クラウドコンピューティング環境でJavaアプリケーションを保護するための効果的な対策とツール

翻訳者 |劉涛

レビュー |チョンロウ

クラウド コンピューティング テクノロジーは、近年のコンピューター サイエンスにおける重要な進歩です。ほとんどの組織は、アプリケーションをクラウドに移行することですでにメリットを得ています。ただし、サードパーティのサーバー上のアプリケーションのセキュリティを確保することは困難な課題です。

この記事では、Java に焦点を当て、クラウド コンピューティング環境で Java アプリケーションを保護するのに役立つ効果的な対策とツールをいくつか紹介します。

クラウド環境での Java アプリケーションの保護

セキュリティは、ソフトウェア開発において最も複雑で、広範囲にわたる、重要な側面の 1 つです。しかし、ソフトウェア セキュリティは見落とされたり、開発サイクルの最後に行われる小さな調整として扱われたりすることがよくあります。大規模なデータセキュリティ侵害のリストには、毎年合計 30 億件の記録が公開されており、その中には最大規模の企業も含まれています。彼らに起こり得ることなら、あなたにも起こり得ます。

クラウド コンピューティングの分散性とサードパーティの関与により、アプリケーションをクラウド コンピューティング プラットフォームに移行するプロセスではセキュリティ リスクが増大します。ただし、クラウド アプリケーションのセキュリティを確保し、攻撃を最小限に抑えるために実行できる手順があります。

幸いなことに、Java は長い間使用されており、多くのセキュリティ メカニズムが組み込まれているため、クラウド ベースのアプリケーションを開発するための最も人気のあるプログラミング言語の 1 つとなっています。 Java セキュリティ コンポーネントは、シミュレートされた現実世界の環境で厳密なテストを受け、新たなセキュリティ脆弱性に対処するために定期的に更新されます。 Java エコシステムには、セキュリティの問題を分析して報告するためのさまざまなツールも含まれています。

ただし、堅牢な開発環境であっても注意が必要です。複雑なアプリケーション開発プロセスでは、脆弱性がバックグラウンドに潜んでいる可能性があります。クラウド コンピューティング環境で Java アプリケーションにセキュリティを提供することは非常に複雑な問題であり、さまざまなセキュリティ リスクを慎重に検討し、最も効果的な対策とツールを使用する必要があります。

クラウド環境で Java アプリケーションを保護するためのベスト プラクティス

次に、クラウド コンピューティングで安全な Java アプリケーションを作成する方法を紹介します。

1. クリーンなコード

複雑な環境では脆弱性が発生することが多いため、実用性を損なうことなく、コードを可能な限り簡素化することをお勧めします。最小限の情報でコードを記述します。実装の詳細を隠すことで、コードがより安全になり、保守しやすくなります。安全な Java コードを作成するときは、次の点に留意することをお勧めします。

（1）Javaのアクセス修飾子を使用して優位性を獲得する。クラス、メソッド、およびそのプロパティにさまざまなアクセス レベルを指定する方法を知っていれば、コードはより適切に保護されます。すべては可能な限り秘密にしておくべきです。

（２）最小限のAPIとインターフェースサーフェスを常に定義する必要がある。コンポーネントを互いに分離することにより、コンポーネントは最小の実行可能な領域で相互作用します。侵害がアプリケーションの一部にのみ影響する場合でも、他のアプリケーションが影響を受けるような状況を回避します。

2. ソースコードに機密情報を公開しない

開発者は、パスワードや API キーなどの機密情報をソース コードにハードコーディングすることは避け、代わりに構成ファイル、環境変数、またはキー ストアを使用してこの情報を保存および管理する必要があります。クレジットカード、社会保障番号などのすべての個人識別情報は、上記のパスワード ポリシーの対象となります。アプリケーションでは、提供される個人情報の取り扱いに特に注意する必要があります。

3. 認証と承認を実装する

認証と承認は、Java アプリケーションを不正アクセスから保護するための重要なセキュリティ メカニズムです。開発者は、アプリケーションと対話するユーザー、サービス、システムの ID を確認するために、強力な認証および承認メカニズムを実装する必要があります。これを実現するには、多要素認証、パスワード ポリシー、アクセス制御リスト、およびロールベースのアクセス制御を使用できます。

4. 入力検証を実行する

入力検証は、SQL インジェクションやクロスサイト スクリプティングなどの攻撃を防ぐのに役立つ重要なセキュリティ対策です。開発者は、ユーザーや他のシステムから受け取ったすべての入力データを処理する前に検証し、想定される形式に準拠していること、および悪意のあるコードや文字が含まれていないことを確認する必要があります。これは特に他のツールやシステムに当てはまります。たとえば、一部の文字はオペレーティング システムのコマンド ラインのパラメーターになる場合があります。

