Google系統(tǒng)架構(gòu)解密：構(gòu)建安全可靠的系統(tǒng)

推薦序一　xvii
推薦序二　xix
對(duì)本書的贊譽(yù)　xxi
序一　xxiii
序二　xxv
前言　xxvii
第 一部分　入門資料
第 1章　安全性與可靠性的交集　3
1．1　從密碼和電鉆談起　3
1．2　可靠性與安全性：設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)　4
1．3　機(jī)密性、完整性、可用性　5
1．3．1　機(jī)密性　5
1．3．2　完整性　5
1．3．3　可用性　6
1．4　可靠性與安全性：共性　6
1．4．1　隱形　6
1．4．2　評(píng)估　7
1．4．3　簡(jiǎn)潔性　7
1．4．4　演變　7
1．4．5　彈性　8
1．4．6　從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)　9
1．4．7　調(diào)查系統(tǒng)和日志　9
1．4．8　危機(jī)響應(yīng)　9
1．4．9　恢復(fù)　10
1．5　小結(jié)　10
第 2章　了解攻擊者　11
2．1　攻擊者動(dòng)機(jī)　12
2．2　攻擊者畫像　13
2．2．1　業(yè)余愛好者　13
2．2．2　漏洞研究人員　13
2．2．3　黑客活動(dòng)家　14
2．2．4　犯罪分子　14
2．2．5　自動(dòng)化和人工智能　15
2．2．6　內(nèi)部人員　15
2．3　攻擊者方法論　19
2．3．1　威脅情報(bào)　19
2．3．2　網(wǎng)絡(luò)殺傷鏈　20
2．3．3　TTP　20
2．4　風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估注意事項(xiàng)　21
2．5　小結(jié)　21
第二部分　設(shè)計(jì)系統(tǒng)
第3章　示例分析：安全代理　25
3．1　生產(chǎn)環(huán)境中的安全代理　25
3．2　Google工具代理　27
3．3　小結(jié)29
第4章　設(shè)計(jì)中的權(quán)衡　30
4．1　設(shè)計(jì)目標(biāo)和要求　31
4．1．1　特性需求　31
4．1．2　非功能性需求　31
4．1．3　功能與涌現(xiàn)特性　32
4．1．4　案例：Google的設(shè)計(jì)文檔　33
4．2　需求平衡　34
4．3　處理緊張局勢(shì)和統(tǒng)一目標(biāo)　37
4．3．1　案例：微服務(wù)和Google Web應(yīng)用程序框架　37
4．3．2　統(tǒng)一涌現(xiàn)特性的需求　39
4．4　初始速度和持續(xù)速度　39
4．5　小結(jié)　41
第5章　最小特權(quán)設(shè)計(jì)　42
5．1　概念和術(shù)語(yǔ)　43
5．1．1　最小特權(quán)　43
5．1．2　零信任網(wǎng)絡(luò)　43
5．1．3　零接觸　43
5．2　基于風(fēng)險(xiǎn)的訪問分類　43
5．3　最佳實(shí)踐　44
5．3．1　API功能最小化　45
5．3．2　Breakglass機(jī)制　47
5．3．3　審計(jì)　47
5．3．4　測(cè)試和最小特權(quán)　49
5．3．5　診斷被拒絕的訪問　50
5．3．6　優(yōu)雅失敗和Breakglass機(jī)制　51
5．4　工作案例：配置分發(fā)　51
5．4．1　基于OpenSSH實(shí)現(xiàn)的POSIX API　52
5．4．2　軟件更新API　52
5．4．3　自定義OpenSSH ForceCommand　53
5．4．4　自定義HTTP接收器（邊車）　53
5．4．5　自定義HTTP接收器（內(nèi)置）　53
5．4．6　權(quán)衡取舍　53
5．5　一種用于認(rèn)證和授權(quán)決策的策略框架　54
5．5．1　使用高級(jí)授權(quán)控件　55
5．5．2　投入廣泛使用的授權(quán)框架　55
5．5．3　避免潛在的陷阱　56
5．6　高級(jí)控制　56
5．6．1　MPA　56
5．6．2　3FA　57
5．6．3　業(yè)務(wù)依據(jù)　58
5．6．4　臨時(shí)訪問　59
