C/C++ 加密解密

4.1 【必须】不得明文存储用户密码等敏感数据

用户密码应该使用 Argon2, scrypt, bcrypt, pbkdf2 等算法做哈希之后再存入存储系统, https://password-hashing.net

https://libsodium.gitbook.io/doc/password_hashing/default_phf#example-2-password-storage

用户敏感数据，应该做到传输过程中加密，存储状态下加密 传输过程中加密，可以使用 HTTPS 等认证加密通信协议

存储状态下加密，可以使用 SQLCipher 等类似方案。

4.2 【必须】内存中的用户密码等敏感数据应该安全抹除

例如用户密码等，即使是临时使用，也应在使用完成后应当将内容彻底清空。

错误：

#include <openssl/crypto.h>
#include <unistd.h>


    {
        ...
        string user_password(100, '\0');
        snprintf(&user_password, "password: %s", user_password.size(), password_from_input);
        ...
    }

正确：

    {
        ...
        string user_password(100, '\0');
        snprintf(&user_password, "password: %s", user_password.size(), password_from_input);
        ...
        OPENSSL_cleanse(&user_password[0], user_password.size());
    }

关联漏洞:

• 高风险-敏感信息泄露

4.3 【必须】rand() 类函数应正确初始化

rand类函数的随机性并不高。而且在使用前需要使用srand()来初始化。未初始化的随机数可能导致某些内容可预测。

// Bad
int main() {
  int foo = rand();
  return 0;
}

上述代码执行完成后，foo的值是固定的。它等效于 srand(1); rand();。

// Good


int main() {
  srand(time(0));
  int foo = rand();
  return 0;
}

关联漏洞:

• 高风险-逻辑漏洞

4.4 【必须】在需要高强度安全加密时不应使用弱PRNG函数

在需要生成 AES/SM1/HMAC 等算法的密钥/IV/Nonce， RSA/ECDSA/ECDH 等算法的私钥，这类需要高安全性的业务场景，必须使用密码学安全的随机数生成器 (Cryptographically Secure PseudoRandom Number Generator (CSPRNG) ), 不得使用 rand() 等无密码学安全性保证的普通随机数生成器。

推荐使用的 CSPRNG 有：

1. OpenSSL 中的 RAND_bytes() 函数, https://www.openssl.org/docs/man1.1.1/man3/RAND_bytes.html
2. libsodium 中的 randombytes_buf() 函数
3. Linux kernel 的 getrandom() 系统调用, https://man7.org/linux/man-pages/man2/getrandom.2.html . 或者读 /dev/urandom 文件, 或者 /dev/random 文件。
4. Apple IOS 的 SecRandomCopyBytes(), https://developer.apple.com/documentation/security/1399291-secrandomcopybytes
5. Windows 下的 BCryptGenRandom(), CryptGenRandom(), RtlGenRandom()

#include <openssl/aes.h>
#include <openssl/crypto.h>
#include <openssl/rand.h>
#include <unistd.h>


    {
        unsigned char key[16];
        if (1 != RAND_bytes(&key[0], sizeof(key))) {  //... 错误处理
            return -1;
        }


        AES_KEY aes_key;
        if (0 != AES_set_encrypt_key(&key[0], sizeof(key) * 8, &aes_key)) {
            // ... 错误处理
            return -1;
        }


        ...


        OPENSSL_cleanse(&key[0], sizeof(key));
    }

rand()类函数的随机性并不高。敏感操作时，如设计加密算法时，不得使用rand()或者类似的简单线性同余伪随机数生成器来作为随机数发生器。符合该定义的比特序列的特点是，序列中“1”的数量约等于“0”的数量；同理，“01”、“00”、“10”、“11”的数量大致相同，以此类推。

例如 C 标准库中的 rand() 的实现只是简单的线性同余算法，生成的伪随机数具有较强的可预测性。

当需要实现高强度加密，例如涉及通信安全时，不应当使用 rand() 作为随机数发生器。

实际应用中， C++11 标准提供的random_device保证加密的安全性和随机性 但是 C++ 标准并不保证这一点。跨平台的代码可以考虑用 OpenSSL 等保证密码学安全的库里的随机数发生器。

关联漏洞:

• 高风险-敏感数据泄露

4.5 【必须】自己实现的rand范围不应过小

如果在弱安全场景相关的算法中自己实现了PRNG，请确保rand出来的随机数不会很小或可预测。

// Bad
int32_t val = ((state[0] * 1103515245U) + 12345U) & 999999;

上述例子可能想生成0~999999共100万种可能的随机数，但是999999的二进制是11110100001000111111，与&运算后，0位一直是0，所以生成出的范围明显会小于100万种。

// Good
int32_t val = ((state[0] * 1103515245U) + 12345U) % 1000000;


// Good
int32_t val = ((state[0] * 1103515245U) + 12345U) & 0x7fffffff;

关联漏洞:

• 高风险-逻辑漏洞