ソフトウェア開発におけるAPIセキュリティの課題に対処する
APIセキュリティの複雑さとプロキシの問題について見てみよう。
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目次
ソフトウェアのセキュリティ、特にAPI(異なるソフトウェア同士をつなぐもの)について話すときは、これらのAPIがどう機能するか、何を許可しているかを理解することがめっちゃ大事だよね。APIは似たような機能を持ってるけど、やり方が違うことが多いから、こういう重複が混乱を招いて、セキュリティリスクにつながることもあるんだ。
重複するAPIの課題
API同士は完全に独立して設計されてるわけじゃないから、同じタスクをこなすこともあるし、違うオプションやパフォーマンスレベルを提供したりする。だから、APIのセキュリティを確保するには、お互いの関係を見ていく必要があるんだ。一つのAPIがセンシティブな情報を提供するなら、似た情報を提供する他のAPIも考慮しなきゃいけない。こういうのをAPIプロキシって呼ぶんだけど、これらのAPIのつながりを全体的に把握してないと、セキュリティ対策が不一致になったり不完全になったりしちゃう。
新しいAPIが開発されると、攻撃者が弱点を突くこともある。現在のセキュリティ対策はこうした課題に反応することが多くて、事前に対処するわけじゃないから、結果的にセキュリティがバラバラになっちゃうんだよね。
APIプロキシの特定の複雑さ
API同士の関係を見つけるのはめっちゃ難しい。実際、どのAPIが代替として使えるかを判断するのは非常に複雑で、NP完全問題っていう解決が難しい種類の問題に入る。大規模なシステムでAPIが何千もあると、こういうのが特に問題になるんだ。
この複雑さのせいで、すべての潜在的なAPIプロキシを正確に特定して管理するのは超難しい。ありとあらゆる接続を探すような方法に頼るのは現実的じゃないんだ。
APIセキュリティへの実践的アプローチ
APIプロキシの問題を解決するために、割とシンプルな方法を提案するよ。API同士の正確な関係をいつも見つけられるわけじゃないけど、おおよその関係を教えてくれるアルゴリズムを作ることはできる。このヒューリスティックな方法はすべての詳細を捉えるわけじゃないけど、セキュリティリスクを抱えるAPIのグループを特定する手助けになるかも。
APIから集めた情報を使って、たとえ完璧じゃなくても、セキュリティを強化するアイデアなんだ。近似でも、安全ネットを提供できるから、情報の有用性にはいくつかのトレードオフがあるとしても大丈夫。
APIの権限と調整
セキュリティを確保する一つの方法は、権限を設定することだよ。アプリ用にAPIを設定するときに、そのAPIへのアクセス権をコントロールできるから、権限がないアプリから特定のAPIをブロックできるんだ。ただ、完全にコントロールするのは難しいけど。
現代のオペレーティングシステムには、似た情報を提供できるAPIがたくさんあるから、すべてのアクセスポイントを保護するのが大変なんだ。もしアプリが他のAPIを見つけて似たデータを入手できるなら、元のAPIのためのセキュリティ対策をバイパスしちゃう可能性があるんだよね。
APIプロキシの問題の例
いくつかの実際の例を見てみよう。これらのプロキシ関係がどのようにセキュリティの課題を作り出すかを示すね:
Androidの表示サイズ:デバイスの表示サイズは、ユーザーの潜在的な社会経済的地位を示すことがある。もしその情報に直接アクセスするAPIがあれば、アプリは他のAPIから同じデータを推測しようとするかもしれない。たとえば、アプリが表示メトリクスのAPIを直接呼び出す代わりに、ウィンドウの寸法を見に行くことがある。こうすると、間接的な方法でもセンシティブなユーザーデータが明らかになっちゃう。
Androidの位置情報:Androidでは、アプリがさまざまなAPIを通じて位置情報にアクセスできる。たとえば、GPS、Wi-Fi信号、携帯電話の基地局などから位置情報を得られる。もしアプリがこれらのいずれかにアクセスできるなら、メインの位置APIを使わずにユーザーの位置を把握できることがあって、セキュリティ対策を考慮するべき複数のプロキシAPIができるんだ。
iOSのユーザーID:ユーザーの識別はアプリのセキュリティにとって重要。iOSにはアプリからユーザーのアイデンティティを守るための保護があるけど、もしアプリがそれに関係するけど間接的な情報を提供する他のAPIを探すと、こうした保護をうまく回避できちゃう。すべての可能なプロキシを考慮するのがセキュリティ対策を実施する上での課題なんだ。
APIプロキシの含意
APIプロキシが存在することで、セキュリティシステムは進化しなきゃいけないよ。一つのAPIを単純にブロックするだけじゃ十分じゃないかもしれないし、他のAPIが同じ役割を果たせるなら、もっと包括的なアプローチが必要になる。
これによって、どのAPIにアクセスできるか、どんな状況下でアクセスできるかを決めるポリシーの決定も考えなきゃいけなくなる。セキュリティを厳しくすることと使いやすさとのバランスを取るのは難しいけど、あまりに多くのAPIをブロックすることで正当なアプリに影響が出ちゃうこともあるし、逆にブロックが少なすぎるとデータ漏洩のリスクが高まるかもしれない。
より良い解決策に向けて
より良いセキュリティ対策を進めるにあたって、APIの進化する性質とその関係に常に目を向けることが必要だよ。
APIプロキシを特定するだけじゃなく、新しいAPIが登場するにつれてそれに適応できる新しい方法を開発する必要がある。技術とともに進化するシステムを作り、新しいセキュリティリスクに対処するってことだね。
既存の膨大な数のAPIを考えると、プロキシの発見を自動化し、大規模なシステムをカバーできるようにすることが重要だ。
継続中の研究の方向性