5．6．5　代理　59
5．7　權(quán)衡和沖突　59
5．7．1　增加了安全復(fù)雜性　60
5．7．2　對(duì)合作商及公司文化的影響　60
5．7．3　影響安全性的質(zhì)量數(shù)據(jù)和系統(tǒng)　60
5．7．4　對(duì)用戶工作效率的影響　60
5．7．5　對(duì)開發(fā)復(fù)雜性的影響　60
5．8　小結(jié)　61
第6章　面向易理解性的設(shè)計(jì)　62
6．1　為什么易理解性很重要　62
6．1．1　系統(tǒng)不變量　63
6．1．2　分析不變量　64
6．1．3　心智模型　65
6．2　設(shè)計(jì)易理解的系統(tǒng)　65
6．2．1　復(fù)雜性與易理解性　65
6．2．2　分解復(fù)雜性　66
6．2．3　集中負(fù)責(zé)安全性和可靠性需求　67
6．3　系統(tǒng)架構(gòu)　67
6．3．1　易于理解的接口規(guī)范　68
6．3．2　易于理解的身份、認(rèn)證和訪問控制　69
6．3．3　安全邊界　74
6．4　軟件設(shè)計(jì)　78
6．4．1　使用應(yīng)用程序框架滿足服務(wù)需求　78
6．4．2　理解復(fù)雜的數(shù)據(jù)流　79
6．4．3　考慮API的可用性　81
6．5　小結(jié)　83
第7章　適應(yīng)變化的設(shè)計(jì)　84
7．1　安全變更的類型　85
7．2　變更中的設(shè)計(jì)　85
7．3　讓發(fā)布更容易的架構(gòu)決策　86
7．3．1　讓依賴項(xiàng)保持最新并頻繁重建86
7．3．2　用自動(dòng)化測(cè)試讓發(fā)布更頻繁86
7．3．3　使用容器　87
7．3．4　使用微服務(wù)　87
7．4　不同的變更：不同的速度與不同的時(shí)間線　89
7．4．1　短期變更：零日漏洞　90
7．4．2　中期變更：改善安全態(tài)勢(shì)　92
7．4．3　長(zhǎng)期變更：外部需求　94
7．5　難點(diǎn)：計(jì)劃調(diào)整　96
7．6　不斷擴(kuò)大的范圍：心臟滴血漏洞　97
7．7　小結(jié)　98
第8章　彈性設(shè)計(jì)　99
8．1　彈性設(shè)計(jì)原則　100
8．2　縱深防御　100
8．2．1　特洛伊木馬　100
8．2．2　Google App Engine分析　102
8．3　控制降級(jí)　104
8．3．1　區(qū)分故障成本　105
8．3．2　部署響應(yīng)機(jī)制　107
8．3．3　負(fù)責(zé)任的自動(dòng)化　109
8．4　控制爆炸半徑　111
8．4．1　角色分離　112
8．4．2　位置分離　113
8．4．3　時(shí)間分離　115
8．5　故障域和冗余　115
8．5．1　故障域　116
8．5．2　組件類型　117
8．5．3　控制冗余　119
8．6　持續(xù)驗(yàn)證　120
8．6．1　驗(yàn)證關(guān)鍵區(qū)域　121
8．6．2　驗(yàn)證實(shí)踐　122
8．7　實(shí)踐建議：著手點(diǎn)　124
8．8　小結(jié)　125
第9章　面向恢復(fù)性的設(shè)計(jì)　127
9．1　要恢復(fù)什么　128
9．1．1　隨機(jī)錯(cuò)誤　128
9．1．2　意外錯(cuò)誤　128
9．1．3　軟件錯(cuò)誤　128
9．1．4　惡意行為　129
9．2　恢復(fù)機(jī)制的設(shè)計(jì)原則　129
9．2．1　面向快速恢復(fù)的設(shè)計(jì)（受政策監(jiān)督）　129
9．2．2　限制對(duì)外部時(shí)間觀念的依賴　132
9．2．3　回滾所代表的安全性和可靠性間的權(quán)衡　133
9．2．4　使用顯式吊銷機(jī)制　139
9．2．5　了解精確到字節(jié)的預(yù)期狀態(tài)　142
9．2．6　面向測(cè)試和持續(xù)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)　145
9．3　緊急訪問　146
9．3．1　訪問控制　147
9．3．2　通信　148
9．3．3　響應(yīng)人員的習(xí)慣　148
