[論文レビュー] Danger is My Middle Name: Experimenting with SSL Vulnerabilities in Android Apps

Lucky Onwuzurike, Emiliano De Cristofaro|arXiv (Cornell University)|May 4, 2015

Advanced Malware Detection Techniques参考文献 9被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、高いダウンロード数を持つ100の代表的なAndroidアプリにおけるSSL脆弱性を調査し、静的および動的解析を組み合わせて、広範な不正な実装を明らかにした。本研究では、32%のアプリがすべての証明書およびホスト名を受け入れており、4%のアプリが暗号化されていない状態で機密情報を送信していることが判明した。また、悪意ある証明書がインストールされた状態では、最大91%のアプリが中間者攻撃（MITM）に対して脆弱であることが示された。

ABSTRACT

This paper presents a measurement study of information leakage and SSL vulnerabilities in popular Android apps. We perform static and dynamic analysis on 100 apps, downloaded at least 10M times, that request full network access. Our experiments show that, although prior work has drawn a lot of attention to SSL implementations on mobile platforms, several popular apps (32/100) accept all certificates and all hostnames, and four actually transmit sensitive data unencrypted. We set up an experimental testbed simulating man-in-the-middle attacks and find that many apps (up to 91% when the adversary has a certificate installed on the victim's device) are vulnerable, allowing the attacker to access sensitive information, including credentials, files, personal details, and credit card numbers. Finally, we provide a few recommendations to app developers and highlight several open research problems.

研究の動機と目的

• ダウンロード数が多く、多数のユーザーを擁するAndroidアプリケーションにおけるSSL関連のセキュリティ脆弱性を特定および測定すること。
• 証明書ピンニングの回避やホスト名検証の失敗を含む、不正なSSL/TLS実装の広がりを評価すること。
• 制御された実験環境を用いて、これらのアプリケーションに対する中間者（MITM）攻撃の実際のリスクを評価すること。
• 開発者向けの実行可能な推奨事項を提示するとともに、モバイルセキュリティ分野における未解決の研究課題を浮き彫りにすること。

提案手法

• 1000万ダウンロード以上で、ネットワークアクセス権限を有するAndroidアプリを抽出した。
• 静的解析を実施し、ソースコードおよびライブラリ内の不正なSSL/TLS設定を特定した。
• 悪意あるCA（認証局）を用いた中間者攻撃をエミュレートするカスタムテストベッドを用いて動的解析を実施した。
• ネットワークトラフィックを監視し、暗号化されていないデータ送信および証明書受容行動を特定した。
• デフォルトのデバイス信頼ストアと、悪意ある証明書が事前にインストールされた状態の2通りの条件下でアプリの挙動を評価した。
• 自動化されたインストルメンテーションとトラフィック監視を用いて、機密データの露出および信頼違反をログ記録した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高ダウンロード数の代表的なAndroidアプリにおいて、不正なSSL/TLS実装はどれほど広がっているか？
• RQ2 どの程度のアプリがサーバー証明書やホスト名の検証に失敗し、中間者攻撃の表面積が拡大しているか？
• RQ3 デバイスに悪意ある証明書がインストールされた場合、資格情報や機密情報の漏洩の実際のリスクはどの程度か？
• RQ4 異なるアプリ設定および信頼設定は、中間者攻撃に対する脆弱性にどのように影響するか？
• RQ5 生産環境のAndroidアプリで不正な通信を引き起こす主な実装上の欠陥は何か？

主な発見

• 分析対象の100アプリのうち32アプリ（32%）が、すべての証明書およびホスト名を受け入れており、重大な信頼検証バイパスが確認された。
• 4アプリ（4%）が、資格情報やクレジットカード番号などの機密情報を、暗号化されていない接続経由で平文で送信していた。
• 悪意ある証明書がデバイスに事前にインストールされた状態では、分析対象アプリの最大91%が中間者攻撃に対して脆弱であった。
• 多くのアプリが証明書ピンニングを実装しておらず、不正な信頼マネージャーに依存していたため、ネットワーク攻撃への暴露リスクが高まっていた。
• デフォルトのSSLソケットファクトリーやホスト名検証の無効化といった一般的なセキュリティ実践が、依然として広く採用されていることが判明した。
• 本研究の結果は、理論的なセキュリティベストプラクティスと、実際の生産環境におけるAndroidアプリの実装との間にある深刻なギャップを浮き彫りにした。