WO2017039136A1 - 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템 - Google Patents
소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템 Download PDFInfo
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Definitions
- the present invention relates to analysis of source code-based software vulnerability attack behavior, and in particular, based on vulnerabilities detected as a result of information gathering, static analysis of source code, and dynamic analysis of software used to analyze software vulnerabilities. It relates to a source code based software vulnerability attack analysis system that enables to define the behaviors that can be exploited in actual software.
- Security vulnerabilities are derived from fundamental problems in the software field and can cause security incidents. When a hacker exploits a security vulnerability, it is embodied as a security vulnerability and causes security incidents.
- the software vulnerability analysis is performed in the form of a black box test that can be executed only by an executable file.
- the black box test is a test method in which the software itself is assumed to be a black box that cannot observe internal operations, and the analysis is performed based on the input / output values of the software.
- the vulnerability is detected through static analysis of the source code of the software and dynamic analysis of memory, registers, etc. when the software is operating. Is judging whether it can be infringed.
- the prior art disclosed in ⁇ Patent Document 1> includes a target function selection module for selecting a function of software to perform a software vulnerability check; A comparison file generation module for generating a first file and a second file not including the selected function; A binary pattern comparison module for searching for a binary pattern that has been changed or added by comparing binary values of the first file and the second file; A test case generation module generating at least one test case based on the retrieved binary pattern; And a vulnerability verification module that performs a vulnerability check based on the one or more test cases and generates a vulnerability check result.
- the prior art configured as described above can perform fuzzing intensively on the part that is changed or added according to the function of the software, so that not only the vulnerability of each function of the software can be found, but also the efficiency of fuzzing can be increased.
- Patent Document 2> defines vulnerabilities that may be vulnerable when writing source code in a software development stage as a rule, and analyzes input sources to compare / verify the defined rules and sources. If a security vulnerability is found, the security vulnerability is detected in real time and a solution is provided.
- the present invention has been proposed in order to solve all the problems occurring in the prior art as described above, the current vulnerability used to analyze software vulnerabilities, static analysis of the source code, the vulnerability detected as a result of dynamic analysis of software
- the purpose is to provide a source code-based software vulnerability attack analysis system that can define the behaviors that can exploit the actual software vulnerability.
- Another object of the present invention is to provide the vulnerability information of the software as an attacking procedure, to provide an easy analysis of how the vulnerability is exploited, and to provide a basis for proving the vulnerability of the target software based on the attacking procedure. It provides source code based software vulnerability attack behavior analysis system.
- the source code-based software vulnerability attack analysis system is a software vulnerability information obtained through the collection of software execution information, source code branch flow suitability analysis and source code weakness static analysis
- a vulnerability expression environment analysis engine that analyzes whether the vulnerability is activated when the software is actually operated, comparing the environment required for the software to be run based on the environment and the environment where the vulnerability can be exploited;
- Vulnerability attack flow analysis engine Based on the software vulnerability information obtained through the source code branch flow conformity analysis, source code weakness static analysis, possible analysis of input values when executing software, and analysis of the impact of input values upon execution of software, Vulnerability attack flow analysis engine that analyzes whether it can be defined as a sequence of actions following another or detected vulnerability;
- the scenario of establishing an infringement scenario by judging whether the vulnerability can be expressed against the flow that the vulnerability can be exploited and the attack technology is analyzed.
- Build engine Characterized in that it comprises a.
- the vulnerability expression environment analysis engine may further include: a software execution environment analysis module that classifies a program installation environment based on a preliminary criterion including an operating system, a compiler, and a related library based on the acquired software vulnerability, and redefines the program installation environment to be compatible with the vulnerability expression environment;
- a vulnerability expression environment analysis module for extracting a predetermined management area from a list of occurrence environments among information on the software vulnerability and defining it as a dictionary having compatibility with a program installation environment; The analysis results obtained in the software execution environment analysis module and the vulnerability expression environment analysis module are verified through cross-query, and the preliminary analysis result and the final analysis result are reflected in the vulnerability-related database, and the learning algorithm is applied to the latest environment.
- a vulnerability code clone analysis module that manages an increase in weight; Characterized in that it comprises a.
- the vulnerability attack flow analysis engine includes: a vulnerability-associated attack behavior analysis module for listing attack behaviors associated with a vulnerability through each attack behavior tree according to a vulnerability of a vulnerability database defined by the source code weakness static analysis; A vulnerability defined in the analysis of input values when executing software, based on the source code flow tree, which is the result of the source code branch flow conformity analysis, and the flow tree of the input value influence, which is the result of the impact analysis according to the function input value when the software is executed.
- a vulnerability association software structure analysis module that analyzes whether the features appear in succession and lists the associated attack behavior in each flow;
- a vulnerability association flow definition module for merging and reconfiguring possible attack behavior flows by reviewing items intersected in the flow list based on the result lists of the vulnerability associated attack behavior analysis module and the vulnerability associated software structure analysis module; Characterized in that it comprises a.
