软件安全分析与应用/高等学校网络空间安全专业规划教材

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苏璞睿,应凌云,杨轶 著
图书标签:
  • 软件安全
  • 安全分析
  • 网络安全
  • 应用安全
  • 漏洞分析
  • 安全测试
  • 逆向工程
  • 代码审计
  • 安全规划
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出版社: 清华大学出版社
ISBN:9787302472070
版次:1
商品编码:12207235
包装:平装
开本:16开
出版时间:2017-10-01
用纸:胶版纸
页数:414
字数:653000
正文语种:中文

具体描述

编辑推荐

(1)是作者多年软件安全研究的梳理和总结。
(2)由易到难、由浅入深全面介绍了二进制程序分析所需的基础知识和基础分析工具,程序切片、符号执行、模糊测试、污点分析等软件分析基础方法,以及相关分析方法在恶意代码分析、软件漏洞挖掘分析、网络协议逆向分析、移动智能终端应用软件安全分析等方面的应用。
(3)不仅介绍了相关方法和原理,还分析了当前国际上相关的主流工具和系统,同时,也结合了大量的真实案例。

内容简介

本书作者根据其多年的软件安全研究成果,对软件安全分析方法进行了梳理和总结。全书由易到难、由浅入深地全面介绍了二进制程序分析所需的基础知识和基础分析工具,程序切片、符号执行、模糊测试、污点分析等软件分析基础方法,以及相关分析方法在恶意代码分析、软件漏洞挖掘分析、网络协议逆向分析、移动智能终端应用软件安全分析等方面的应用。本书不仅介绍了相关方法和原理,还分析了当前国际上相关的主流工具和系统,可供读者学习和参考;同时,在安全分析应用方面,也结合了大量的真实案例,有助于读者进一步深刻理解相关方法与技术的原理和价值。
本书不仅可作为网络空间安全专业本科生、研究生相关课程的教材,也可供对软件安全感兴趣的广大学者以及从事软件漏洞和恶意代码分析工作的专业人员参考。

