Serverless应用安全浅谈

我是火线安全的曾垚，今天分享的议题是Serverless应用安全浅谈，我们发现近年来主流的云厂商，或者是像K8S、CNCF生态出现了非常多的Serverless Faas的相关技术，像backend也是非常流行的。

整个Serverless产生或者是容器的产生，都是为了大幅度提高软件的开发效率和降低后续的维护成本。

希望可以通过这次分享，可以让相关Serverless开发者了解在Serverless应用开发过程中的安全风险。

整个议题分三个部分：

• Serverless相关的技术、简要
• 
  
• Serverless带来的新工具场景
• 
  
• Serverless需注意的安全事项

Serverless 简介

什么是Serverless？不得不谈到应用整体的技术架构变迁，最早开始要开发上线一个软件，需要厂家提供硬件的服务器，需要运维对上面安装的虚拟机或者操作系统，进行后续的维护和软件部署，最后才是程序开发人员需要开发一个应用，在应用里面写非常多不同的业务函数，再去做后续的部署。

在整个传统环境，我们需要有各个不同职能的角色参与到软件开发的过程中，再到后来的Vmware等等虚拟机，我们抛弃相关硬件上的东西，包括后续产生的虚拟机、ECS，我们不需要再去维护硬件上的事情，我们只需要选择一个操作系统，在操作系统部署上我们的应用就可以了。

到现在像K8S，容器云的发展，在操作系统选择上，是不需要自己选择，我们给予Dockerfile或者是容器化的技术，我们只需要部署自己的应用，再用函数，后续只需要维护应用的稳定性和安全性就可以了。

目前我们已经进入到一个容器云的时代，大量的开发或者运维，都是以开发为优先，以Infrastructure as Code的方式去描述基础架构或者网络环境，或者应用部署的环境。

再下一个阶段是Serverless新型技术，整个开发需要维护的事情就变得更少了，但我们现在还需要维护框架和软件，后续在Serverless里面，我们只需要去维护我们真正的业务逻辑就可以了，有非常多的新型输入源，或者是新型后端的技术函数，为我们Serverless生态提供非常多的便利。

整体技术变迁，我们可以看到软件架构需要维护的程序是变得越来越少，但是我们整体的架构变得越复杂，总体来说都是为了软件开发和后续的运维成本。

Serverless整个的运行机制也发生了变化，传统的我们作为一个用户终端，是直接通过各种方式访问我们的ECS或者容器，通过容器或者ECS把流量传递到应用，再传递到框架组件，再传到有业务属性的函数，最终存储到我们的数据库，或者中间态的消息队列。

在Serverless的整个架构上，我们把Serverless的应用分为两部分，一部分是Function as Service，函数即服务，还有一部分是Backend as Service，后端即服务。

这里面有什么区别呢？Faas里面更多是通过一个函数块去定义整个业务的运行流程，Backend as Service更多的是封装好的标准控件，我们直接去调用它，这里面涉及到很多的技术，包括存储技术、包括可以使用OSS或者S3 Bucket的服务，或者使用RDS原生的存储数据库，或者是我们可以调用API Getway去做事情，甚至我们可以调用非业务处理逻辑上的，像AI算法、数据分析，甚至像区块链相关链技术，也提供相对的API接口，可以使我们直接调用下面的接口在区块链上产生运算或者记录。

从传统意义上，我们应用的主要的数据还是来源于外部的HTTP数据引流，或者是RPC应用相关的外部控制变量，在Serverless里面，整个的数据来源变得更多了，我们统计了一下，在腾讯云上，整个Serverless数据来源的Event事件，有上百种的事件，这里面有非常多包括我们可以Serverless的函数，我们可以订阅像Kafka、OSS、APIGetway，哪怕是一个在云平台登录的日志，或者是我们SNS的一个消息，或者是邮件的消息，我们都可以作为Serverless Faas函数的输入。

从开发视角上，整个的软件是变得更简单，我们可以有更多的输入去产生更多复杂的逻辑，但从安全来看，我们整个攻击面变得更多了。

常见的Serverless的服务，最早是AWS推出的 lambda，后续谷歌和微软也推出了自己的Functions函数，国内的话，我们在之前C2隐藏上用过腾讯云函数，阿里也推出了相关Serverless的服务，包括一些开源的生态，也推出了相关开源的Serverless的项目，包括K8s推出的Kubeless的相关服务。