- the scenario building engine extracts a list of attack behaviors that occur by applying a vulnerability that is analyzed to be expressed in a list of attack behaviors derived based on the analysis results of the vulnerability expression environment analysis engine and the vulnerability attack flow analysis engine.
- An infringement scenario building module for building an infringement scenario; Based on the breach scenario built by the breach scenario building module and the database of the source code weakness static analysis, the technical constraints applicable to the attack behaviors that are expected to occur in actuality are reviewed and structured into the final scenario.
- Condition review module Characterized in that it comprises a.
- the present invention if a problem that is not revealed as a single vulnerability or lacks the foundational knowledge of the vulnerability and attack by defining the attack behavior including the relationship between the operating environment and the vulnerabilities and the acts that can be exploited as a procedure is verified. It is possible to detect and define the points that are difficult to verify for individual vulnerabilities of software based on the source code, which can provide the security of software vulnerabilities in the software development project from the actual attacker's point of view.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a source code based software vulnerability attack analysis system according to an embodiment of the present invention
- FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the basic software vulnerability analysis engine of FIG. 1;
- FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of the vulnerability expression environment analysis engine of FIG. 1;
- FIG. 4 is a configuration diagram of an embodiment of the vulnerability attack flow analysis engine of FIG. 1;
- FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment of the scenario building engine of FIG. 1.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a source code based software vulnerability attack analysis system according to a preferred embodiment of the present invention.
- Source code based software vulnerability attack behavior analysis system includes a basic software vulnerability analysis engine 10, vulnerability expression environment analysis engine 20, vulnerability attack flow analysis engine 30 and scenario building engine 40 .
- the basic software vulnerability analysis engine 10 includes a crawling engine 11 for collecting software execution related information, a symbolic engine 12 for analyzing source code branch flow conformity, an auditing engine 13 for static analysis of source code weaknesses, A fuzzing engine 14 for analyzing possible input value analysis in software execution, and a tenant engine 15 for analyzing the influence of input value in software execution, and analyzes software vulnerabilities.
- the vulnerability expression environment analysis engine 20 compares the environment required to run the software with the environment in which the vulnerability can be exploited based on the software vulnerability analysis information acquired through each analysis in the basic software vulnerability analysis engine 10. It analyzes whether the vulnerability is activated when the software is actually operated.
- Vulnerability attack flow analysis engine 30 plays a role of analyzing whether it can be defined as a continuous action that leads to a known attack behavior in the software flow or connected to other vulnerabilities detected based on the software vulnerability analysis information.
- the scenario building engine 40 includes a vulnerability that can be expressed in a flow in which the vulnerability can be exploited based on the results analyzed through the vulnerability expression environment analysis engine 20 and the vulnerability attack flow analysis engine 30, respectively. It plays a role in establishing the breach scenario by judging whether or not and the attack technology.
- the basic software vulnerability analysis engine 10 is a proposed cloning engine 11, symbolic engine 12, auditing engine 13, fuzzing engine 14, and the tenant engine 15 for general software vulnerability analysis.
- the software vulnerability is analyzed using;), and the analysis result is provided to the vulnerability expression environment analysis engine 20 and the vulnerability attack flow analysis engine 30.
- the crawling engine 11 collects software execution related information
- the symbolic engine 12 suits source code branch flow based on the information collected by the crawling engine 11. Analyze and database the analysis results.
- the auditing engine 13 statically analyzes the weaknesses of the source code based on the information collected by the crawling engine 11, and database the results.
- the purging engine 14 analyzes the possible input value analysis at the time of software execution and database the result
- the tenant engine 15 analyzes the influence according to the input value at the time of software execution and database the result. Since the crawl engine, the Cinbolyl engine, the auditing engine, the fuzzing engine, and the tenant engine are known technologies for analyzing software vulnerabilities, detailed descriptions of each analysis method will be omitted.
- the vulnerability expression environment analysis engine 20 performs software execution related information and source code branching among the software vulnerability analysis information obtained through the respective analysis in the basic software vulnerability analysis engine 10. Based on flow suitability analysis information and static analysis of source code weaknesses, we analyze whether the vulnerability is activated if the software is actually operated by comparing the environment required to run the software with the environment where the vulnerability can be exploited. For example, you will analyze how a source known as a vulnerability would work in a real environment.
- the software installation environment analysis module 21 collects the program installation environment collected through the software execution related information acquisition acquired by the basic software vulnerability analysis engine 10. It is divided according to dictionary criteria such as library and redefines to be compatible with vulnerability expression environment.
- the vulnerability expression environment analysis module 22 extracts a predetermined management area from a list of occurrence environments among information on existing vulnerabilities that are defined and databased by the auditing engine 13 among the software vulnerability information. Defined as a dictionary standard compatible with the installation environment.