目录

目录

第1章绪论/1
1.1引言1
1.2典型安全问题3
1.2.1恶意软件3
1.2.2软件漏洞9
1.2.3软件后门11
1.3软件安全性分析的目标12
1.4主要方法与技术13
1.4.1反汇编与反编译14
1.4.2程序调试15
1.4.3程序切片17
1.4.4污点传播分析18
1.4.5符号执行19
1.4.6模糊测试20
1.5主要分析应用21
1.5.1恶意软件分析21
1.5.2网络协议逆向分析21
1.5.3软件漏洞分析与利用22
1.6本书的组织结构23
1.6.1内容范围23
1.6.2本书的组织23
1.7其他说明24
参考文献24
第2章基础知识/25
2.1处理器硬件架构基础25
2.1.1CPU结构介绍25
2.1.2保护模式28
2.1.3特权级29
2.1.4中断处理与异常处理30
〖1〗软件安全分析与应用目录[3]〖3〗2.1.5调试支持32
2.1.6虚拟化支持34
2.2反汇编及对抗技术35
2.2.1汇编语言35
2.2.2反汇编39
2.2.3代码混淆40
2.2.4反调试42
2.3Windows操作系统基础44
2.3.1PE文件结构44
2.3.2进程管理51
2.3.3线程管理52
2.3.4内存管理54
2.3.5对象与句柄管理57
2.3.6文件系统59
2.4小结59
参考文献60
第3章软件安全分析基础工具/61
3.1静态分析工具61
3.1.1IDA Pro61
3.1.2Udis8665
3.1.3Capstone67
3.1.4PEiD69
3.1.5010Editor70
3.2动态分析工具75
3.2.1Process Monitor75
3.2.2Wireshark78
3.2.3OllyDbg80
3.2.4WinDbg82
3.2.5Pin88
3.3虚拟化辅助分析平台89
3.3.1VMWare Workstation89
3.3.2VirtualBox93
3.3.3QEMU94
3.3.4Xen97
3.4小结97
参考文献98
第4章程序切片/99
4.1概述99
4.2程序切片初探100
4.2.1切片相关基础知识101
4.2.2切片的基本原理109
4.3静态程序切片111
4.3.1基于数据流方程的切片方法111
4.3.2基于图可达性算法的切片方法115
4.4动态程序切片116
4.4.1基于程序依赖图的动态切片方法117
4.4.2基于动态依赖图的动态切片方法120
4.5小结124
参考文献125
第5章符号执行/126
5.1符号执行基本模型126
5.1.1基本思想126
5.1.2程序语言定义127
5.1.3符号执行中的程序语义127
5.1.4符号执行树129
5.1.5约束求解130
5.1.6符号执行实例133
5.2动态符号执行技术136
5.2.1基本思想136
5.2.2动态符号执行实例137
5.2.3动态符号执行工具SAGE142
5.2.4动态符号执行技术中的关键问题150
5.3并行符号执行技术160
5.3.1基本思想160
5.3.2并行系统SCORE161
5.3.3并行系统Cloud9164
5.3.4并行系统SAGEN169
5.4选择符号执行技术174
5.4.1基本思想174
5.4.2选择符号执行实例175
5.4.3关键问题及解决方案177
5.5符号执行应用实例179
5.5.1KLEE179
5.5.2应用实例180
参考文献181
第6章模糊测试/183
6.1概述183
6.2基本原理与组成184
6.2.1基本原理184
6.2.2系统组成186
6.2.3工作模式188
6.3基础方法与技术190
6.3.1数据生成方法190
6.3.2环境控制技术194
6.3.3状态监控技术198
6.4模糊测试优化方法200
6.4.1灰盒模糊测试200
6.4.2白盒模糊测试201
6.4.3基于反馈的模糊测试202
6.5分布式模糊测试203
6.5.1分布式控制结构204
6.5.2分布式模糊测试策略206
6.5.3动态适应机制207
6.6典型工具与案例207
6.6.1Peach208
6.6.2Sulley211
参考文献213
第7章污点传播分析/214
7.1概述214
7.1.1发展简史214
7.1.2应用领域215
7.2基本原理217
7.3主要方法218
7.3.1污点源识别219
7.3.2污点内存映射220
7.3.3污点动态跟踪222
7.3.4传播规则设计225
7.3.5污点误用检测228
7.4典型系统实现229
7.4.1TaintCheck系统229
7.4.2TEMU系统231
7.4.3AOTA系统233
7.5典型实例分析235
7.5.1分析环境搭建235
7.5.2污点传播过程236
7.5.3污点回溯分析237
7.6总结239
参考文献239
第8章恶意代码检测与分析/241
8.1恶意代码分析基础241
8.1.1恶意代码分类241
8.1.2恶意代码分析的目的243
8.1.3典型分析流程244
8.1.4软件漏洞利用及分析245
8.2静态分析247
8.2.1杀毒软件扫描247
8.2.2文件类型确定247
8.2.3文件哈希计算248
8.2.4字符串信息提取251
8.2.5文件元数据提取252
8.2.6混淆代码识别254
8.2.7代码反汇编257
8.3动态分析259
8.3.1动态分析环境构建259
8.3.2动态行为分析262
8.3.3动态调试分析268
8.3.4反虚拟化分析对抗272
8.3.5反自动化分析对抗276
8.4实际案例分析278
8.5小结288
参考文献289
第9章软件漏洞挖掘与分析/290
9.1软件漏洞基础知识290
9.1.1概述290
9.1.2软件漏洞典型类型292
9.1.3软件漏洞利用基础知识297
9.1.4软件漏洞防护机制基础知识300
9.2软件漏洞机理分析301
9.2.1软件漏洞脆弱点分析302
9.2.2软件漏洞路径分析305
9.2.3软件漏洞内存布局分析309
9.2.4软件漏洞分析实例310
9.3软件漏洞利用312
9.3.1漏洞攻击链构造312
9.3.2漏洞攻击路径触发314
9.3.3保护机制绕过316
9.4小结317
参考文献318
第10章网络协议逆向分析/319
10.1网络协议逆向概述319
10.2协议消息格式逆向320
10.2.1字段划分322
10.2.2字段间关系的识别331
10.2.3字段功能语义恢复336
10.3协议状态机恢复341
10.3.1协议消息类型识别341
10.3.2状态机推断和化简344
10.4小结350
参考文献351
第11章移动智能终端应用软件安全性分析/352
11.1Android系统安全框架介绍352
11.1.1权限机制352
11.1.2沙箱隔离355
11.2Android软件典型安全问题355
11.2.1隐私窃取355
11.2.2应用重打包356
11.2.3组件安全问题356
11.3静态分析361
11.3.1权限分析361
11.3.2组件分析362
11.3.3代码分析366
11.3.4重打包应用检测381
11.4动态分析388
11.4.1数据流分析389
11.4.2数据流分析典型工具390
11.4.3动态行为分析392
11.4.4动态行为分析典型工具394
11.5实际案例分析401
11.5.1应用软件实现安全性分析401
11.5.2恶意应用分析404
11.6小结412
参考文献413