右侧是我们一个Golang写的Serverless的Functions的示例，里面需要订阅两个东西，一个是Context，还有一个Event，基本上所有的函数，都需要传入这两个参数，后续函数里面的业务逻辑就是处理我们所针对的这些事件，再对他进行解包和数据的处理，Event它在AWS里面，是支持更多的Event事件。

阿里云也支持安全扫描的记录，像安骑士的记录等等，它是非常丰富的，跟云厂商的提供的服务有关系，如果是Kubeless，他更多是提供容器层的日志，或者是容器层API网关的Event事件都是它封装好的。

Serverless 攻击面

在Serverless里面可以看到整个业务的处理流程发生了较大变化，整个数据源也增加了非常多种不同协议或不同种类的Event事件的类型，我们的后端也发生了比较大的变化。

这张图总结了Serverless攻击面。

第一部分：看右侧是我们整个函数事件产生的注入攻击，这里面跟传统外部上的攻击是没有太大的差别，主要还是在比如说像SQL注入、命令执行、外部实体注入、XSS等等常见的外部攻击，但它相比于我们的外部应用来看，它触发的源不只是HTTP请求，更多还有它内部云服务或者是LaaS服务自带的事件型或者日志型的服务，所以我们整个插入的源会变得更多。

第二部分：最终毕竟还是应用，虽然我们不需要维护服务器、硬件服务器、操作系统容器，但是对整个应用的开发里面，还是会涉及到非常多的开源软件供应链的组件，里面包括我们提供Serverless Function的函数里面 ，它会自己封装框架，同时我们在写Function的时候，也会依赖很多的开源组件，开源组件的安全性也是非常重要的。

第三部分：权限控制的错误。到Serverless层面，我们可以通过Serverless的yaml文件去描述我们整个Serverless所需要运行的环境，所需要对后端服务的访问权限，大概是怎样的？所以我们整体的权限控制是由yaml文件去控制，很多开发同学在开发过程中，为了方便把权限设置的非常大，我们就可以利用Serverless的权限去对其他的应用进行横向的攻击。

第四部分：敏感信息的泄露。我们可以发现Serverless的应用，很多程序开发比较喜欢从环境变量里面去取东西，包括Serverless本身的框架里面，也会在环境变量存储非常多敏感的AK/SK信息，还有临时的数据也会存在TMP临时目录下的数据，因为Serverless的服务基本上只会允许Serverless用在临时目录下写些东西，我们在临时目录下也会产生非常敏感的数据。

整体的Serverless的服务，相比于传统的企业架构，在日志审计上是缺乏比较完善的日志系统，虽然Serverless里面，服务里面也提供了比较简单的日志的收集和日志log的系统，像Serverless，他整个的生命周期比容器会更短，但经过测试发现，整个Serverless应用最多也就十来分钟的一个生命周期，有可能他会更短，这可以去设置的。

我们整个日志产生也只能产生在log的目录下，对日志收集的难度来说，变得更大的。所以我们在Serverless如果发生攻击之后，我们去回溯整个攻击事件，也是缺乏审计的手段。

从攻击面来看，我们的输入源变得更多，除了传统的HTTP的数据源以外，我们还增加了OSS、Kafka、SNS、RDS，还有互联网的MQ的协议。

从运行环境来看，我们用Serverless都是用公有云的方式函数，或者是用K8S，在一个标准环境运行，它会遇到一些问题，他是个临时的环境，需要接入这些网络，还有一个特权的话，你还需要对我们后端的Backend as Service的数据库，或者是计算服务，有一些数据上的交互，在运行环境上也会存在环境控制不当的问题。

从应用本身来看，也会存在注入攻击、业务逻辑攻击等等应用层的问题，还有软件供应链上的问题。

注入攻击漏洞

这是一个注入攻击的Demo，右侧我们可以看到整个业务逻辑，就是一个函数，我们到时候是部署在AWS上的应用，这个里面是SNS的消息，这个实践为例，这个业务代码逻辑，我们把邮件里面的简历的PDF附件处理，把里面的PDF的内容处理成一个输出文本的内容的函数。

我们可以看到它从event里面去接受一个SNS的一个Message，最后通过Email的一个函数，把邮件里面的附件提取出来，对附件进行调用的一个PDF to text的命令，去对PDF进行处理，但是他整个的过程中，他没有对我们的PDF可控的Filename进行检查，所以导致了一个命令注入的漏洞。