- the analysis results defined in the software execution environment analysis module 21 and the vulnerability expression environment analysis module 22 are verified through a cross query.
- the preliminary analysis results and final analysis results are reflected in the vulnerability database, and the learning algorithm is managed to increase the weight of the latest environment.
- the vulnerability expression environment analysis module 20 creates an environment specification for a case where an individual vulnerability that has been detected occurs.
- the vulnerability attack flow analysis engine 30 examines the association between the vulnerability and the attack actions that may appear according to the vulnerability.
- analysis of source code branch flow conformity analysis For example, analysis of source code branch flow conformity analysis, source code weakness static analysis, function input value analysis at software execution, impact analysis according to input value at software execution, and analysis of tree structure and vulnerability-related attack behavior are analyzed. define.
- the vulnerability-associated attack behavior analysis module 31 performs the attack behavior associated with the vulnerability through the attack behavior tree according to the vulnerability of the vulnerability database defined by the source code weakness static analysis. List them as flows.
- the vulnerability associated software structure analysis module 32 is based on the source code flow tree that is the result of the source code branch flow conformity analysis and the flow tree of the input value effect that is the result of the impact analysis according to the function input value when the software is executed. It analyzes whether the characteristics of the vulnerabilities defined in the input value analysis appear continuously when the software is executed, and lists the associated attack behaviors in each flow.
- the vulnerability association flow definition module 33 reviews items that cross each other in the flow list based on the result list of the vulnerability association attack behavior analysis module 31 and the vulnerability association software structure analysis module 32. To merge and reconstruct possible attack behavior.
- scenario building engine 40 determines whether the flow under which the software is attacked is valid from the attacker's point of view.
- the list of attack behaviors derived based on the analysis results of the vulnerability expression environment analysis engine 20 and the vulnerability attack flow analysis engine 30 in the breach scenario construction module 41 We build a breach scenario by extracting a list of the actual attack behaviors by applying the vulnerabilities that are analyzed to be revealed.
- attack behavior technology constraint condition review module 42 is a technology that can be applied to the attack behaviors that the infringement scenarios established in the intrusion scenario construction module 41 are actually generated based on the database of the source code weakness static analysis. Constraints are reviewed and the final scenario is structured only for the attack actions that are expected to occur.
- the attacking procedure that can exploit the verified vulnerability can itself verify whether the vulnerability is exploited, and the structured result can be used as the basis for the actual verification of the attacking behavior.
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Abstract
소프트웨어 취약점을 분석하기 위해 사용되는 정보수집, 소스코드의 정적 분석, 소프트웨어의 동적 분석의 결과로 검출되는 취약점을 바탕으로 실제 소프트웨어의 취약점 공격이 가능한 행위를 정의할 수 있도록 한 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템에 관한 것으로서, 소프트웨어가 구동되는데 필요한 환경과 취약점이 악용될 수 있는 환경을 비교하여 소프트웨어가 실제 운영될 경우 취약점이 활성화되는지를 분석하는 취약점 발현환경 분석엔진; 소프트웨어 흐름 상 알려진 공격행위로 이어지거나 검출된 다른 취약점과 이어져 연속된 행위로 정의될 수 있는지 분석하는 취약점 공격 흐름 분석엔진; 및 상기 취약점 발현환경 분석엔진과 취약점 공격 흐름 분석엔진을 통해 각각 분석된 결과를 기초로 취약점이 악용될 수 있는 흐름에 대하여 발현될 수 있는 취약점의 포함 여부와 공격 기술을 판단하여 침해 시나리오를 구축하는 시나리오 구축엔진을 포함하여, 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템을 구현한다.
Description
본 발명은 소스코드(source code)기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석에 관한 것으로, 특히 소프트웨어 취약점을 분석하기 위해 사용되는 정보수집, 소스코드의 정적 분석, 소프트웨어의 동적 분석의 결과로 검출되는 취약점을 바탕으로 실제 소프트웨어의 취약점 공격이 가능한 행위를 정의할 수 있도록 한 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템에 관한 것이다.
최근에 발생하고 있는 보안 취약점을 이용한 보안 문제들의 대부분은 소프트웨어 취약성(software vulnerability) 때문이다. 소프트웨어에 존재하는 보안 취약성은 개발자의 실수에 의해 발생한다.
보안 취약성은 소프트웨어 분야의 근본적인 문제점으로부터 파생되어 보안 사고를 발생시킬 수 있는 여지가 있는 성질로서, 해커가 보안 취약성을 악용하면, 그것이 보안 취약점으로 구체화되어 보안 사고의 원인이 된다.