精彩书摘

第5章符 号 执 行符号执行技术在1976年由Jame C.King提出[1]。20世纪70年代,关于软件正确性测试的研究工作都基于一个原则: 选择合适的测试用例对程序运行状态进行测试,如果对于提供的输入都能产生正常的结果输出,则认为程序是可靠的。其中的方法可分为两大类。一类是以模糊测试为代表的随机性测试,虽然模糊测试等随机测试方法至今仍活跃在软件安全测试的一线,但其具有的盲目性和随机性使其无法提供完整可靠的测试结果。另一类是以模型检测为代表的形式化证明方法,通过归纳法来证明程序是否具有期望的性质,证明过程的复杂性使其在面对大规模程序的时候几乎不可用。正是在这样的背景下,James C.King提出了符号执行方法,可以将其看成是上述两类传统方法的折中。King希望在无法获取程序特性说明等信息的情况下,仍旧能够对其进行快速全面的自动化安全性检测。本章将对符号执行的基本方法进行介绍。
5.1符号执行基本模型〖*4/5〗5.1.1基本思想符号执行的基本思想是: 使用符号变量代替具体值作为程序或函数的参数,并模拟执行程序中的指令,各指令的操作都基于符号变量进行,其中操作数的值由符号和常量组成的表达式来表示。
对于任意程序,其执行流程是由指令序列的执行语义控制的,执行语义包括: 变量定义语句对数据对象的描述,声明语句对程序数据对象的修改,条件语句对程序执行流程的控制。当程序的输入参数确定时,其指令序列被固定下来,因此程序执行语义和控制流也就得到确定。如果不用具体数值,而是用符号值作为程序的输入参数,则指令序列的操作对象就从具体数值变为了符号值,程序的执行语义和控制流程也变成了和符号变量相关的符号表达式。读者可以将符号执行视为程序具体执行的自然扩展,符号变量使得程序执行语义变得不确定,这也使得符号执行技术在理想情况下可以遍历程序执行树的所有路径。也可以将程序的一次具体执行视为符号执行的一个实例,当需要对某条程序路径进行遍历分析时,只需根据符号执行方法对该路径的分析结果,就可以引导控制流遍历该路径的程序输入。
King[1]在提出符号执行技术的同时,也为其限定了理想的使用场景:
(1) 理想模型中程序只处理有符号整数,在实际测试中这种情况不会出现。〖1〗软件安全分析与应用第5章符号执行[3]〖3〗(2) 理想模型中假定程序“执行树”的规模是有限的,在实际测试中,由于程序中存在的循环等原因,很多程序的“符号执行树”可能是无穷大的。
(3) 理想模型中符号执行技术可以处理程序内所有if条件语句中的约束表达式,在实际测试中,约束表达式中通常会出现符号执行引擎无法处理的操作和变量类型。
5.1.2程序语言定义
基于符号执行技术的理想场景对程序语言做如下定义。
(1) 程序变量类型: 程序中只包括有符号整数类型。
(2) 程序语句类型:
�r 简单的声明语句,例如,a=3。
�r if条件语句(包括then和else),例如if(a<0),假定程序内所有if条件语句中的表达式都可以化简为{arith.expr.}≥0的形式,例如-a-1≥0。
�r 无条件跳转语句,例如goto语句。
�r 变量操作语句,例如读操作(read)。变量处理操作符中只包含基本的整数运算操作,例如加、减、乘(+、-、*)。

