现代iOS应用安全

移动 iOS 安全

摘要

在QCon纽约2016大会上，Trail of Bits首席执行官兼安全专家Dan Guido阐述了如何确保iOS应用安全，包括正确地使用所有iOS安全配置，而且不要忘记，应用可能运行在一部已经越狱的手机上。

正文

在QCon纽约2016大会上，Trail of Bits首席执行官兼安全专家Dan Guido阐述了如何确保iOS应用安全，包括正确地使用所有iOS安全配置，而且不要忘记，应用可能运行在一部已经越狱的手机上。

如Guido所言，iOS应用安全取决于操作系统层，后者提供了应用程序代码签名和一个沙箱模型。代码签名让追踪每个4KB页的所有者成为可能，而沙箱模型会限制应用访问其他的应用，保护系统文件和资源，这样，即使是恶意应用也很难制造任何麻烦。

据Guido介绍，iOS安全的基础是Secure Enclave，这是一个在制造时分配的单独的设备密匙，在应用层无法访问，也就是说，无法在Secure Enclave外面读取安全密钥。这项技术被用于iOS上所有的加密操作以及Apple Pay和Keychain保护。

按照Guido的说法，开发人员应该遵循三个基本的iOS应用安全原则。

• 仅使用HTTPS：这通过总是在URL指定https来实现。在这种情况下，NSURLConnection和NSURLSession会使用App Transport Security（ATS），这可以保证你恰当地使用了TLS 1.2、证书验证等。此外，Guido建议使用TrustKit，该框架让你可以轻松地部署绑定到任意iOS或OS X应用的SSL公共密钥，监控绑定验证失败。

• 使用加密：应该使用DPAPI和Keychain加密所有的文件、密码和令牌。Guido用一些时间介绍了DPAPI提供的选项：

  • 加密文件：NSFileProtectionComplete、NSFileProtectionCompleteUnlessOpen、 NSFileProtectionCompleteUntilFirstAuth；
  • 将NSData写到磁盘：NSDataWritingProtectionComplete、 NSDataWritingProtectionCompleteUnlessOpen、NSDataWritingProtectionCompleteUntilFirstAuth。

  Stack Overflow上有个帖子提供了有关它们的一些值得注意的细节。

• 清理：这是避免留下敏感数据的基本步骤。虽然几乎所有存储在磁盘上的文件都是加密的，但是Guido警告说要提防若干不容易察觉的危险。特别地，iTunes备份的存储是不加密的，因此，通过攻击桌面操作系统而不是iOS窃取敏感数据就成为一种可能。Guido提到，你可以禁止使用NSURLIsExcludedFromBackupKey密钥向iCloud或iTunes同步。此外，在UIPasteboard、URL或者键盘缓存、iOS自动获取的应用后台快照、cookies、NSLog记录等地方，应用通常会留下一定量未加密的潜在敏感数据。所有这些风险都可以通过遵循恰当的策略来避免，例如，重写applicationDidEnterBackground，将hidden设为YES；使用secureTextEntry，禁用自动更正，从而规避键盘缓存，等等。

Guido总结道，做完这些基本工作后，就可以考虑消除其他层面的风险，比如自定义URL处理器、UIWebView中的XSS、XML解析、SQL注入，等等。

不过，当应用运行在已经越狱的手机上时，所有那些配置就都不是很有效了。越狱是禁用了基本安全机制的漏洞利用程序。它们可以被用来攻击手机，并取得手机的控制权，但有趣的是，用户因为种种原因自愿越狱，比如访问第三方应用商店，替换默认应用，自定义操作系统外观，解锁设备。按照Guido的说法，多达700万iPhone用户已经越狱了他们的手机，也就是说，运行在这些手机上的恶意应用可以绕过所有的设备安全机制，比如Keyraider就窃取了225000台设备的Apple ID证件用于应用内购买。

对于运行在已经越狱的手机上的应用，有几种方法可以提升它的安全性。

• 当运行在已经越狱的设备上时，检测成功越狱后留下的系统工件。通常，这可以归结为实现若干检查，比如是否存在ssh、Cydia.app文件、fork()系统调用，等等。
• 拒绝调试或钩挂应用程序的尝试，防止绕过越狱检查的攻击者使用调试器或者特定的工具，如tsProtector或xCon。通常，这可以通过在运行时使用sysctl找出谁是应用的属主来实现：如果它不是launchd或内核，就可以退出或更改执行。
• 增加理解由IDA Pro、Hopper或Binary Ninja生成的拆解应用代码的难度。其实现可以借助一些迷惑技术将不使用的代码增加100倍，加密符号，使用谓词，等等。

最后一点，Guido强调了全面实施上述所有配置的重要性，借助一个LLVM的修改版本在编译时修改代码，不依赖个体程序员在必要的地方增加检查。

感兴趣的读者可以在InfoQ上观看完整视频。

查看英文原文：Modern iOS Application Security