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Vulnerabilidades de software

Las vulnerabilidades de software son debilidades susceptibles (es decir, «errores») en el software, a menudo a partir de defectos explotables escritos por el desarrollador o inherentes al lenguaje de programación. No todos los errores de software son vulnerabilidades de seguridad. Para llegar a ser amenaza o riesgo, el error debe ser explotable por un atacante. La mayoría de los errores de software causan problemas de funcionamiento (que en muchas ocasiones el administrador ni siquiera llega a percibir) o incluso una interrupción fatal en el procesamiento, pero no pueden ser aprovechados por un atacante para obtener acceso no autorizado al sistema.

Las vulnerabilidades explotables del software son responsables de un amplio (no el más amplio) porcentaje de ataques en un periodo de tiempo determinado, a pesar de que otros métodos de hackeo (como los troyanos o la ingeniería social) suelen ser muy competitivos. Algunos expertos en seguridad informática piensan que la mayoría de los problemas de seguridad informática desaparecerían si todo el software estuviera libre de errores, aunque esto no es ni cierto ni posible. Sin embargo, aunque no sea la panacea, un código más seguro con menos vulnerabilidades eliminaría una categoría significativa de problemas de hackeo y haría que nuestro entorno informático fuera evidentemente más seguro.

Número de vulnerabilidades de software

Existen varias fuentes que permiten seguir las vulnerabilidades de software públicas, aunque los errores listados para cada una de ellas pueden variar significativamente. De media, cada año, los desarrolladores de software y buscadores de errores más importantes hacen públicas entre 5.000 y 6.000 nuevas vulnerabilidades. Esto significa unos 15 errores por día todos los días. El Common Vulnerabilities and Exposures (CVE), cuya dirección web es http://cve.mitre.org, y sus listas (http://cve.mitre.org/data/downloads/index.html) están considerados como un sitio independiente, de confianza e inclusivo para el informe y seguimiento de vulnerabilidades públicas. Muchos otros proveedores también siguen sus propias vulnerabilidades, así como todas las vulnerabilidades conocidas. Puedes comprobar todos los problemas del Security Intelligence Report de Microsoft (http://www.microsoft.com/sir) para obtener las últimas cifras conocidas, así como un buen análisis.

Evidentemente, estos son solo los errores que el público puede conocer. Muchos proveedores no anuncian públicamente todos los errores y otros no anuncian los errores encontrados por recursos internos o solucionados en versiones de preproducción. Aunque no hay manera de confirmarlo, la mayoría de los expertos piensan que el número «real» de errores es significativamente más alto que la cifra de los que se conocen públicamente.

NOTA El número de vulnerabilidades de software solo es una medida y no es la imagen completa de toda la seguridad de un programa o sistema. La única medida en la que se puede confiar es el nivel de daños de los cuales las vulnerabilidades de software son responsables. Podría darse el caso que el número de vulnerabilidades disminuyera al mismo tiempo que aumentara la cantidad de daños, aunque por lo general tener programas más seguros es mejor para todos.

¿Por qué las vulnerabilidades de software todavía son un gran problema?

Actualmente, los proveedores suelen parchear la mayoría de las vulnerabilidades críticas en cuestión de horas o días. Si esto es así, ¿por qué las vulnerabilidades de software todavía son un problema tan importante, especialmente cuando la mayoría de los proveedores tienen mecanismos de actualización automática para parchear más rápido? La respuesta es que una pequeña parte de los dispositivos informáticos se parchean de forma más lenta o, en un número de casos bastante importante, nunca se parchean. Y cada parche tiene la posibilidad de causar un problema operacional inesperado, lo que a veces causa más frustración en el usuario que el propio error.

El número total de vulnerabilidades es bastante abrumador y constante. Una parte significativa de la gestión del ordenador se dedica a preparar y aplicar parches. Es una increíble pérdida de tiempo, dinero y otros recursos que podrían destinarse a cosas más productivas. Incluso si tanto usuarios como administradores convirtieran el proceso de aplicar parches en una ciencia exacta, en el tiempo que pasa desde que el proveedor lanza el parche hasta que el usuario o administrador lo aplica, los hackers tienen la oportunidad de ganar contra un sistema determinado. Si yo soy un hacker paciente y persistente contra un objetivo concreto, simplemente tengo que esperar a que el proveedor anuncie un nuevo parche y utilizarlo para atacar a mi objetivo.

Cuando los proveedores lanzan un parche, tanto los sombreros blancos como los sombreros negros lo analizan de inmediato para localizar vulnerabilidades. Seguidamente, crean explotaciones que pueden aprovecharse del error. Existen decenas de empresas comerciales, unos cuantos servicios gratuitos y un número no identificado de hackers que hacen esto todos los días. Se pueden comprar y/o descargar escáneres de vulnerabilidades para analizar todos los dispositivos e informar acerca de las vulnerabilidades sin parchear. Estos escáneres de vulnerabilidades suelen tener miles y miles de explotaciones integradas. Existen en todo el mundo muchos sitios web de hackers con miles de explotaciones independientes que se pueden descargar para explotar una vulnerabilidad determinada. Una de las herramientas gratuitas más populares que utilizan tanto sombreros blancos como sombreros negros es Metasploit (https://www.metasploit.com/).