前言/序言


网络空间安全已是世界各国关注的重要战略问题,各国政府、学术界、产业界都投入了大量的资源来改善网络空间安全状况,发展网络空间安全防护手段。为适应网络技术和应用的快速发展,各种新的安全技术、安全产品、安全方案层出不穷。当前网络系统中,从不同层次、不同角度实现的安全产品已广泛应用,但从近年来曝光的各类安全事件来看,各种攻击手段仍然防不胜防。究其原因,软件漏洞及其利用是攻击成功的关键,也是系统防御的难点。
“千丈之堤,以蝼蚁之穴溃;百尺之室,以突隙之烟焚。”纵然我们有完美的安全模型和设计方案,但在这些方案的实现中,开发人员的疏忽或个别技术的缺陷都可能引入软件漏洞,让整个方案失效,甚至直接威胁整个系统的安全。2010年,震网蠕虫利用7个软件漏洞成功突破了伊朗核电站的物理隔离网络,造成严重破坏;2011年,攻击者利用漏洞成功渗透进入了著名的安全公司RSA公司的内部网络,并窃取了大量敏感信息;2015年,以擅长攻击著称的黑客团队Hacking Team的内部网络遭受攻击,大量的漏洞利用代码、内部研讨资料等敏感数据泄露。这些案例都给我们敲响了警钟,无论多么安全的防护方案都有可能因为“小小的”软件缺陷而被彻底突破。
近年来,各类安全事件的曝光让人们越来越关注软件的安全性问题。各类软件漏洞挖掘的高手也成为业界的宠儿,但随着软件复杂性的增加以及漏洞和漏洞利用模式的变化,仅仅依赖于少量有个人天赋的高手已经远远不能满足现实的需求。利用先进的技术方法来解决软件安全问题,一直是学术界、产业界共同关注的焦点问题,也是当前的一大难点问题。
2016年,美国国防部组织的DARPA CGC比赛(Cyber Grand Challenge)更是将软件漏洞的自动化发掘、分析、利用、防御技术研究推向高潮,DARPA组织该比赛的初衷之一也是为了吸引更多的社会资源关注、参与该问题的技术研究工作。这次比赛吸引了众多高校、科研机构和企业团队的关注。最终,来自卡耐基·梅隆大学的ForAllSecure团队获得第一。虽然CGC比赛中的场景设定与实际情况有很大差距,但这次比赛验证了自动化攻防的技术可能性,代表了未来的技术发展方向。随着未来软件技术的发展和广泛应用,软件安全问题将越来越突出,因此,发展新的软件安全技术是未来的主要发展方向。
我国是软件产业大国,也是软件应用大国。在软件安全方面面临的问〖1〗软件安全分析与应用题尤为突出。究其原因,一方面是由于我国大量的软件产品,尤其是操作系统、数据库等基础软件产品依赖于国外厂商,我们不得不面对软件厂商不可信的现实问题;但更重要的是我们目前在软件产品安全方面的审查能力仍很薄弱,缺乏有效的技术手段对软件产品的安全问题实施监管。针对软件安全问题,我国相关部门和机构做了大量的部署,取得了一系列的成果和突破。在软件安全检测、软件漏洞分析等方面形成了一系列成果,大量成果也已经成功转化,为提升我国网络空间安全保障能力发挥了重要作用。
但软件安全问题是典型的对抗性问题,面对我国软件产业的快速发展,当前软件安全技术和成果仍远无法满足现实的需求。高技术对抗需要高技术手段支撑,从2016年的DARPA CGC比赛可以看出,污点传播分析、符号执行等以前主要在学术研究工作中采用的方法和技术已逐步可支撑一系列软件安全分析实践工作,如何进一步推进相关方法和技术的实用化是当前学术界和工业界共同关注的焦点问题。
本书作者苏璞睿研究员及其团队十多年来一直从事软件安全研究工作,曾主持了国家863计划、国家自然科学基金、国家科技支撑计划等一系列国家重点任务的攻关工作,在软件安全方面取得了一系列技术突破,在动态污点传播分析、恶意软件分析与检测、软件漏洞分析与利用等方面有重大创新与积累,主持研制了恶意软件分析检测系统、软件漏洞分析系统等多项成果,在软件安全方面具有丰富的研究和实践经验。
本书由他和他的团队根据多年的研究积累和实践凝练而成,从基本概念、方法原理、重要工具系统和关键应用场景等不同层面对目前国内外的软件安全分析相关技术和方法进行了系统的总结和梳理。本书兼顾了学术研究前沿技术方法和相关技术方法在工程实践中的应用,既剖析了软件安全分析中常用的动态污点分析、符号执行等基础方法,也结合真实应用场景和实际案例,阐述了相关技术方法在软件漏洞分析与利用、恶意软件分析、协议逆向分析等多个具体问题中的应用。
本书是软件安全分析方面一本难得的理论与实践紧密结合的书籍,我愿意把它推荐给从事软件安全研究与实践的科研人员、研究生和技术人员。