다른 측면에서의 보안 취약점은 그 배경에 소프트웨어의 근본적인 문제점 등이 있는 것은 아니고, 소프트웨어 개발자의 실수 등에 의해 발생하는 개개의 소프트웨어 상의 보안 문제점이다.
소프트웨어 취약점 분석은 대부분 소스 코드를 구할 수 없는 환경에서 수행되며, 이에 따라 실행파일만으로도 수행 가능한 블랙박스 테스트 형태의 방식으로 수행된다. 여기서 블랙박스 테스트란 소프트웨어 자체를 내부의 동작을 관찰할 수 없는 블랙박스로 가정하고, 소프트웨어의 입출력 값에 기반하여 분석을 수행하는 테스트 방식이다.
소프트웨어가 침해될 수 있는지 판단하기 위해서, 소프트웨어의 소스코드에 대한 정적인 분석과 소프트웨어의 동작 시 메모리, 레지스터 등에 대한 동적인 분석을 통해서 취약점을 검출해내고, 이러한 취약점을 바탕으로 공격을 수행하여 소프트웨어가 침해될 수 있는지를 판단하고 있다.
이러한 방법으로는 크게 정보수집, 정적분석, 동적 분석의 3가지로 구분이 된다.
첫 번째로 크롤링(crawling)과 같이 소프트웨어에 대한 정보를 수집하고, 소프트웨어가 운영되는 환경에 대한 취약성을 예측한다.
두 번째로 심볼릭 오디팅(symbolic auditing)과 같이 소프트웨어의 소스코드를 분석하여, 취약한 것으로 알려진 소스코드가 포함되어있는지를 검사하거나, 소스코드가 정상처리 절차를 거치지 않는 흐름이 있는지 검사하여 악용 가능한 부분이 있는지와 같은 방식으로 취약성을 검사한다.
세 번째로 퍼징(Fuzzing), 테인트(Taint)와 같이 소프트웨어를 실행하여, 실행 중 입력 가능한 여러 값을 입력해보거나, 입력한 값들이 소프트웨어에 어떤 영향을 주는지 메모리, 레지스터 등의 반응을 검사하여 악용 가능한 부분이 있는지와 같은 방식으로 취약성을 검사한다.
소프트웨어의 취약성을 검사 및 분석하기 위한 종래기술이 하기의 <특허문헌 1 > 내지 <특허문헌 2> 에 개시되었다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 소프트웨어 취약점 점검을 수행할 소프트웨어의 기능을 선택하는 대상 기능 선택 모듈; 제1파일 및 선택된 기능을 포함하지 않는 제2파일을 생성하는 비교 파일 생성 모듈; 제1파일 및 제2파일의 바이너리 값을 비교하여 변경 또는 추가된 바이너리 패턴을 검색하는 바이너리 패턴 비교 모듈; 상기 검색된 바이너리 패턴에 기반하여 하나 이상의 테스트 케이스를 생성하는 테스트 케이스 생성 모듈; 및 상기 하나 이상의 테스트 케이스에 기반하여 취약점 점검을 수행하고 취약점 점검 결과를 생성하는 취약점 검증 모듈로 구성된다.
이렇게 구성된 종래기술은 소프트웨어의 기능에 따라 변경 또는 추가되는 부분에 집중적으로 퍼징을 수행함으로써, 소프트웨어의 각각 기능별 취약점을 찾을 수 있을 뿐만 아니라 퍼징의 효율성도 증가시킬 수 있다.
<특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 소프트웨어의 개발 단계에서 소스 코드를 작성 시 취약점이 될 수 있는 취약점들을 룰(rule)로 정의하고 입력되는 소스를 분석하여 상기 정의된 룰과 소스를 비교/검증하여 보안상의 취약성을 발견되면 상기 보안상의 취약점을 실시간으로 탐지하여 해결방안을 제공한다.
이러한 종래기술에 따르면 프로그램 개발 단계에서 보안상의 취약한 문제를 사전에 방지함으로써 프로그램 실행 이후에 발생하는 보안 사고를 감소시켜 보안 방지에 소요되는 시간 및 비용을 절감한다.