后半部分的原理上， 跟传统的原理是一致的，从但是从输入源上是有比较不同的点，传统输入更多是从HTTP的包里面去做输入，这里面我们可以看到，它是依赖于云服务里面一个邮件服务，他收到邮件之后，产生了Event事件，产生的漏洞攻击。

我们从漏洞攻击上来看，我们如果能找到个他所订阅的收件箱，我们只需要对他的收件箱，发送一个附件，为Payload的一个文件，我们就可以产生攻击。

除了这个邮件Event事件，我们可以看到阿里云里面也有多达100多项的触发器，这里面包括他的Laas的产品，也包括日志审计、登录日志等东西。

整个的在 Serverless Function层面的，我们遇到的攻击面比之前要变的更大，随着公有云提供的服务种类变多，我们的Serverless的整个的Function支持的Event事件种类也会越来越多。

所以这也是后续大家在做Serverless开发的时候也需要关注的一个点，我们需要对所有的不同来源的Event事件的内容也需要做判断。

依赖组件漏洞

Serverless依然会面临依赖组件的漏洞攻击。我们可以看到主流的Serverless，都会提供Java、Python、NodeJS、Golang等主流语言的开发支持。这是我们在腾讯云上创建了一个Function函数，我们可以看到里面也会涉及到requirements包的引入。

据统计，我们在整体应用开发过程中，有80%以上的代码都来源于第三方的开源或者是商业的组件包，但是50%以上的开源组件多少会存在漏洞。

从去年开始，像Log4j2，我们分析完发现影响了整个开源生态四万多个开源项目，影响了全球50%以上的Java应用的在线业务系统；前两天还爆发了Fastjson系统，通过资产测绘的基础，我们发现影响到20万多台在线的生产业务的安全性。

除了开源组件的安全性以外， 我们发现在2018年， aws-lambda官方提供的函数框架里面， 也存在ReDoS漏洞， 可以对整个应用产生拒绝服务攻击。

一个是开源软件，我们自己内部编码所依赖组件包，还有我们所使用的Serverless的方式的框架是否有问题。我们发现aws-lambda、国外提供 Serverless服务的安全厂商基本上也爆出过框架本身漏洞， 影响我们整个应用的安全性。

权限控制不当

可能会存在权限控制不当的问题。我自己从GitHub上对所有的Serverless的配置的yaml文件做了分析，来源于一个真实的样例，这里面可以看到，它在statement这里面有一个Action，Action是对目标资源的一个权限，他设置的是S3:*，用来表示完整的S3所有的控制权限，包括修改、查看、删除等等操作，对Resoure的描述也是用*号来表示，所以我就可以对所有的S3对象进行控制， 整个权限是非常非常大的。

我们可以在开源的项目里面可以看到有非常多这样的案例存在，这会过多的分配Serverless应用对其他的Faas服务的控制权限，我们就可以拿到GetObject、PutObject等，能控制S3的权限。

如果我们通过刚才的注入攻击或者是其他的手法，拿到Serverless的临时控制权限，我们可以通过他的AK/SK对其所依赖的第三方的Faas服务进行横向攻击。

敏感信息泄露

这个是截图了某个云厂商Serverless的一个环境变量，他把非常多生产环境的K8S，这个K8S不是租户的K8S，是Serverless本身提供服务的K8S，一些相关的信息，还有所对应的非常敏感的Key，都写到环境变量里面， 我们很容易就可以拿到这些环境变量进行一些攻击，并且由于Serverless服务他是部署在公网上的，我们只要拿到AK/SK，不需要网络访问权限，我们直接就可以通过API或者是命令终端，直接可以通过AK/SK获得相应服务的控制权。

Serverless环境变量信息，它可以通过几种方式去获取。

开发模式

我们发现也提供Django的框架，我们可以看到Django的服务， 默认是开启了Debug的模式， 我们可以通过一些报错就可以直接拿到环境变量的信息。

异常报错

非常多的程序在业务代码开发中，把过多异常通过信息报道出来，方便程序员去做bug的处理，但程序如果抛出了过多的信息，也会导致信息的泄露。

获取Serverless权限后横向攻击提供便利

我们通过一些漏洞攻击，获取到Serverless一个横向的权限之后，可以通过环境变量里面泄露的AK/SK或者是代码里面硬编码这些AK/SK，对其他依赖的服务进行横向的攻击。