2017年9月于北京

前言

软件的应用已经渗透到社会的方方面面,承载着重要的社会价值。软件开发过程无法做到完美,软件问题与漏洞难以避免,软件也成为攻击者的重要目标。当前曝光的各类网络安全事件中,绝大部分都与软件安全问题相关,软件安全问题已成为关乎个人利益、社会稳定、国家安全的重要问题。
软件安全问题中的软件漏洞和恶意软件是两大经典问题,前者是由于软件设计开发过程中的缺陷带来的安全隐患,后者则是攻击者有意设计的具有破坏性的软件工具。软件自身越来越复杂,规模越来越庞大,软件漏洞模式、利用方式也越来越多样化,这就对软件漏洞的发现、分析与评估等工作带来了一系列的挑战;而恶意软件自身的技术也在不断发展,出现了各种自我保护技术、隐蔽通信手段等,这也对恶意软件的分析和处置提出了新的要求。无论是软件漏洞分析还是恶意软件分析,软件自身的复杂性已经超越一般技术人员的分析能力和理解能力,复杂软件的深度分析能力是软件漏洞分析和恶意软件分析共同面临的瓶颈问题。
如何提高对复杂软件的深度分析能力,并针对具体的应用场景,设计相关的分析、检测方法,一直是软件分析领域乃至信息安全领域关注的焦点问题。特别是考虑到很多软件系统无法获得源代码的现实,如何实现不依赖于源代码的软件深度分析是近年来的研究热点。
面向软件安全问题,本书总结了一系列软件分析基础性方法,并重点介绍了软件安全分析工作中的典型场景和相关技术手段。考虑到技术内容的完整性,书中也对当前常见的成熟工具(如反汇编工具、调试工具等)和相关基础知识(如Intel指令集、操作系统内核等)进行了简单介绍。
本书的写作主要由中国科学院软件研究所可信计算与信息保障实验室(TCA实验室)的信息对抗与网络保障团队共同完成,本书的撰写也是该团队对相关技术方法和研究进展的总结。该团队于2004年由冯登国研究员创建,后来由我组织。2004年底,团队开始关注基于硬件虚拟化的恶意软件分析;2005年底,组织开发了第一个基于开源系统QEMU的恶意软件分析系统,当时命名为WooKon(取音“悟空”);2010年,面向恶意软件检测需求,在WooKon系统的基础上推出了基于硬件虚拟化的APT(Advanced Persistent Threat)攻击检测引擎,并在多个部门和机构成功应用,2017年我们根据新的需求与新的形势又推出了金刚恶意软件智能分析系统;从2006年起,开始关注将动态污点分析应用于恶意软件分析和漏洞分析的相关研究,〖1〗软件安全分析与应用前言[3]〖3〗经过多年研发和逐步完善,2010年研制了第一套基于硬件虚拟化的动态污点分析系统——AOTA系统(Application�睴riented Analysis System),并成功应用于漏洞利用自动生成研究;2013年构建了一个多样性漏洞利用自动生成系统——PolyAEG系统。
我们的工作也得到了一系列国家科技项目的支持。团队在最初建立的很长时间内没有得到相关项目的支持,在此要感谢时任信息安全国家重点实验室主任冯登国研究员的大力支持,保证了团队研究工作的持续发展。2006年团队的工作获得了第一个国家863计划项目“恶意代码机理分析与特征提取技术研究”,此后得到了国家自然科学基金、国家科技支撑计划、国家信息安全产业化专项等一系列项目的支持,也在相关项目的支持下完成了从基础方法、关键技术、原型系统到成果转化的科研过程。
软件分析理论博大精深,软件安全问题错综复杂,因作者能力和精力所限,难于对相关技术和方法进行全面、系统的总结。因此,本书主要对使用较多的程序切片、污点分析、模糊测试、符号执行等方法进行了介绍,并对恶意软件分析、协议逆向分析、软件漏洞分析、Android应用安全性分析等方法和技术进行了总结。
团队多位同事和同学参与了本书的写作或给予了支持和帮助。第1章黄桦烽提供了一系列案例素材;第2、3章由黄桦烽主要负责编写;第4章由闫佳博士主要负责编写;第5章由王衍豪博士主要负责编写,贾相堃博士负责修改校对;第6章由聂楚江博士主要负责编写;第7章由和亮博士主要负责编写;第8章主要由应凌云博士负责编写,聂眉宁博士协助提供素材;第9章主要由杨轶博士负责编写,闫佳博士协助修改校对;第10章由闫佳博士负责编写,闫佳博士协助修改校对;第11章由应凌云博士、谷雅聪博士、路晔绵博士及婧二霞共同完成。
本书的编写得到了国家自然科学基金项目“安全协议实现的逆向分析与安全评估方法研究”(NSFC: 61572483)、“面向应用商店的移动智能终端恶意软件检测关键技术研究”(NSFC: 61502468)、“虚拟化混淆代码逆向分析方法研究”(NSFC: 61502469)等项目的支持,在此表示感谢!
本书的编写得到了冯登国研究员的指导和帮助,冯老师不仅对书稿内容的组织、编写大纲等给予了指导,还审阅了全部书稿,提出了宝贵的修改意见。同时,本书最终得以出版,与冯老师长期对我们团队发展的支持是分不开的,在此对冯老师长期的支持和帮助表示衷心感谢!
多位专家、同行的真知灼见也对本书的形成提供了重要参考,在此一并表示感谢!另外,本书初稿曾作为中国科学院大学2016年春季课程讲义,课上多位同学也对讲义提出了宝贵的修改意见,在此一并表示感谢!
由于本书涉及内容较多,编写时间仓促,书中难免存在疏漏和不足之处,恳请广大读者提出宝贵的意见和建议,以便我们不断改进和完善本书的内容。

