Центр исследований безопасности

В рамках работы Центра в части, связанной с исследованием ядра Linux, решаются следующие задачи:

• Разработка методик применения лучших практик разработки безопасного ПО к ядру Linux.
• Поддержка ветки ядра, к которой систематически применяются эти методики.
• Доработка ядра Linux с целью повышения его безопасности.
• Разработка патчей по устранению уязвимостей в ядре Linux.
• Наполнение БДУ ФСТЭК России сведениями об уязвимостях ядра Linux.
• Подготовка рекомендаций по безопасному использованию ядра.

Актуальный перечень версий ядра Linux, поддерживаемых Центром, утверждён решением Координационного совета Консорциума от 11.09.2023 года и включает в себя версии ядра 5.10 и 6.1, запланированные к поддержке международным сообществом разработчиков до 2027 года.

Для доступа к ветке используйте следующие ссылки:

Инструкция по проверке подписи ядра

Более подробная информация о ветках ядра, поддерживаемых Центром, представлена на отдельной странице.

Основная цель проведения архитектурного анализа заключается в определении поверхности атаки, т.е. набора модулей и функций, которые обрабатывают данные, пришедшие из источников, потенциально контролируемых нарушителем согласно рассматриваемой модели угроз. Такие источники принято называть недоверенными.

Применительно к ядру Linux типовые модели угроз предполагают следующие виды интерфейсов, непосредственно доступных для атаки потенциальным нарушителем.

1. Интерфейс системных вызовов. Актуален, если согласно модели угроз, допускается выполнение прикладного кода, не входящего в объект оценки.

   Важной составляющей интерфейса с пользовательскими программами являются специальные файлы и файловые системы (procfs, sysfs, debugfs, /dev). В поверхность атаки включают те из них, которые доступны для чтения или записи какому-либо пользователю, отличному по правам от главного администратора.

   Если в функциональность продукта входит гипервизор, то в поверхность атаки также включается интерфейс гипервызовов.

2. Сетевые интерфейсы (Ethernet, WiFi, Bluetooth). Актуален, если согласно модели угроз допускается взаимодействие с потенциальным нарушителем (внешними системами) при помощи соответствующих протоколов.

3. Шины, доступные для подключения внешних устройств без вскрытия корпуса, например, USB. Актуален, если согласно модели угроз допускается подключение USB устройств.

Поскольку наиболее распространённым и значимым интерфейсом для атаки является интерфейс взаимодействия по сети, то мы начали исследование поверхности атаки ядра именно с него. Актуальное состояние анализа сетевой подсистемы ядра Linux представлено в этом разделе.

Методика проведения архитектурного анализа с применением инструмента «Natch» представлена здесь.

В качестве основного средства для проведения статического анализа ядра предлагается использовать инструмент SVACE, разработанный в ИСП РАН.

Для проведения статического анализа ядра подготовлены следующие методические материалы:

• Методика проведения статического анализа ядра Linux (версия m08)
• Инструкция по импорту результатов разметки предупреждений SVACE
• Инструкция по проведению разметки результатов статического анализа ядра Linux

Результаты статического анализа ветки ядра, поддерживаемой Центром, представлены здесь.

Системное и модульное тестирование нацелено на проверку корректности функционирования ядра в ходе заданного набора тестовых сценариев. Модульное тестирование проводится для отдельных функций ядра (подмножества функций) на инструментальной машине в специально подготовленном окружении. Системное тестирование нацелено на проведение тестирования ядра на целевой машине (физической или виртуальной), где ядро работает в режиме, приближённом к режиму нормальной работы.

Методика проведения автоматического тестирования ядра представлена здесь.

Результаты тестирования ветки ядра, поддерживаемой Центром, представлены здесь.

Фаззинг-тестированием называют динамический метод анализа кода, при котором на вход исследуемому программному обеспечению подаются случайные данные в попытке выявить дефекты. В случае с ядром в качестве входа, как правило, выступают системные вызовы и пакеты, попадающие в ядро через те или иные устройства, например, сетевые.

В качестве основного инструмента для фаззинг-тестирования ядра Linux используется система syzkaller, разрабатываемая как продукт с открытым исходным кодом под патронажем сотрудников компании Google. Методика проведения фаззинг-тестирования ядра с применением этого инструмента представлена здесь.

Целью анализа помеченных данных является проверка того, что чувствительные данные (например, пароли или приватные ключи), удаляются из памяти как только исчезает необходимость в их наличии. Проверка производится динамически при помощи полносистемных эмуляторов на выбранных сценариях, в которых выделяется место появления чувствительных данных и момент времени, где эти данные перестают быть необходимыми.

Методика проведения анализа помеченных данных основывается на применении инструмента «Блесна», разработанного в ИСП РАН.

В рамках подготовки рекомендаций по безопасной настройке операционных систем на базе Linux Центр поддерживает проекты Linux Kernel Defence Map и kernel-hardening-checker, в рамках которых собраны и описаны угрозы для ядра, существующие средства противодействия этим угрозам, а также рекомендации по конфигурированию ядра. Более того, kernel-hardening-checker позволяет проверить вашу конфигурацию ядра и получить отчёт о том, какие рекомендации выполнены, а какие нет.

Также нами подготовлены рекомендации по настройке доверенной загрузки ядра.

Предложения по доработкам в ядре

Центр собирает предложения по доработкам в ядре, нацеленным на повышение его безопасности. Реализация наиболее интересных предложений, одобренных Технических комитетом, будет поддержана Центром. Поддержка может заключаться в выделении грантов на реализацию предложения сообществом или в его реализации силами сотрудников центра.

Для того, чтобы представить своё предложение на рассмотрение, опишите его в системе управления задачами.

• Задача 1 - Реализация совместимости ядра Linux с более безопасными реализациями UEFI
• Задача 2 - Повышение безопасности ядра Linux на ранних этапах загрузки
• Исправленные ошибки