ارزیابی تاب‌آوری برنامه کاربردی وب در برابر حملات منع‌خدمت سیلابی در لایه کسب و کار

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 مجتمع فناوری اطلاعات، ارتباطات و امنیت - دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 دانشکده مهندسی کامپیوتر - دانشگاه صنعتی امیرکبیر

چکیده

طبق گزارش IMPERVA حملات منعقد در لایه کاربرد، حدود 60 درصد از کل حملات منع خدمت را تشکیل می‌دهند. امروزه حملات به لایه کسب و کار منتقل شده‌اند. ابزارهای تحلیل آسیب‌پذیری قادر به شناسایی آسیب‌پذیری‌های لایه کسب وکار (آسیب‌پذیری‌های مربوط به منطق) برنامه‌کاربردی وب نیستند. در این تحقیق راهکار جعبه سیاه برای شناسایی آسیب‌پذیری لایه کسب و کار برنامه‌کاربردی وب در مقابل حملات منع‌خدمت سیلابی را با نام BLDAST پیشنهاد می‌دهیم. هدف BLDAST ارزیابی تاب‌آوری برنامه‌کاربردی وب در برابر حملات منع‌خدمت سیلابی در لایه کسب وکار است. BLDAST ابتدا فرایندهای کسب و کار برنامه را استخراج می‌نماید سپس فرایندهای کسب و کار سنگین را انتخاب می‌کند و در نهایت، سناریوی آزمون منع‌خدمت لایه کسب و کار را اجرا می‌کند. آزمایش‌ها بر روی چهار برنامه‌کاربردی معروف نشان داد، BLDAST قادر است آسیب‌پذیری‌های لایه کسب و کار این برنامه‌ها را شناسایی کند. علاوه بر این نشان دادیم که مهاجم در حملات لایه کسب و کار می‌تواند با مصرف تنها یک در صد از منابع خود در قیاس با حملات لایه‌های دیگر، سیستم هدف را شکست دهد. بنابراین حملات لایه کسب وکار بسیار خطرناک هستند که BLDAST قادر به شناسایی آسیب‌پذیری برنامه‌های‌کاربردی در برابر این حملات است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing of Web Application Resiliency against Flooding DoS Attacks in the Business Layer

نویسندگان [English]

  • M. Alidoosti 1
  • A. Nowroozi 1
  • A. Nickabadi 2
1 Faculty of ICT, Malek-Ashtar university of technology, Tehran, Iran
2 Faculty of Computer Engineering, Amirkabir University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