APIプロキシとそのセキュリティを理解するために探求できるオープンな問題や研究領域がいくつかあるよ:
プロキシの強化:APIプロキシを理解しても、それらの関係を考慮したセキュリティポリシーを効果的に実施する方法を見つける必要がある。
グローバルなAPIプロキシの理解:単一の属性やAPIだけにフォーカスするのではなく、複数の属性がどう関連しているかを理解することに価値がある。こうしたグローバルなプロキシ関係の研究は、より広範なレベルでセキュリティを改善する手がかりになるかもしれない。
アルゴリズムの最適化:APIプロキシを特定するための近似アルゴリズムを改善することで、効果的なセキュリティ戦略を実施する能力を大いに向上させることができる。
機械学習における公正性:APIプロキシの課題は、機械学習における公正性に関する問題と共通している部分がある。これにより、アルゴリズムの意思決定においてバイアスや不公正を避ける方法を探るための豊富な領域が提供されるんだ。
より良いAPIの設計:最後に、プロキシの生成を最小限に抑えるようにAPIを設計することにも焦点を当てるべきだ。これによって設計プロセスにさらなる複雑さが加わるかもしれないけど、全体的により安全なシステムにつながる可能性があるよ。
結論
これから進んでいく中で、APIプロキシの問題には継続的な注意と革新的な解決策が必要になる。こうした関係を深く理解し、ソフトウェア開発の変化する環境に適応できる堅牢なセキュリティ対策を開発することが大事なんだ。そうすることで、ユーザーを守りつつ、現代のアプリケーションが求める柔軟性を保つことができるんだよね。
タイトル: Formal Analysis of the API Proxy Problem
概要: Implementing a security mechanism on top of APIs requires clear understanding of the semantics of each API, to ensure that security entitlements are enforced consistently and completely across all APIs that could perform the same function for an attacker. Unfortunately, APIs are not designed to be "semantically orthogonal" and they often overlap, for example by offering different performance points for the same functionality. This leaves it to the security mechanism to discover and account for API proxies, i.e., groups of APIs which together approximate the functionality of some other API. Lacking a complete view of the structure of the API-proxy relationship, current security mechanisms address it in an ad-hoc and reactive manner, by updating the implementation when new API proxies are uncovered and abused by attackers. We analyze the problem of discovering API-proxy relationships and show that its complexity makes it NP-complete, which makes computing exact information about API proxies prohibitively expensive for modern API surfaces that consist of tens of thousands of APIs. We then propose a simple heuristic algorithm to approximate the same API-proxy information and argue that this overapproximation can be safely used for security purposes, with only the downside of some utility loss. We conclude with a number of open problems of both theoretical and practical interest and with potential directions towards new solutions for the API-proxy problem.
著者: Somesh Jha, Mihai Christodorescu, Anh Pham
最終更新: 2023-02-27 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2302.13525
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2302.13525
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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