9．4　預(yù)期外的收益　149
9．5　小結(jié)　149
第 10章　緩解拒絕服務(wù)攻擊　150
10．1　攻守雙方的策略　150
10．1．1　攻方的策略　151
10．1．2　守方的策略　152
10．2　面向防御的設(shè)計(jì)　152
10．2．1　具有防御能力的架構(gòu)　152
10．2．2　使服務(wù)具備防護(hù)能力　154
10．3　緩解攻擊　154
10．3．1　監(jiān)控與告警　154
10．3．2　優(yōu)雅降級(jí)　155
10．3．3　DoS防護(hù)系統(tǒng)　155
10．3．4　有策略的響應(yīng)　156
10．4　應(yīng)對(duì)源于服務(wù)本身的“攻擊”　157
10．4．1　用戶行為　157
10．4．2　客戶端重試行為　158
10．5　小結(jié)　159
第三部分　實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)
第 11章　案例分析：設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和維護(hù)一個(gè)受信任的公共CA　163
11．1　受信任的公共CA的背景　163
11．2　為什么需要受信任的公共CA　164
11．3　自建還是購(gòu)買CA　165
11．4　設(shè)計(jì)、開發(fā)和維護(hù)過程中的考慮　165
11．4．1　選擇編程語(yǔ)言　166
11．4．2　復(fù)雜與簡(jiǎn)明　166
11．4．3　保護(hù)第三方和開源組件　167
11．4．4　測(cè)試　167
11．4．5　CA密鑰材料的彈性　168
11．4．6　數(shù)據(jù)驗(yàn)證　168
11．5　小結(jié)　169
第 12章　編寫代碼　170
12．1　框架級(jí)安全性和可靠性保證措施　171
12．1．1　使用框架的好處．172
12．1．2　案例：用于創(chuàng)建RPC后端的框架　172
12．2　常見安全漏洞　176
12．2．1　SQL注入漏洞：TrustedSqlString　177
12．2．2　預(yù)防XSS漏洞：SafeHtml　178
12．3　評(píng)估和構(gòu)建框架的經(jīng)驗(yàn)　179
12．3．1　用于常見任務(wù)的簡(jiǎn)單、安全、可靠的庫(kù)　180
12．3．2　部署策略　181
12．4　簡(jiǎn)潔性有助于提升代碼的安全性和可靠性　182
12．4．1　避免多層嵌套　182
12．4．2　消除YAGNI類代碼　183
12．4．3　償還技術(shù)債務(wù)　184
12．4．4　重構(gòu)　184
12．5　默認(rèn)安全性和可靠性　185
12．5．1　選擇合適的工具　185
12．5．2　使用強(qiáng)類型　186
12．5．3　檢查代碼．188
12．6　小結(jié)　189
第 13章　代碼測(cè)試　190
13．1　單元測(cè)試　190
13．1．1　編寫有效的單元測(cè)試　191
13．1．2　編寫單元測(cè)試的時(shí)機(jī)　191
13．1．3　單元測(cè)試對(duì)代碼的影響　192
13．2　集成測(cè)試　193
13．3　動(dòng)態(tài)程序分析　194
13．4　模糊測(cè)試　197
13．4．1　模糊引擎的工作原理　197
13．4．2　編寫有效的模糊測(cè)試驅(qū)動(dòng)程序　200
13．4．3　示例fuzzer　201
13．4．4　持續(xù)模糊測(cè)試　204
13．5　靜態(tài)程序分析　205
13．5．1　自動(dòng)代碼檢查工具　205
13．5．2　如何將靜態(tài)分析集成至開發(fā)工作流中　209
13．5．3　抽象解釋　211
13．5．4　形式化方法　213
13．6　小結(jié)　213
第 14章　部署代碼　214
14．1　概念和術(shù)語(yǔ)　214
14．2　威脅建?！?16
14．3　最佳實(shí)踐　217
14．3．1　強(qiáng)制做代碼審查　217
14．3．2　依賴自動(dòng)化　218
14．3．3　驗(yàn)證工件，而不僅僅是人　218
14．3．4　將配置視為代碼．219