苏璞睿
于中国科学院软件研究所
2017年8月



《深入探索软件安全:漏洞挖掘、防护策略与实践指导》 内容简介: 在数字化浪潮席卷全球的今天,软件系统的安全漏洞已成为威胁个人隐私、企业数据乃至国家安全的重要隐患。从日常使用的应用程序到支撑关键基础设施的复杂系统,软件安全问题层出不穷,且日益智能化、隐蔽化。本书旨在为读者提供一套全面、深入的软件安全知识体系,涵盖从基础理论到前沿技术的各个层面,并结合丰富的实战案例,帮助读者掌握软件漏洞的挖掘、分析、利用方法,以及有效的防护与加固技术,从而构建更健壮、更安全的软件系统。 核心内容概览: 第一部分:软件安全基础与漏洞原理 本部分将带领读者走进软件安全的世界,建立坚实的基础理论。 软件安全概述: 深入剖析软件安全的重要性、发展历程以及当前面临的挑战,理解安全在软件生命周期中的地位。 计算机系统基础: 回顾操作系统原理、内存管理、进程与线程、文件系统等核心概念,为理解漏洞成因打下基础。 常见漏洞分类与原理: 详细讲解各种经典且普遍存在的软件漏洞,如缓冲区溢出、整数溢出、格式化字符串漏洞、SQL注入、跨站脚本(XSS)、跨站请求伪造(CSRF)、文件包含漏洞、命令注入、逻辑漏洞等。针对每种漏洞,不仅会阐述其原理,还会通过伪代码或简化的程序片段展示其产生机制,并分析其潜在的危害。 数据表示与编码: 讲解不同数据类型在内存中的表示方式,以及各种编码(如ASCII、Unicode、URL编码、Base64等)在安全中的作用与潜在风险。 汇编语言基础: 学习理解底层代码的必要工具。将介绍x86/x64汇编语言的基本指令、寄存器、栈帧等,为逆向工程和漏洞分析奠定基础。 第二部分:软件漏洞挖掘与分析技术 本部分将聚焦于主动发现和深入分析软件漏洞的各种技术和方法。 静态分析技术: 代码审查: 介绍有效的代码审查方法论,如何系统性地发现代码中的安全隐患。 静态分析工具: 深入探讨各类静态代码分析工具(如Coverity, SonarQube, Bandit, Flake8等)的工作原理、优缺点以及实际应用技巧,学习如何自动化检测潜在漏洞。 污点分析: 讲解污点分析的基本思想、实现原理以及在漏洞检测中的应用,如何追踪不可信输入在程序中的传播路径。 动态分析技术: 模糊测试(Fuzzing): 详细介绍模糊测试的概念、不同策略(如生成式模糊测试、变异式模糊测试、智能模糊测试)及其在发现未知漏洞方面的威力。将介绍Radamsa, AFL (American Fuzzy Lop), LibFuzzer等主流模糊测试工具的使用方法和配置技巧。 运行时监控与插桩: 学习使用Valgrind, DynamoRIO, Pin等工具进行运行时监控和代码插桩,以检测内存错误、运行时异常等。 动态污点分析: 结合运行时信息,实现更精准的污点追踪和漏洞定位。 逆向工程技术: 反汇编与反编译: 讲解如何使用IDA Pro, Ghidra, OllyDbg, x64dbg等工具进行反汇编和反编译,理解二进制程序的内部结构和逻辑。 调试技术: 掌握条件断点、内存查看、寄存器分析、表达式求值等高级调试技巧,用于分析程序行为和定位漏洞。 漏洞利用开发基础: 学习如何基于对二进制程序的理解,编写简单的漏洞利用代码(exploit),理解ROP (Return-Oriented Programming) 等高级利用技术的基本原理。 第三部分:软件安全防护与加固策略 在理解漏洞原理和掌握挖掘技术的同时,本书也强调如何构建安全的软件。 安全编码实践: 输入验证与输出编码: 强调所有外部输入的严格校验,以及在输出时进行恰当的编码,是防御注入类攻击的第一道防线。 最小权限原则: 讲解如何限制程序或用户权限,降低漏洞被利用后的影响范围。 安全的数据存储: 讨论敏感数据的加密、哈希、脱敏等技术,确保数据在存储和传输过程中的安全。 避免常见安全陷阱: 总结并详细说明在C/C++, Java, Python, JavaScript等语言中应避免的安全编码错误。 安全架构设计: 纵深防御: 介绍如何通过多层安全控制来提高整体安全性。 安全设计模式: 探讨常见的安全设计模式,如安全沙箱、访问控制列表(ACL)、角色基访问控制(RBAC)等。 现有安全机制的利用与增强: 操作系统安全特性: ASLR (Address Space Layout Randomization), DEP/NX (Data Execution Prevention/No-Execute), Stack Canaries 等保护机制的原理与工作方式,以及如何规避它们。 编译器安全选项: 介绍GCC/Clang等编译器提供的安全编译选项,如`-fstack-protector`, `-W,-D_FORTIFY_SOURCE=2`, `-pie`等。 Web应用防火墙(WAF)与入侵检测/防御系统(IDS/IPS): 了解这些防御性工具的作用和部署。 安全更新与补丁管理: 强调及时更新软件和应用补丁的重要性,以及自动化补丁管理策略。 第四部分:高级议题与前沿应用 本部分将探讨一些更具挑战性和前沿性的软件安全议题。 移动应用安全: 针对Android和iOS平台,分析移动应用特有的安全风险(如权限滥用、数据泄露、API安全、反编译等)及防护措施。 云原生安全: 探讨容器(Docker, Kubernetes)、微服务架构下的安全挑战,如镜像安全、API网关安全、服务间通信安全等。 物联网(IoT)安全: 分析IoT设备面临的独特安全问题(如固件安全、通信协议安全、设备认证等)和相应的安全解决方案。 加密技术在软件安全中的应用: 深入探讨TLS/SSL, HTTPS, VPN等协议在保护数据传输安全中的作用,以及对称加密、非对称加密、哈希函数等密码学基本概念。 安全开发生命周期(SDL): 介绍如何将安全活动贯穿于软件开发的整个生命周期,从需求分析到部署维护。 安全工具链实战: 整合前面介绍的各类工具,通过实际项目演练,演示如何从漏洞发现到安全加固的完整流程。 目标读者: 本书适合计算机科学、软件工程、网络空间安全等专业的本科生、研究生,以及从事软件开发、安全测试、安全审计、渗透测试等工作的专业人士。无论您是初学者希望系统了解软件安全,还是有经验的开发者想提升安全意识和技能,本书都能为您提供宝贵的知识和实践指导。 本书特色: 理论与实践并重: 深入浅出的理论讲解与丰富生动的实战案例相结合。 技术全面深入: 覆盖软件安全从基础到前沿的各项关键技术。 工具链指导: 介绍并演示主流的安全分析与防护工具。 面向实战: 强调可操作性,帮助读者解决实际工作中的安全问题。 前沿视角: 关注新兴技术领域(如云原生、IoT)的安全挑战。 通过本书的学习,读者将能够更深刻地理解软件安全的重要性,掌握分析和利用软件漏洞的技巧,并能有效地为软件系统设计和实施安全防护措施,为构建安全可信的数字世界贡献力量。