According to IMPERVA report, application layer DoS attacks have involved about 60 percent of total DoS attacks. Today, attacks have been transferred to the business layer. Web application vulnerability scanners cannot detect business logic vulnerabilities (vulnerabilities related to logic). This paper presents BLDAST, A dynamic and black-box vulnerability analysis approach that identify business logic vulnerabilities of a web application against flooding DoS attacks. BLDAST assesses web application resiliency against flooding DoS attacks in the business layer. BLDAST first extracts business logic processes of a web application. Business logic processes with high overload are selected and finally, based on selected processes, BLDAST runs business layer DoS test scenarios. The evaluation conducted on four well-known open source web applications shows that BLDAST is able to detect business logic vulnerabilities. In addition, we show that an attacker in business logic attacks can exhaust target by consuming only one percent of his resources in comparison to other layers attacks. Therefore, business logic attacks are very dangerous and BLDAST is able to identify vulnerable web applications against these attacks.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Black-box testing
  • Business layer
  • Business logic process
  • DoS test Scenario
[1] میترا علیدوستی و علیرضا نوروزی، «روش آزمون امنیتی پویای لایه کسب و کار برنامه کاربردی وب برای شناسایی آسیب پذیری برنامه کاربردی وب در برابر حملات منع خدمت سیلابی،» کنفرانس بین المللی انجمن رمز ایران، چهارده، 1-7، دانشگاه شیراز، 96
[2] ITRC, Identity Theft Resource Center Breach Report Hits Record High in 2015, 2015, http://www.idtheftcenter.org/ITRC-Surveys-Studies/2015databreaches.html.
[3] G. Pellegrino and D. Balzarotti. "Toward black-box detection of logic flaws in web applications," Network and Distributed System Security Symposium, pp.23-26, February 2014.
[4] D. Balzarotti, M. Cova, V. V. Felmetsger and G. Vigna, "Multi-module vulnerability analysis of web-based applications," Computer and communications security, 2007.
[5] A. Doupé, B. Boe, C. Kruegel and G. Vigna, "Fear the ear: discovering and mitigating execution after redirect vulnerabilities," Computer and communications security, pp.251–262, 2011.
[6] L. Cavedon, G. Vigna, V. Felmetsger, L. Cavedon and C. Kruegel, "Toward automated detection of logic vulnerabilities in web applications," USENIX Security Symposium, pp.143–160, 2010.
[7] A. Wang, A. Mohaisen, W. Chang and S. Chen, "Capturing DDoS attack dynamics behind the scenes," Detection of Intrusions and Malware, and Vulnerability Assessment, pp. 205–215, 2015.
[8] D. Holmes, The F5 DDoS Protection Reference, 2013, https://f5.com/Portals/1/Cache/Pdfs/2421/mitigating-ddos-attacks-with-f5-technology-.pdf.
[9] E. Chai, Business Logic Attacks – Bots and BATs, 2009, https://www.owasp.org/images/6/6a/BNL09_OWASP_Benelux_2009,_Business_Logic_Attacks_-_v2.pptx.
[10] Web Application Security Consortium, WASC threat classification, 2010, http://projects.webappsec.org/w/page/13246978/Threat Classification.
[11] X. Li and Y. Xue, "BLOCK: a black-box approach for detection of state violation attacks towards web applications," Annual Computer Security Applications, pp.247–256, 2011.
[12] M. Cova, D. Balzarotti, V. Felmetsger, and G. Vigna, "Swaddler: an approach for the anomaly-based detection ofstate violations in web applications,"Recent Advances in Intrusion Detection, pp.63–86, 2007.
[13] X. Li, W. Yan, and Y. Xue, “SENTINEL: securing database from logic flaws in web applications,” Data and Application Security and Privacy, pp. 25–36, 2012.
[14] محیا ارومیه و نگین دانش‌پور، «مدلی سه لایه در طراحی سطح منطقی پایگاه داده تحلیلی،» مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 47، شماره 2، صفحات 371-380، 1396.
[15] سیامک عبداله‌زاده، محمدلی بالافر و لیلی محمدخانلی، «استفاده از خوشه‌بندی و مدل مارکوف جهت پیش‌بینی درخواست آتی کاربر در وب،» مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز، جلد 45، شماره 3، صفحات 89-96، 1394.
[16] A. Doupé, L. Cavedon, C. Kruegel and G. Vigna, "Enemy of the state: a state-aware black-box web vulnerability scanner,"USENIX Security Symposium, vol.15, no.2, pp.173-180, 2013.
[17] S. Ranjan, "DDoS-Resilient scheduling to counter application layer attacks under imperfect detection," Communications Society, 2006.
[18] C. Cadar, V. Ganesh, P. M. Pawlowski, D. L. Dill and D. R. Engler, "EXE: automatically generating inputs of death," Information and System Security, vol.12, no.2, pp. 10-24, 2008.
[19] R. Chang, G. Jiang, F. Ivančić, S. Sankaranarayanan, and V. Shmatikov. "Inputs of coma: Static detection of denial-of-service vulnerabilities," Computer Security Foundations Symposium, pp.186–199,2009.
[20] A. Gupta, T. A. Henzinger, R. Majumdar, A. Rybalchenko, and R.-G. Xu, "Proving non-termination,"ACM Sigplan Notices, vol.43, no.1, pp.147-158, 2008.
[21] J. Burnim, N. Jalbert, C. Stergiou, and K. Sen, "Looper: lightweight detection of infinite loops at runtime," Automated Software Engineering, pp.161-169, 2009.
[22] J. Burnim, S. Juvekar, and K. Sen, "WISE: automated test generation for worst-case complexity Software Engineering, pp.463–473, 2009.
[23] O. Olivo, I. Dillig, and C. Lin, "Detecting and exploiting second order denial-of-service vulnerabilities in web applications," Computer and Communications Security, pp. 616–628, 2015.
[24] S. Son and V. Shmatikov, "SAFERPHP: finding semantic vulnerabilities in PHP applications," Programming Languages and Analysis for Security, 2011,
[25] X. Li, and Y. Xue, "A survey on server-side approaches to securing web applications," Computing Surveys, vol 46, no.4, 2014.
[26] G. Stergiopoulos, B. Tsoumas, and D. Gritzalis, "On business logic vulnerabilities hunting: the APP_LogGIC framework," Network and System Security, pp. 236–249, 2013.
[27] OWASP, Business Logic Security Cheat Sheet, https://www.owasp.org/index.php/Business_Logic_Security_Cheat_Sheet.
[28] P. K. Ray, Integrated Management from E-business Perspective: Concepts, Architectures and Methodologies, Springer Science & Business Media, 2012.
[29] A. Avizienis, J.-C. Laprie, B. Randell, and C. Landwehr, "Basic concepts and taxonomy of dependable and secure computing," dependable and secure computing, vol. 1, no.1, pp.11-33, 2004.
[30] William Stallings, Computer Data and Computer Communications Eighth Edition, Prentice Hall, 2011.
[31] S. T. Zargar, J. Joshi, and D. Tipper, "A survey of defense mechanisms against distributed denial of service (DDOS) flooding attacks," Communications Surveys and Tutorials, vol.15, no.4, pp.2046-2069, 2013.