14．4　基于威脅建模做安全加固　220
14．5　高級(jí)緩解策略　222
14．5．1　二進(jìn)制文件來源　222
14．5．2　基于來源的部署策略　224
14．5．3　可驗(yàn)證的構(gòu)建　225
14．5．4　部署阻塞點(diǎn)　230
14．5．5　部署后驗(yàn)證　231
14．6　實(shí)用建議　232
14．6．1　一步步來　232
14．6．2　提供可操作的錯(cuò)誤消息　233
14．6．3　確保來源信息明確　233
14．6．4　創(chuàng)建明確的策略　233
14．6．5　引入Breakglass機(jī)制　234
14．7　重溫基于威脅建模部署安全措施　234
14．8　小結(jié)　234
第 15章　調(diào)查系統(tǒng)　235
15．1　從調(diào)試到調(diào)查　236
15．1．1　案例：臨時(shí)文件　236
15．1．2　調(diào)試技巧　237
15．1．3　當(dāng)陷入困境時(shí)該怎么辦　243
15．1．4　協(xié)同調(diào)試：一種教學(xué)方法　246
15．1．5　安全調(diào)查與系統(tǒng)調(diào)試間的差異　246
15．2　收集恰當(dāng)、有用的日志　247
15．2．1　將日志設(shè)計(jì)為不可變的　248
15．2．2　考慮隱私要素　249
15．2．3　確定要保留哪些安全相關(guān)的日志　249
15．2．4　日志記錄成本　252
15．3　可靠、安全的調(diào)試訪問　253
15．3．1　可靠性　253
15．3．2　安全性　253
15．4　小結(jié)　254
第四部分　維護(hù)系統(tǒng)
第 16章　防災(zāi)規(guī)劃　257
16．1　“災(zāi)難”的定義　257
16．2　動(dòng)態(tài)災(zāi)難響應(yīng)策略　258
16．3　災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)分析　259
16．4　建立事件響應(yīng)團(tuán)隊(duì)　259
16．4．1　確定團(tuán)隊(duì)成員和角色　260
16．4．2　制訂團(tuán)隊(duì)章程　261
16．4．3　建立嚴(yán)重性和優(yōu)先級(jí)模型　262
16．4．4　確定與IR團(tuán)隊(duì)合作的運(yùn)營(yíng)參數(shù)　262
16．4．5　制訂響應(yīng)計(jì)劃　263
16．4．6　創(chuàng)建詳細(xì)的行動(dòng)手冊(cè)　264
16．4．7　確保訪問和更新機(jī)制就位　264
16．5　在事件發(fā)生前預(yù)先安排系統(tǒng)和人員　264
16．5．1　配置系統(tǒng)　265
16．5．2　培訓(xùn)　265
16．5．3　流程和程序　266
16．6　測(cè)試系統(tǒng)和響應(yīng)計(jì)劃　266
16．6．1　審計(jì)自動(dòng)化系統(tǒng)　267
16．6．2　開展非侵入式桌面演練．267
16．6．3　在生產(chǎn)環(huán)境中測(cè)試響應(yīng)　268
16．6．4　紅隊(duì)測(cè)試　270
16．6．5　評(píng)估響應(yīng)　270
16．7　Google的案例　271
16．7．1　具有全球影響的測(cè)試　271
16．7．2　DiRT演習(xí)測(cè)試緊急訪問　271
16．7．3　行業(yè)級(jí)漏洞　271
16．8　小結(jié)　272
第 17章　危機(jī)管理　273
17．1　是否存在危機(jī)　274
17．1．1　事件分診　274
17．1．2　入侵與缺陷　275
17．2　指揮事件　276
17．2．1　第 一步：不要驚慌　276
17．2．2　開展響應(yīng)　277
17．2．3　組建自己的事件團(tuán)隊(duì)　277
17．2．4　OpSec　278
17．2．5　犧牲好的OpSec實(shí)踐換取更大的利益　280
17．2．6　調(diào)查過程　280
17．3　控制事件　283
17．3．1　并行處理事件　283
17．3．2　移交　284
17．3．3　士氣　286
17．4　溝通　287