SQL インジェクション: プログラマーがユーザー入力を受け取るために動的なデータベース クエリを作成すると、SQL インジェクションのリスクが生じます。攻撃者は、画面上の任意の入力フィールドの入力データに SQL コマンドを挿入できます。その後、コードの欠陥により、プログラムはデータベース内で悪意のある SQL ステートメントを実行しました。したがって、動的 SQL を使用する代わりに、準備されたステートメント (パラメーター化されたクエリを使用) を使用します。それ以外の場合は、SQL インジェクション攻撃の可能性が高くなるため、パラメータを連結して SQL ステートメントを作成しないでください。より良い方法は、保存されたステートメントを使用し、ホワイトリストに登録された入力を常に検証することです。

クロスサイト スクリプティング: クロスサイト スクリプティング (XSS) 攻撃は、攻撃者が Web アプリケーションを使用して、通常はブラウザー側のスクリプトの形式で悪意のあるコードを他のユーザーに配布するときに発生します。

これを防ぐには、検証済みのライブラリを使用して HTML コンテキストの出力を HTML エンコードし、許可された文字のホワイトリストを使用して入力をフィルター処理して、Java コード アプリケーションのセキュリティを維持します。 JavaScript には JavaScript Unicode エスケープを使用します。

5. シリアル化を避ける

Java の場合、シリアル化とは、オブジェクトを Java 仮想マシン間で移植できるようにバイナリ バイト ストリームに変換し、その後デシリアル化を使用して再構築するプロセスです。シリアル化により、コンストラクターやアクセス修飾子などの一般的なフィールド アクセス制御手法を回避する Java クラスのインターフェイスが確立されます。このようにして、リモート入力を完全に機能するオブジェクトに変換できます。

したがって、特にセキュリティの影響を受けるクラスを扱う場合には、シリアル化を避けることが重要です。この方法では、クラスをシリアル化するとパブリック インターフェイスが生成されるため、すべてのクラス フィールドにアクセスできるようになります。シリアル化はアプリケーションにとって本質的に安全でない可能性があるため、シリアル化を使用する前に、どのフィールドにアクセス可能であるかを常に考慮してください。特定のコンストラクタやメソッドをオーバーロードすると、コードに影響が出ると言われています。この状況を避けるようにしてください。

6. 暗号化とハッシュアルゴリズムを実装する

暗号化とハッシュ アルゴリズムは、データの転送と休止状態を効果的に保護できる重要なセキュリティ対策です。開発者は、AES や RSA などの強力な暗号化アルゴリズムを使用して転送中のデータを暗号化し、データベースやその他のストレージ システムに保存する前に、SHA-256 や SHA-512 などの安全なハッシュ アルゴリズムを使用してパスワードやその他の機密データを暗号化する必要があります。

7. エラーメッセージを通じて実装を公開しないようにする

エラー メッセージを生成すると、攻撃者に大量のデータが提供される可能性があります。特にスタック トレースは、実行中のソフトウェアとその使用方法に関する詳細な情報を公開できます。スタック トレースはエンド ユーザーから非表示にする必要があります。たとえば、ログイン試行が失敗した場合の警告には、「ユーザーが見つかりません」や「パスワードが正しくありません」ではなく、「ログインに失敗しました」というエラー メッセージが表示される必要があります。そうしないと、ユーザーは基盤となるテクノロジ スタックと処理に関するヒントを受け取ることになります。あなたの情報は可能な限り秘密にしておいてください。

8. 監視とログ記録を実装する

監視とログ記録は、セキュリティ インシデントをリアルタイムで検出して対応するための重要なセキュリティ対策です。開発者は、アプリケーションのアクティビティを追跡し、異常を検出し、セキュリティ インシデントが発生したときにアラートを生成するために、強力な監視およびログ記録メカニズムを実装する必要があります。これを行うには、Log4j、Logback、Splunk などのツールを使用してアプリケーション ログを収集および分析します。

クラウド コンピューティング環境で Java アプリケーションを保護するツール

クラウド コンピューティング環境でアプリケーションを効果的に保護するには、次のツールを使用できます。

1. アイデンティティとアクセス管理 (IAM)

IAM は、クラウド コンピューティング リソースを保護するための認証および承認メカニズムを提供するクラウド コンピューティング サービスです。 IAM は、ユーザー ID、ロール、権限の管理に役立ち、開発者がデータベース、ストレージ システム、API などのクラウド リソースへのアクセスを制御できるようにします。 AWS IAM と Google Cloud IAM は、クラウド内の Java アプリケーションを保護するための一般的な IAM サービスです。