Defensas contra vulnerabilidades de software

La defensa número uno contra vulnerabilidades de software es una mejor formación de los desarrolladores de software y unos lenguajes de programación por defecto más seguros.

Ciclo de vida de desarrollo de seguridad

El proceso de intentar reducir el número de vulnerabilidades de software se conoce actualmente como ciclo de vida de desarrollo de seguridad (Security Development Lifecycle [SDL]). El SDL se centra en cada componente del ciclo de vida de un programa informático, desde su creación hasta el parcheado de nuevas vulnerabilidades detectadas, con el fin de crear software más seguro. Aunque no es un invento de Microsoft, Microsoft Corporation es probablemente quien ha trabajado más en este ámbito y quien ha lanzado más información y herramientas gratuitas (https://www.microsoft.com/sdl) que cualquier otra fuente. La falibilidad humana asegura que el código informático siempre tendrá errores explotables, pero, si seguimos el SDL, podemos tener menos (por el mismo número de líneas de código).

NOTA El Dr. Daniel J. Bernstein (https://es.wikipedia.org/wiki/Daniel_J._Bernstein) es un profesor de universidad que promueve y proporciona un código increíblemente seguro. Es el autor de un gran número de programas informáticos gratuitos y muy utilizados, como dbjdns y qmail, que tienen una cifra muy baja de errores. Incluso suele pagar de su bolsillo a localizadores de errores. Defiende avergonzar públicamente a los proveedores haciendo públicos sus errores antes de que tengan la oportunidad de analizar y parchear sus productos.

Lenguajes de programación más seguros

Unos programas más seguros no pueden ser una realidad sin un lenguaje de programación más seguro. Durante años, la mayoría de lenguajes de programación se han esforzado por crear versiones predeterminadas más seguras. Estos lenguajes intentan reducir o eliminar las causas comunes de las explotaciones. Cabe decir que han tenido bastante éxito y que los programas escritos con estos lenguajes son significativamente más difíciles de explotar que los que han sido creados mediante lenguajes menos seguros.

Análisis del programa y el código

Una vez que un programa ha sido escrito, debe ser siempre analizado en busca de errores conocidos y reconocibles. Esta tarea puede llevarse a cabo mediante análisis humanos o herramientas de software. El análisis humano suele ser el menos eficiente, detecta pocos errores por hora, pero puede localizar errores de explotación significativos que las herramientas no están codificadas para encontrar. Las herramientas de detección de errores normalmente se clasifican en analizadores estáticos y fuzzers. Los analizadores estáticos miran el código fuente (o los programas) en busca de errores de software conocidos en la codificación. Los fuzzers introducen datos inesperados en busca de vulnerabilidades en los programas en ejecución. Muchos de los poco conocidos cazadores de errores, incluyendo el Dr. Charlie Miller, descrito en el Capítulo 36, han confiado en el fuzzing para muchos de sus descubrimientos.

Sistemas operativos más seguros

La mayoría de los sistemas operativos no solo han sido codificados por programadores formados en el SDL que utilizan por defecto lenguajes de programación más seguros, sino que también incluyen defensas integradas contra los vectores de explotación más comunes. La mayoría de los sistemas operativos actuales más populares incluyen defensas de memoria especialmente diseñadas y protegen las áreas más críticas del sistema operativo. Algunos también incluyen software para evitar el desbordamiento de búfer, software antimalware y cortafuegos; todo ello ayuda a limitar errores explotables o sus consecuentes daños.

Protecciones de terceros y complementos del fabricante

Existen miles de programas capaces de defender un sistema informático contra vulnerabilidades de software desconocidas previamente con un mínimo de éxito. Algunos los ofrece el fabricante de forma gratuita o de pago y otros proceden de terceros. Los programas que prometen la detección y detención de nuevas explotaciones son muy comunes y, aunque no son nunca perfectos, pueden reducir significativamente el riesgo de nuevas amenazas. Uno de mis tipos favoritos de software de defensa son los denominados de control de aplicación o lista blanca. Estos programas no detienen la explotación inicial, sino que evitan o complican que los hackers o programas maliciosos provoquen daños adicionales.

El software perfecto no erradicará todos los males

Ninguna defensa puede superar un software que ha sido codificado de forma más segura con menos errores explotables desde el principio. Sin embargo, el software perfecto y sin errores es imposible y no acabaría con todo el hackeo aunque esto fuera posible. Desafortunadamente, las vulnerabilidades de software no son nuestro único problema. Los programas troyanos funcionan simplemente haciendo que el usuario ejecute un programa malicioso. Muchos hackers y programas maliciosos explotan las capacidades inherentes y, por otro lado, legítimas de datos, lenguajes de programación y otros componentes para hacer cosas malas. Y la ingeniería social puede llevar a cabo lo que el software no es capaz de hacer.

Aún así, nadie discute que unos programas más seguros no sean de gran ayuda. En los Capítulos 7 y 8 se presentan dos expertos que han dedicado sus vidas a perfeccionar software. El Capítulo 7 presenta a Michael Howard, quien popularizó prácticas de codificación más seguras, y el Capítulo 8 se centra en Gary McGraw, uno de los mejores buscadores de errores que existen.