用户评价

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我个人认为,这本书的价值不仅仅在于其内容的丰富性和前沿性,更在于它所传递的“安全思维”模式。作者在书中反复强调,软件安全不仅仅是技术问题,更是一种思维方式,需要从攻击者的角度去思考问题,预见潜在的风险,并采取积极有效的防御措施。这种“攻防兼备”的思维模式,在我看来是网络空间安全专业学生最重要的能力之一。书中通过各种方式引导读者进行批判性思考,鼓励大家去质疑现有的安全措施,去探索新的攻击手段,从而不断提升自身的安全意识和技术水平。我感觉,这本书不仅仅是在传授知识,更是在培养一种解决问题的能力,一种面对未知挑战的勇气和智慧。

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这本书在理论深度和实践广度上都给我留下了深刻的印象。在理论方面,作者对一些核心概念的阐述非常透彻,比如加密算法的原理、数字签名的工作机制、访问控制模型的设计等,这些内容对于构建扎实的理论基础至关重要。我特别喜欢书中对不同加密算法优缺点的对比分析,这让我能更清晰地理解在不同场景下选择何种加密方式的考量因素。而在实践方面,书中涉及了多种典型的安全分析工具和技术,例如漏洞扫描器、渗透测试工具的使用方法,以及如何利用这些工具来发现和评估软件的安全性。我尤其对书中关于模糊测试(Fuzzing)的介绍感到兴奋,这是一种非常强大的自动化测试技术,能够有效地发现一些隐藏极深的漏洞。虽然我还未亲手操作这些工具,但通过书中的详细步骤和原理讲解,我已经能够想象出它们在实际工作中的强大威力,这激发了我强烈的动手实践欲望。

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这本书的参考资料和扩展阅读部分做得非常出色。在每个章节的末尾,作者都列出了相关的学术论文、技术报告和优秀工具链接,这为我提供了进一步深入学习的宝贵资源。我发现,很多作者推荐的外部资源都具有极高的学术价值和实践意义,能够帮助我拓展知识的广度和深度。尤其令我惊喜的是,书中还提供了一些开源工具的下载链接和使用教程,这使得我能够将书本上的知识迅速转化为实际操作。我深信,这些丰富的参考文献和扩展阅读,将成为我未来进行学术研究和项目实践的重要支撑,帮助我不断提升自己在软件安全领域的专业技能。

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虽然我还没有完全掌握书中的所有技术细节,但这本书为我打开了理解软件安全漏洞成因和防护策略的新视角。我尤其关注到其中关于代码审计和静态分析的部分,书中的案例分析生动形象,通过对常见漏洞模式的剖析,让我对“看不见的危险”有了更直观的认识。例如,书中对缓冲区溢出漏洞的讲解,不仅阐述了其原理,还深入分析了利用方式,并给出了多种有效的防御手段,这让我意识到,编写安全的代码并非易事,需要开发者具备高度的警惕性和严谨的态度。书中的示例代码清晰易懂,即使是我这个初学者也能大致理解其逻辑,并通过对比分析,能够初步判断出代码中可能存在的安全隐患。更重要的是,这本书让我明白,软件安全并非一个孤立的技术点,而是贯穿于软件开发全生命周期的系统性工程,需要从设计、编码、测试到部署、运维等各个环节进行全面考量。这种宏观的视角让我受益匪浅,也为我日后的学习和实践指明了方向。