<특허문헌 1> 대한민국 공개특허 10-2009-0044656호(2009.05.07. 공개)
<특허문헌 2> 대한민국 등록특허 10-0653122호(2006.11.27. 등록)
상기와 같은 종래의 일반적인 소프트웨어 취약점 분석기법은 소프트웨어의 악용 가능성에 대해서 기초적인 데이터를 검사하는 수준에서 머무르는 것이므로, 예측되는 취약성이 어떻게 동작하여 소프트웨어에 어떤 영향을 줄 것인지 절차적인 설명을 하지 못할 뿐만 아니라, 검출된 취약점을 전문지식을 가진 사람이 경험을 통하여 검증하여야 하는 제한적인 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 현재 소프트웨어 취약점을 분석하기 위해 사용되는 정보수집, 소스코드의 정적 분석, 소프트웨어의 동적 분석의 결과로 검출되는 취약점을 바탕으로 실제 소프트웨어의 취약점 공격이 가능한 행위를 정의할 수 있도록 한 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 소프트웨어의 취약 정보를 공격행위 절차로 만들어 제공함으로써, 취약점이 어떻게 악용되는 것인지 분석하기가 용이함을 제공하고, 아울러 공격행위 절차를 기반으로 대상 소프트웨어의 취약점을 증명하기 위한 기반을 제공하는 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템은 소프트웨어 실행관련 정보 수집과, 소스코드 분기 흐름 적합성 분석 및 소스코드 약점 정적 분석을 통해 획득한 소프트웨어 취약점 정보를 기반으로 소프트웨어가 구동되는데 필요한 환경과 취약점이 악용될 수 있는 환경을 비교하여 소프트웨어가 실제 운영될 경우 취약점이 활성화되는지를 분석하는 취약점 발현환경 분석엔진;
상기 소스코드 분기 흐름 적합성 분석과, 소스코드 약점 정적 분석 및 소프트웨어 실행시 가능 입력 값 분석과, 소프트웨어 실행시 입력 값에 따른 영향 분석을 통해 획득한 소프트웨어 취약점 정보를 기반으로 소프트웨어 흐름 상 알려진 공격행위로 이어지거나 검출된 다른 취약점과 이어져 연속된 행위로 정의될 수 있는지 분석하는 취약점 공격 흐름 분석엔진; 및
상기 취약점 발현환경 분석엔진과 취약점 공격 흐름 분석엔진을 통해 각각 분석된 결과를 기초로 취약점이 악용될 수 있는 흐름에 대하여 발현될 수 있는 취약점의 포함 여부와 공격 기술을 판단하여 침해 시나리오를 구축하는 시나리오 구축엔진; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 취약점 발현환경 분석엔진은 상기 획득한 소프트웨어 취약점을 기초로 프로그램 설치환경을 운영체제, 컴파일러, 관련 라이브러리를 포함하는 사전 기준에 따라 구분하고 취약점 발현환경과 호환성을 가지도록 재정의하는 소프트웨어 실행환경 분석 모듈; 상기 소프트웨어 취약점에 대한 정보 중 발생환경에 대한 목록에서 사전 설정한 관리 영역을 추출하여 프로그램 설치환경과 호환성을 가지는 사전기준으로 정의하는 취약점 발현환경 분석 모듈; 상기 소프트웨어 실행환경 분석모듈과 상기 취약점 발현환경 분석모듈에서 각각 획득한 분석 결과를 교차 질의를 통해 검증하며, 사전 분석 결과 및 최종 분석 결과를 취약점 관련 데이터베이스에 반영하고, 학습 알고리즘을 통해 최신 환경에 대한 비중이 높아지도록 관리하는 취약점 코드클론 분석 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 취약점 공격 흐름 분석엔진은 상기 소스코드 약점 정적분석에 의해 정의된 취약점 데이터베이스의 취약점에 따른 공격행위 트리를 통해 취약점과 연관된 공격행위를 각각의 흐름으로 목록화하는 취약점 연관 공격행위 분석모듈; 상기 소스코드 분기 흐름 적합성 분석의 수행결과인 소스코드 흐름 트리와 소프트웨어 실행 시 기능 입력 값에 따른 영향분석의 수행결과인 입력 값 영향의 흐름 트리를 기반으로, 소프트웨어 실행 시 입력 값 분석에서 정의되는 취약점에 대한 특징이 연속하여 나타나는지를 분석하여 연계된 공격행위를 각각의 흐름으로 목록화하는 취약점 연관 소프트웨어 구조분석모듈; 상기 취약점 연관 공격행위 분석모듈과 취약점 연관 소프트웨어 구조분석모듈의 결과 목록들을 기준으로 하여 이들의 흐름 목록에서 교차되는 항목들을 검토하여 가능 공격행위 흐름을 병합하여 재구성하는 취약점 연계흐름 정의모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 시나리오 구축 엔진은 상기 취약점 발현환경 분석엔진과 상기 취약점 공격 흐름 분석엔진의 분석 결과를 기반으로 도출된 공격행위들의 목록에 발현될 것으로 분석되는 취약점을 적용하여 실제 발생하는 공격행위들의 목록을 추출하여 침해 시나리오를 구축하는 침해 시나리오 구축모듈; 상기 침해 시나리오 구축모듈에서 구축한 침해 시나리오와 상기 소스코드 약점 정적분석의 데이터베이스를 기반으로 실제 발생할 것으로 평가되는 공격행위들에 적용될 수 있는 기술제약조건을 검토하여 최종적인 시나리오로 구조화하는 공격행위 기술제약조건 검토모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 운영환경과 취약점들 간의 관계, 악용될 수 있는 행위를 모두 포함한 공격행위를 절차로 정의하여 악용 가능성을 검증함으로써 단일 취약점으로 드러나지 않는 문제점이나, 취약점과 공격에 대한 기반지식이 부족할 경우 소프트웨어의 개별 취약점에 대해서 검증하기 어려운 점을 소스코드를 기반으로 검출해내고 정의할 수 있어, 소프트웨어 개발 프로젝트에서 소프트웨어의 취약성에 대한 안전성을 실제 공격자의 관점에서 제공해줄 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템의 개략 구성도,
도 2는 도 1의 기본 소프트웨어 취약점 분석엔진의 실시 예 구성도,
도 3은 도 1의 취약점 발현환경 분석엔진의 실시 예 구성도,
도 4는 도 1의 취약점 공격 흐름 분석엔진의 실시 예 구성도,
도 5는 도 1의 시나리오 구축 엔진의 실시 예 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소스코드 기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소스코드 기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템의 개략 구성도이다.