17．4．1　誤解　287
17．4．2　拐彎抹角　287
17．4．3　會(huì)議　288
17．4．4　讓合適的人了解合適的細(xì)節(jié)　289
17．5　整合回顧　290
17．5．1　分診　290
17．5．2　宣布事件　290
17．5．3　溝通和OpSec　290
17．5．4　開始處理事件　291
17．5．5　移交　291
17．5．6　交還事件調(diào)查工作　291
17．5．7　準(zhǔn)備溝通和補(bǔ)救　292
17．5．8　結(jié)束　292
17．6　小結(jié)　293
第 18章　恢復(fù)和善后　294
18．1　恢復(fù)調(diào)度　295
18．2　恢復(fù)時(shí)間線　296
18．3　恢復(fù)計(jì)劃　297
18．3．1　確定恢復(fù)范圍　297
18．3．2　恢復(fù)過程的考慮因素　298
18．3．3　恢復(fù)檢查清單　301
18．4　啟動(dòng)恢復(fù)　302
18．4．1　隔離資產(chǎn)　302
18．4．2　系統(tǒng)恢復(fù)和軟件升級(jí)　303
18．4．3　數(shù)據(jù)過濾　304
18．4．4　恢復(fù)數(shù)據(jù)　304
18．4．5　更換憑據(jù)和密鑰　305
18．6　恢復(fù)之后　306
18．7　示例　308
18．7．1　被入侵的云實(shí)例　308
18．7．2　大規(guī)模釣魚攻擊　309
18．7．3　需要復(fù)雜恢復(fù)工作的、有針對(duì)性的攻擊　310
18．8　小結(jié)　311
第五部分　組織與文化
第 19章　案例研究：Chrome安全團(tuán)隊(duì)　315
19．1　背景和團(tuán)隊(duì)發(fā)展史　315
19．2　安全是團(tuán)隊(duì)的職責(zé)　317
19．3　幫助用戶安全地瀏覽Web頁(yè)面　318
19．4　速度很重要　319
19．5　設(shè)計(jì)縱深防御機(jī)制　319
19．6　保持透明，讓社區(qū)參與進(jìn)來　320
19．7　小結(jié)　320
第 20章　理解角色和責(zé)任　321
20．1　誰(shuí)為安全性和可靠性負(fù)責(zé)　322
20．1．1　專家的作用　322
20．1．2　了解安全專業(yè)知識(shí)　324
20．1．3　資格認(rèn)證和學(xué)術(shù)教育　325
20．2　將安全性整合到組織中　325
20．2．1　嵌入安全人員和安全團(tuán)隊(duì)　327
20．2．2　案例：Google的嵌入式安全　327
20．2．3　特殊的團(tuán)隊(duì)：藍(lán)隊(duì)和紅隊(duì)　329
20．2．4　外部研究者　330
20．3　小結(jié)　332
第 21章　建立安全可靠的文化　333
21．1　定義健康的安全性和可靠性文化　334
21．1．1　默認(rèn)的安全性和可靠性文化　334
21．1．2　評(píng)審文化　335
21．1．3　意識(shí)文化　336
21．1．4　說“是”的文化　339
21．1．5　接受必然性的文化　340
21．1．6　可持續(xù)發(fā)展文化　340
21．2　通過最佳實(shí)踐改變文化　342
21．2．1　對(duì)齊項(xiàng)目目標(biāo)和激勵(lì)參與者　342
21．2．2　通過風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避機(jī)制減少恐懼　343
21．2．3　使安全兜底措施成為常態(tài)　344
21．2．4　提高生產(chǎn)力和可用性　344
21．2．5　多溝通，保持透明　345
21．2．6　懷抱同理心　346
21．3　說服領(lǐng)導(dǎo)層　347
21．3．1　了解決策過程　347
21．3．2　為變革立案　348
21．3．3　選擇自己的戰(zhàn)場(chǎng)　349
21．3．4　升級(jí)和問題解決　349
21．4　小結(jié)　350
總結(jié)　351
附錄　災(zāi)難風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估矩陣　353
作者介紹　355
封面介紹　355