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这本书的装帧设计我非常喜欢,封面采用的是深邃的科技蓝,配以简洁但富有力量感的银色字体,标题“软件安全分析与应用”仿佛是信息海洋中的一座灯塔,而“高等学校网络空间安全专业规划教材”则点明了其严谨的学术定位。拿到书的那一刻,我就被它沉甸甸的质感所吸引,纸张触感细腻,印刷清晰,即使是细小的图表和代码示例也能一览无余。我尤其欣赏的是它排版上的用心,行间距适中,段落划分清晰,阅读起来不会感到疲惫,长时间沉浸在技术世界里也不会觉得压抑。书页的折页设计也很合理,方便我标记重要的概念和公式。我是一名对网络安全充满好奇的学生,虽然还没有深入研读这本书,但仅仅是翻阅目录和前言,我就已经感受到了作者的功力。目录的编排逻辑性极强,从基础理论到前沿技术,层层递进,仿佛为我铺设了一条通往软件安全知识殿堂的康庄大道。前言部分则用精炼的语言勾勒出了软件安全领域的重要性以及这本书的价值,让我对即将展开的学习充满了期待,感觉这本书不仅仅是一本教材,更像是一位经验丰富的导师,引领我探索这个充满挑战又极具魅力的领域。

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作为一名即将毕业的网络空间安全专业的学生,我发现这本书提供了一个非常全面且具有前瞻性的知识框架。它不仅仅局限于传统的软件漏洞,更将目光投向了当前网络安全领域的热点问题,比如云安全、移动应用安全、物联网安全等。书中对于这些新兴领域的安全挑战和应对策略的探讨,让我看到了这个专业未来的发展方向,也让我更加清晰地认识到,持续学习和跟进技术发展的必要性。我尤其对书中关于“攻击面管理”的论述印象深刻,这是一种非常实用的安全管理理念,能够帮助企业系统地识别和减少潜在的攻击点。这本书让我感受到,软件安全已经不再是单纯的技术对抗,而更像是一场信息攻防的策略博弈,需要多方面的知识和技能来应对。

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这本书在内容组织上非常有条理,章节之间的衔接自然流畅,使得整个学习过程如同解密一般,层层递进,引人入胜。我发现,作者并没有直接抛出复杂的概念,而是从最基础的原理讲起,逐步深入,最终引向高级主题。这种由浅入深的教学方式,对于我们这些初学者来说,无疑是极大的福音。例如,在讲解恶意代码分析时,书中首先回顾了操作系统的基本原理,然后才引入各种恶意软件的形态和行为特征,最后才深入到逆向工程的技巧。这种循序渐进的学习路径,让我能够更好地理解复杂的技术概念,而不是感到茫然。我非常欣赏这种“打地基”式的教学方法,它让我在构建软件安全知识体系时,能够拥有一个坚实而稳固的基础,这对于我未来深入研究和解决实际问题至关重要。

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这本书最大的亮点之一在于其对“人”的因素的关注。在许多软件安全书籍中,技术细节往往是主角,但这本书却并没有忽视人在安全事件中的作用。书中涉及了社会工程学、用户行为分析以及内部威胁等内容,这让我意识到,再先进的技术也需要人的配合才能发挥最大作用,而人的疏忽或恶意也可能成为最薄弱的环节。例如,书中对于如何识别和防范社会工程学攻击的讲解,让我对信息安全有了更全面的认识。这让我明白,一个真正的网络安全专家,不仅需要精通技术,还需要具备洞察人性的能力,理解人与技术之间的相互作用,才能构建更 robust 的安全防护体系。这种对“人”的考量,使得本书的内容更加立体和饱满,也更贴近真实的网络安全环境。

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我特别欣赏这本书在案例分析上的独到之处。它没有仅仅停留在理论层面,而是通过大量的真实世界案例,生动地展现了软件安全问题的复杂性和严重性。书中对一些著名的安全事件的剖析,让我能够深刻理解这些事件背后的技术原理和影响,从而对软件安全的重要性产生更直观的认识。例如,书中对某个大型数据泄露事件的分析,不仅揭示了攻击者是如何利用软件漏洞获取敏感信息的,还详细阐述了事件发生后企业所面临的法律、经济和社会影响。这种贴近实际的案例分析,让我能够将书本上的理论知识与现实世界的安全威胁紧密联系起来,从而更好地理解和掌握软件安全的核心要义。

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这本书的语言风格我非常喜欢,虽然是学术教材,但并没有显得过于枯燥乏味。作者在讲解复杂技术概念时,善于运用形象的比喻和生动的例子,使得抽象的原理变得易于理解。例如,在讲解网络钓鱼时,书中用了一个生动的比喻,将攻击者比作狡猾的渔夫,而我们将他抛出的诱饵比作精心设计的欺骗性链接或邮件。这种通俗易懂的讲解方式,让我能够迅速抓住核心要点,而不是被晦涩的术语所困扰。同时,书中也保留了必要的学术严谨性,对于关键概念和公式的阐述精准无误,既保证了内容的科学性,又兼顾了可读性。这种平衡的语言风格,让我在享受阅读乐趣的同时,也能够有效地吸收和掌握知识。

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