본 발명에 따른 소스코드 기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템은 기본 소프트웨어 취약점 분석엔진(10), 취약점 발현환경 분석엔진(20), 취약점 공격흐름 분석엔진(30) 및 시나리오 구축엔진(40)을 포함한다.
기본 소프트웨어 취약점 분석엔진(10)은 소프트웨어 실행관련 정보를 수집하는 크롤링 엔진(11), 소스코드 분기 흐름 적합성을 분석하는 심볼릭 엔진(12), 소스코드 약점 정적 분석을 하는 오디팅 엔진(13), 소프트웨어 실행시 가능 입력 값 분석을 분석하는 퍼징 엔진(14), 소프트웨어 실행시 입력 값에 따른 영향을 분석하는 테인트 엔진(15)을 포함하고, 소프트웨어 취약점을 분석한다.
취약점 발현환경 분석엔진(20)은 상기 기본 소프트웨어 취약점 분석엔진(10)에서 각각의 분석을 통해 획득한 소프트웨어 취약점 분석 정보를 기반으로 소프트웨어가 구동되는데 필요한 환경과 취약점이 악용될 수 있는 환경을 비교하여 소프트웨어가 실제 운영될 경우 취약점이 활성화되는지를 분석하는 역할을 한다.
취약점 공격 흐름 분석엔진(30)은 상기 소프트웨어 취약점 분석정보를 기반으로 소프트웨어 흐름상 알려진 공격행위로 이어지거나 검출된 다른 취약점과 이어져 연속된 행위로 정의될 수 있는지 분석하는 역할을 한다.
시나리오 구축 엔진(40)은 상기 취약점 발현환경 분석엔진(20)과 취약점 공격 흐름 분석엔진(30)을 통해 각각 분석된 결과를 기초로 취약점이 악용될 수 있는 흐름에 대하여 발현될 수 있는 취약점의 포함 여부와 공격 기술을 판단하여 침해 시나리오를 구축하는 역할을 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 소스코드 기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 기본 소프트웨어 취약점 분석엔진(10)은 일반적인 소프트웨어 취약점 분석을 위해 제안된 클로링 엔진(11), 심볼릭 엔진(12), 오디팅 엔진(13), 퍼징 엔진(14) 및 테인트 엔진(15)을 이용하여 소프트웨어 취약점을 분석하고, 그 분석 결과를 취약점 발현환경 분석엔진(20) 및 취약점 공격 흐름 분석엔진(30)에 제공해준다.
예컨대, 도 2에 도시한 바와 같이, 크롤링 엔진(11)은 소프트웨어 실행관련 정보를 수집하게 되고, 심볼릭 엔진(12)은 상기 크롤링 엔진(11)에서 수집한 정보를 기반으로 소스코드 분기 흐름의 적합성을 분석하고, 그 분석 결과를 데이터베이스화한다. 아울러 오디팅 엔진(13)은 상기 크롤링 엔진(11)에서 수집한 정보를 기반으로 소스코드의 약점을 정적 분석하고, 그 결과를 데이터베이스화한다. 아울러 퍼징 엔진(14)은 소프트웨어 실행시 가능 입력 값 분석을 분석하고, 그 결과를 데이터베이스화하며, 테인트 엔진(15)은 소프트웨어 실행시 입력 값에 따른 영향을 분석하여 그 결과를 데이터베이스화한다. 여기서 크롤링 엔진, 신볼릴 엔진, 오디팅 엔진, 퍼징 엔진 및 테인트 엔진은 소프트웨어 취약점을 분석하기 위해 이미 알려진 기술 내용이므로, 각각의 분석기법에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 기본 소프트웨어 취약점 분석이 이루어지면, 취약점 발현환경 분석엔진(20)은 상기 기본 소프트웨어 취약점 분석엔진(10)에서 각각의 분석을 통해 획득한 소프트웨어 취약점 분석 정보 중 소프트웨어 실행관련 정보, 소스코드 분기 흐름 적합성 분석정보 및 소스코드 약점에 대한 정적분석결과를 기반으로 소프트웨어가 구동되는데 필요한 환경과 취약점이 악용될 수 있는 환경을 비교하여 소프트웨어가 실제 운영될 경우 취약점이 활성화되는지를 분석한다. 예컨대, 취약점으로 알려진 소스가 실제 환경에서 어떻게 동작할 것인지를 분석하게 되는 것이다.