整个Serverless从攻击上来看， 它的生命周期变得更短了，所以我们整个Serverless的攻击， 相比原来的渗透测试会有比较大的区别， 我们一定是自动化的。

因为传统的渗透测试，拿个机器，只要在管理员发现之前，是有无限长的时间对目标进行详细的分析，但Serverless里面，你对Serverless进行请求，本身就有非常短的生命周期，所以一切的攻击都是需要自动化的。

我们发现前年已经有相关的蠕虫的病毒，就是针对Serverless应用进行攻击的，基本上也都是拿到权限之后去读env变量，通过env变量的AK/SK进一步的扩展，去控制其他在线的系统。

从整个的横向，渗透测试的角度来看，攻击面或者攻击手法在新的场景下都发生了比较大的变化。

Serverless有这么多攻击面，在安全检测上也遇到了比较多的挑战。

传统黑白盒技术无法检测

我们发现传统的黑白盒技术已经无法检测Serverless场景漏洞，主要原因有几个原因。

一个是黑盒技术，它是需要应用运行时的一个技术，但在 Serverless里面，应用本身就不会有特别长的生命周期，所以不会让你一直扫描，并且他整个Event事件源也非常多，你无法通过传统的HTTP请求对Serverless应用进行扫描。

白盒也遇到一样的问题，Serverless整个的应用架构，原生是个微服务架构，一个完整的应用它是由几十个或者上百个Serverless函数进行构成的，本来是一个分布式，而且里面支持的协议也不是传统的RPC或者是标准协议，它更多是通过Backend后端服务进行交互，所以在这种场景下，在白盒里面检测非常难的，白盒是无法适配这么多的Event事件的来源，白盒基本上只能做常见的接口、协议或者HTTP协议的 污点追踪，但是白盒到现在也没有解决，跨服务、跨应用、跨语言之间的漏洞检测的问题。

无法部署WAF、防火墙

目前在整个函数应用层面是没有办法部署在线的WAF或者防火墙，但是我们也看到国外已经有相关的技术，可以通过插件的方式，在Serverless运行时部署Serverless临时的WAF、防火墙，但是这个技术相对比较早。

无应用函数架构复杂

整个的Serverless函数架构是无比的复杂的，我们之前攻击的应用，他可能是部署在一起，或者是很容易梳理关系，但在Serverless整个应用里面， 是由非常多无数的函数和无数的后端服务构成的，所以我们很难梳理出整个的架构的情况。

无法进行统一鉴权

在公有云上使用，Serverless服务默认就会生成一个很长的地址，基本上我们很难去对地址进行鉴权，除非我们使用云厂商自己统一的鉴权方式，无法去对每一个函数进行统一鉴权，除非从开发设计一开始就考虑这个问题，如果后续去做的话， 是难度非常大。

Serverless 安全建议

安全编码规范，防止注入攻击

需要注意编码规范，防止外部注入攻击，或者是由于异常导致企业信息泄露。

三方供应链软件检查

我们需要去注重三方的开源组件的安全检查，或者是我们所依赖的商业的SDK，或者是我们所使用的Serverless框架，他本身是不是也会存在问题。

IAM/Baas等最小权限运行

运行环境的问题，我们所运行的Serverless应用，赋值的权限是否是最小的权限，因为我们需要依赖非常多的后端的服务去做业务的处置。

Serverless服务统一鉴权

Serverless默认是没有鉴权的，我们只要拿到地址就可以对这个应用进行攻击， 我们需要做统一的鉴权。

KMS密钥安全管理

我们发现非常多的 Serverless的一种，是整个密钥都非常粗暴的管理，都是在环境变量进行管理，我们可以依赖于像K8S密钥管理的系统，对密钥进行统一的管理。

及时销毁运行时临时敏感数据

Serverless是一个生命周期非常短的服务，所以它会有非常多临时的敏感数据存在我们的临时目录下，我们需要在对数据进行处理完之后，进行及时的销毁。

资源网络隔离

Serverless整个的网络默认如果是你跟VPC连通的话， 是会存在一个被横向的风险。

Serverless技术在国内外都是非常前沿、早期的技术，但相对是比较确定的技术方向，是一个非常好的技术。

大家从技术本身或者是安全上，还是有非常多可做的事情，包括如果你现在使用Serverless，目前对Serverless的安全上的关注还是比较少的。