè)全面的知識(shí)庫(kù)，主要包括威脅漏洞、攻擊向量等信息，來(lái)幫助組織理解和管理其面臨的威脅和風(fēng)險(xiǎn)。該方法側(cè)重于定義可接受的風(fēng)險(xiǎn)水平，同時(shí)分配風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，以確定制定的利益相關(guān)方是否可以接受風(fēng)險(xiǎn)，并根據(jù)這些等級(jí)調(diào)整安全工作。

7 安全決策樹

安全決策樹（Security decision trees）是一種以攻擊者為中心的威脅建模技術(shù)，它允許團(tuán)隊(duì)使用樹形結(jié)構(gòu)對(duì)攻擊如何展開進(jìn)行建模。攻擊場(chǎng)景模擬攻擊者在攻擊的每個(gè)階段可能采取的行動(dòng)，以及系統(tǒng)可以做些什么來(lái)對(duì)抗攻擊者。這種方法可以幫助團(tuán)隊(duì)理解攻擊者的心態(tài)和決策過程，以及攻擊的投資回報(bào)（ROI）。

威脅建模應(yīng)用實(shí)踐

雖然威脅建模優(yōu)勢(shì)明顯，但想要在組織內(nèi)成功采用威脅建模卻并不容易。為了最大程度地發(fā)揮威脅建模的作用，組織可以采取以下一些關(guān)鍵步驟：

首先，必須把重點(diǎn)放在培訓(xùn)和意識(shí)上。這意味著要投入時(shí)間和資源來(lái)教育開發(fā)團(tuán)隊(duì)、安全人員和其他受眾，讓他們了解威脅建模的重要性以及用于進(jìn)行威脅建模的各種技術(shù)。徹底理解威脅建模在識(shí)別和預(yù)防安全漏洞中的作用，對(duì)于在團(tuán)隊(duì)中培養(yǎng)具有安全意識(shí)的文化至關(guān)重要。

其次，要將威脅建模集成到開發(fā)生命周期中。通過在軟件開發(fā)的早期階段威脅建模，組織可以確保安全性考慮不是“事后考慮事項(xiàng)”，而是開發(fā)過程的基本組成部分。在早期嵌入威脅建模有助于識(shí)別潛在的安全問題，因?yàn)檫@些問題通常更容易解決，而且成本更低。

最后，網(wǎng)絡(luò)安全的本質(zhì)要求威脅模型并非靜態(tài)的。隨著網(wǎng)絡(luò)威脅和軟件系統(tǒng)的不斷發(fā)展，定期審查是必不可少的。組織應(yīng)該通過定期審查來(lái)更新和改進(jìn)威脅模型，確保它們準(zhǔn)確地反映當(dāng)前的威脅環(huán)境和系統(tǒng)本身的任何變化，從而保持一個(gè)強(qiáng)大的、響應(yīng)性強(qiáng)的安全狀態(tài)，以適應(yīng)不斷涌現(xiàn)的新挑戰(zhàn)。

將這些實(shí)踐整合到組織的安全策略中并非一次性的任務(wù)，而是一個(gè)持續(xù)努力的過程。隨著威脅的演變以及系統(tǒng)的日益復(fù)雜，威脅建模也必須跟上網(wǎng)絡(luò)安全的動(dòng)態(tài)特性。如果企業(yè)想將威脅建模涵蓋自身的所有業(yè)務(wù)，那么就應(yīng)該通過優(yōu)先使用自動(dòng)化工具和大量可用威脅信息評(píng)估企業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)的方式，更快地解決所有高風(fēng)險(xiǎn)威脅，同時(shí)也不要忽視任何細(xì)小威脅。