이를 위해, 도 3에 도시한 바와 같이, 소프트웨어 실행환경 분석모듈(21)에서 상기 기본 소프트웨어 취약점 분석엔진(10)에서 획득한 소프트웨어 실행관련 정보수집을 통해 수집한 프로그램 설치환경을 운영체제, 컴파일러, 관련 라이브러리 등 사전 기준에 따라 구분하고 취약점 발현환경과 호환성을 가지도록 재정의한다.
아울러 취약점 발현환경 분석모듈(22)은 상기 소프트웨어 취약점 정보 중 오디팅 엔진(13)에 의해 데이터베이스화되어 정의되어있는 기존 취약점에 대한 정보 중 발생환경에 대한 목록에서 사전 설정한 관리 영역을 추출하여 프로그램 설치환경과 호환성을 가지는 사전기준으로 정의한다.
이렇게 구조화된 환경 즉, 상기 소프트웨어 실행환경 분석모듈(21)과 상기 취약점 발현환경 분석모듈(22)에서 각각 정의된 분석 결과를 교차 질의를 통해 검증한다. 아울러 사전 분석 결과 및 최종 분석 결과를 취약점 관련 데이터베이스에 반영하고, 학습 알고리즘을 통해 최신 환경에 대한 비중이 높아지도록 관리한다.
예컨대, 취약점 발현환경 분석모듈(20)은 검출되었던 개별 취약점이 발생하는 경우에 대한 환경명세를 작성한다.
다음으로, 취약점 공격 흐름 분석엔진(30)은 취약점이나 취약점에 따라 나타날 수 있는 공격행위들이 어떤 연관성을 갖고 있는지를 검사한다.
예컨대, 소스코드 분기 흐름 적합성 분석, 소스코드 약점 정적분석, 소프트웨어 실행 시 기능 입력 값 분석, 소프트웨어 실행 시 입력 값에 따른 영향분석의 결과 트리 구조 분석과 취약점 연관 공격행위를 분석하여 공격행위를 절차로 정의한다.
이를 위해, 도 4에 도시한 바와 같이, 취약점 연관 공격행위 분석모듈(31)은 상기 소스코드 약점 정적분석에 의해 정의된 취약점 데이터베이스의 취약점에 따른 공격행위 트리를 통해 취약점과 연관된 공격행위를 각각의 흐름으로 목록화한다.
아울러 취약점 연관 소프트웨어 구조 분석모듈(32)은 소스코드 분기 흐름 적합성 분석의 수행결과인 소스코드 흐름 트리와 소프트웨어 실행 시 기능 입력 값에 따른 영향분석의 수행결과인 입력 값 영향의 흐름 트리를 기반으로, 소프트웨어 실행 시 입력 값 분석에서 정의되는 취약점에 대한 특징이 연속하여 나타나는지를 분석하여 연계된 공격행위를 각각의 흐름으로 목록화한다.
이어, 취약점 연계 흐름 정의모듈(33)은 상기 취약점 연관 공격행위 분석모듈(31)과, 취약점 연관 소프트웨어 구조분석모듈(32)의 결과 목록들을 기준으로 하여, 이들의 흐름 목록에서 교차하는 항목들을 검토하여 가능 공격행위 흐름을 병합하여 재구성한다.
마지막으로, 시나리오 구축 엔진(40)은 소프트웨어가 공격당하는 흐름이 공격자의 입장에서 유효한지 판단한다.
이를 위해, 도 5에 도시한 바와 같이, 침해 시나리오 구축모듈(41)에서 상기 취약점 발현환경 분석엔진(20)과 상기 취약점 공격 흐름 분석엔진(30)의 분석 결과를 기반으로 도출된 공격행위들의 목록에 발현될 것으로 분석되는 취약점을 적용하여 실제 발생하는 공격행위들의 목록을 추출하여 침해 시나리오를 구축한다.
아울러 공격행위 기술제약조건 검토모듈(42)은 상기 소스코드 약점 정적분석의 데이터베이스를 기반으로 상기 침해 시나리오 구축모듈(41)에서 구축한 침해 시나리오가 실제 발생할 것으로 평가되는 공격행위들에 적용될 수 있는 기술제약조건을 검토하여, 실제 발생할 것으로 평가되는 공격행위에 대해서만 최종적인 시나리오로 구조화한다.