2. Webアプリケーションファイアウォール（WAF）

WAF は、SQL インジェクションやクロスサイト スクリプティングなどの一般的な攻撃から Web アプリケーションを保護するために使用されるセキュリティ ツールです。 WAF はアプリケーションとユーザーの間に位置し、受信トラフィックを検査して悪意のあるリクエストをブロックします。クラウド コンピューティング環境では、Java アプリケーションにセキュリティ保護を提供する一般的な WA として、AWS WAF、Azure WAF、Google の Cloud Armor などがあります。

3. 脆弱性スキャナー

脆弱性スキャナーは、アプリケーションとインフラストラクチャをスキャンしてセキュリティホールを検出するツールです。脆弱性スキャナーはセキュリティホールを特定し、修復のための推奨事項を提供します。クラウド コンピューティング環境で一般的に使用される脆弱性スキャナーには、Qualys、Tenable、OpenVAS などがあります。

4. コード分析ツール

コード分​​析ツールはソース コードを分析して、セキュリティの脆弱性やコーディング エラーを特定できます。コード分​​析ツールは、静的コード分析と動的コード分析の手法を使用して、バッファ オーバーフロー、SQL インジェクション、クロスサイト スクリプティングなどのセキュリティ上の欠陥を特定します。クラウド コンピューティング環境でよく使用されるコード分析ツールには、Checkmarx、Fortify、Veracode などがあります。

5. DevSecOpsツール

DevSecOps ツールは、セキュリティをソフトウェア開発ライフサイクルに統合できます。 DevSecOps ツールは、セキュリティ テスト、コード分析、脆弱性管理を自動化し、開発者が開発プロセスの早い段階でセキュリティ上の欠陥を特定して修正できるようにします。クラウド コンピューティング環境で Java アプリケーションを保護するためによく使用される DevSecOps ツールには、Jenkins、GitLab、CircleCI などがあります。

6. 暗号化と鍵管理ツール

暗号化およびキー管理ツールを使用すると、開発者は転送中および保存中のデータを暗号化し、暗号化キーを管理できます。暗号化およびキー管理ツールは、暗号化キーの安全な保管を提供し、許可されたユーザーだけがこれらのキーにアクセスできるようにします。クラウド コンピューティング環境では、Java アプリケーションを保護するための一般的な暗号化およびキー管理ツールとして、AWS KMS、Azure Key Vault、Google Cloud KMS などがあります。

7. コンテナセキュリティツール

コンテナ セキュリティ ツールは、コンテナ化されたアプリケーションのセキュリティを提供できます。コンテナ セキュリティ ツールは、コンテナのアクティビティを監視し、脆弱性を特定し、コンテナのランタイム保護を提供します。クラウド コンピューティング環境では、Java アプリケーションのセキュリティ保護を提供する一般的なコンテナー セキュリティ ツールとして、Aquasecurity、Sysdig、Twistlock などがあります。

IV.結論

クラウド コンピューティング環境で Java アプリケーションを保護するには、さまざまな種類のセキュリティ リスクを慎重に考慮し、ベスト プラクティス ツールを実装する必要があります。開発者は次の点に重点を置く必要があります。

実装をカプセル化し、機密情報をネットワークから隠すコードを記述します。機密情報をネットワークやその他の手段で共有せざるを得ない状況では、暗号化を使用する必要があります。正当な訪問者が正しい情報にアクセスできるようにするには、認証と承認を適切に実装する必要があります。

入力データを検証し、シリアル化を回避して、外部入力によって悪意のあるコードが挿入され、システムが乗っ取られないようにします。これには、SQL インジェクションとクロスサイト スクリプティングの防止が含まれます。

アプリケーション アクティビティを監視および記録して、セキュリティ侵害をリアルタイムで検出します。

クラウド コンピューティング環境では、IAM、WAF、脆弱性スキャン、コード分析、DevSecOps、暗号化キー管理、コンテナ セキュリティ ツールなど、さまざまなツールを使用して Java アプリケーションを保護できます。

ベスト プラクティスに従い、適切なツールを使用することで、開発者はクラウド コンピューティング環境で安全な Java アプリケーションを構築し、セキュリティの脅威から保護できます。

オリジナルリンク: https://hackernoon.com/securing-java-applications-in-the-cloud-best-practices-and-tools

翻訳者について

51CTO コミュニティ エディターの Liu Tao 氏は、大規模な国有企業システムのオンライン テストと制御を担当しています。