이렇게 구조화된 결과 중 검증된 취약점을 악용할 수 있는 공격행위 절차는 그 자체로서 취약점의 악용 여부를 검증할 수 있으며, 구조화된 결과는 공격행위의 실제 검증에 대한 기반 데이터로 활용될 수 있다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Claims (4)
- 소스코드 기반으로 소프트웨어 취약점을 공격하는 행위를 분석하는 시스템으로서,소프트웨어 실행관련 정보 수집과, 소스코드 분기 흐름 적합성 분석 및 소스코드 약점 정적 분석을 통해 획득한 소프트웨어 취약점 정보를 기반으로 소프트웨어가 구동되는데 필요한 환경과 취약점이 악용될 수 있는 환경을 비교하여 소프트웨어가 실제 운영될 경우 취약점이 활성화되는지를 분석하는 취약점 발현환경 분석엔진;상기 소스코드 분기 흐름 적합성 분석과, 소스코드 약점 정적 분석 및 소프트웨어 실행시 가능 입력 값 분석과, 소프트웨어 실행시 입력 값에 따른 영향 분석을 통해 획득한 소프트웨어 취약점 정보를 기반으로 소프트웨어 흐름 상 알려진 공격행위로 이어지거나 검출된 다른 취약점과 이어져 연속된 행위로 정의될 수 있는지 분석하는 취약점 공격 흐름 분석엔진; 및상기 취약점 발현환경 분석엔진과 취약점 공격 흐름 분석엔진을 통해 각각 분석된 결과를 기초로 취약점이 악용될 수 있는 흐름에 대하여 발현될 수 있는 취약점의 포함 여부와 공격 기술을 판단하여 침해 시나리오를 구축하는 시나리오 구축엔진; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 취약점 발현환경 분석엔진은 상기 획득한 소프트웨어 취약점을 기초로 프로그램 설치환경을 운영체제, 컴파일러, 관련 라이브러리를 포함하는 사전 기준에 따라 구분하고 취약점 발현환경과 호환성을 가지도록 재정의하는 소프트웨어 실행환경 분석 모듈;상기 소프트웨어 취약점에 대한 정보 중 발생환경에 대한 목록에서 사전 설정한 관리 영역을 추출하여 프로그램 설치환경과 호환성을 가지는 사전기준으로 정의하는 취약점 발현환경 분석 모듈;상기 소프트웨어 실행환경 분석모듈과 상기 취약점 발현환경 분석모듈에서 각각 획득한 분석 결과를 교차 질의를 통해 검증하며, 사전 분석 결과 및 최종 분석 결과를 취약점 관련 데이터베이스에 반영하고, 학습 알고리즘을 통해 최신 환경에 대한 비중이 높아지도록 관리하는 취약점 코드클론 분석 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템.
- 청구항 1에 있어서,상기 취약점 공격 흐름 분석엔진은 상기 소스코드 약점 정적분석에 의해 정의된 취약점 데이터베이스의 취약점에 따른 공격행위 트리를 통해 취약점과 연관된 공격행위를 각각의 흐름으로 목록화 하는 취약점 연관 공격행위 분석모듈;상기 소스코드 분기 흐름 적합성 분석의 수행결과인 소스코드 흐름 트리와 소프트웨어 실행 시 기능 입력 값에 따른 영향분석의 수행결과인 입력 값 영향의 흐름 트리를 기반으로, 소프트웨어 실행 시 입력 값 분석에서 정의되는 취약점에 대한 특징이 연속하여 나타나는지를 분석하여 연계된 공격행위를 각각의 흐름으로 목록화 하는 취약점 연관 소프트웨어 구조분석모듈;상기 취약점 연관 공격행위 분석모듈과, 취약점 연관 소프트웨어 구조분석모듈의 결과 목록들을 기준으로 하여 이들의 흐름 목록에서 교차되는 항목들을 검토하여 가능 공격행위 흐름을 병합하여 재구성하는 취약점 연계흐름 정의모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템.
- 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 시나리오 구축 엔진은 취약점 발현환경 분석엔진과 취약점 공격 흐름 분석엔진의 분석 결과를 기반으로 도출된 공격행위들의 목록에 발현될 것으로 분석되는 취약점을 적용하여 실제 발생하는 공격행위들의 목록을 추출하여 침해 시나리오를 구축하는 침해 시나리오 구축모듈;상기 침해 시나리오 구축모듈에서 구축한 침해 시나리오와 상기 소스코드 약점 정적분석의 데이터베이스를 기반으로 실제 발생할 것으로 평가되는 공격행위들에 적용될 수 있는 기술제약조건을 검토하여 최종적인 시나리오로 구조화하는 공격행위 기술제약조건 검토모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 소스코드기반 소프트웨어 취약점 공격행위 분석시스템.
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