ככל שמחשבים ניתנים לתכנות הפכו למיינסטרים, למפתחי תוכנה הייתה בעיה, "איך יוצרים סביבה מבודדת לבדיקת קוד מבלי להסתכן בפגיעה במערכת?". התשובה הייתה ליצור מרחב בטוח הנקרא ארגז חול - סביבה מוגבלת מאוד להרצת קוד לא אמין - שבו ניתן היה לפוצץ קבצי הפעלה מבלי לדאוג לשבירה של סביבת הייצור.
מסתבר ש"מגרש המשחקים" הווירטואלי הזה עבד היטב והורחב למחקר אבטחה, שבו תוכנות שעלולות להיות מזיקות או לא מהימנות יכלו לפעול בבטחה מבלי להשפיע על החומרה הפיזית של המכונה המארחת או לפגוע בנתונים רגישים. על ידי הגבלת קוד שעלול להיות לא מהימן לסביבה וירטואלית מבוקרת, ארגז חול מאפשר לחוקרים לבצע ניתוח דינמי ולזהות דפוסי התנהגות של תוכנות שעלולות להיות זדוניות. בהקשר של מחקר אבטחה, מערכות ארגז חול משמשות בעיקר ל"פיצוץ אוטומטי" של תוכנות זדוניות ולזיהוי תוכנות זדוניות לא ידועות באמצעות ניתוח שרשרת תקיפה מלא וזיהוי דפוסי התנהגות.
נבחן את ההיסטוריה של סביבות ארגזי חול וכיצד הן משמשות אנליסטים של אבטחה כדי להילחם באיומים חמקניים וגמישים ביותר .
- מה זה ארגז חול?
- היסטוריה של סביבות ארגז חול
- מדוע קיים Sandboxing באבטחת סייבר
- חשיבות אבטחת ארגז חול
- סוגי טכניקות ארגז חול
- יתרונות של ארגז חול
- אתגרים ומגבלות
- שיטות עבודה מומלצות לארגז חול יעיל
- Sandbox שאלות נפוצות
מה זה ארגז חול?
ארגז חול (Sandboxing) הוא נוהג אבטחת סייבר המשתמש בסביבת פיצוץ מבודדת, או "ארגז חול", שבה צוותי אבטחה מפוצצים, צופים, מנתחים, מזהים וחוסמים חפצים חשודים כחלק ממחזור התגובה לאירועים במרכז פעולות אבטחה (SOC). שיטה זו מספקת שכבת הגנה נוספת מפני וקטורי תקיפה לא ידועים.
באמצעות שימוש ב-sandbox, צוותי אבטחה יכולים לבצע ניתוח מתקדם של תוכנות זדוניות על ידי הרצת קבצים חשודים בסביבה מופרדת המדמה את מערכת ההפעלה של משתמש הקצה. היתרון העיקרי של sandboxing הוא התבוננות בהתנהגות של קבצי הרצה, סקריפטים או מסמכים זדוניים ובכך לאפשר זיהוי תוכנות זדוניות חדשות ולא ידועות לחלוטין - או אפילו תוכנות זדוניות שנועדו לפעול בסביבה ספציפית. זהו הצעד האבולוציוני הבא לאחר זיהוי מבוסס חתימות המיושם על ידי מנועי אנטי-וירוס (AV).
היסטוריה של Sandbox סביבות
ארגז חול הוא מונח מעורפל במקצת במדעי המחשב המתייחס למגוון רחב של טכניקות. מנקודת מבט של אבטחת תוכנה, הוא פותח כטכניקה להשגת בידוד תקלות בשנת 1993. באופן רחב יותר, למושג הניסויים בסביבה בטוחה יש שורשים במספר תחומים, כולל הצבא, הנדסת תוכנה, סטטיסטיקה ומדעי החברה.
לאחרונה, ארגז חול הוביל לפיתוח של דומיינים דינמיים או "מכולות מהימנות" במערכות ההפעלה של סאן ו"כלא" במערכות ההפעלה FreeBSD . מנגנוני אבטחה אלה מאפשרים לתוכניות להתפוצץ באזורים מבודדים בתוך מערכת הפעלה מבלי להשפיע על המערכת.
כיום, טכניקות של ארגזי חול (sandboxes) משמשות בדרך כלל למחקר אבטחה על ידי מפתחי תוכנה ואנשי מקצוע רבים בתחום האבטחה. וירטואליזציה גם הפכה את ארגזי החול (sandboxes) לזמינות יותר עבור משתמשי קצה.
מדוע קיים Sandboxing באבטחת סייבר
בתחום אבטחת הסייבר, sandboxing צבר פופולריות עקב הנוכחות הגוברת והולכת של תוכנות זדוניות חמקניות ואיומים מתקדמים. Sandboxing משמש בדרך כלל ל:
| פיצוץ חשוד Software | חוקרי אבטחה משתמשים ב-sandboxes כדי לנתח ולחקור בבטחה התנהגות של תוכנות זדוניות. על ידי פיצוץ קוד זדוני בסביבה מבוקרת, הם יכולים לזהות איומים פוטנציאליים ולפתח אמצעי נגד מבלי לפגוע במערכת המארחת. |
| בידוד תהליך | כדי להפחית פרצות פגיעות, חשבו על PDF (אדובי) או כרום, ששניהם משתמשים בטכנולוגיית ארגז חול. באופן ספציפי, PDF נוצל - במשך שנים - שוב ושוב, מה שהניע את ארכיטקטורת בידוד התהליכים. |
| ציד איומים | ארגז חול מאפשר לציידי איומים ללמוד את ההתנהגויות והמאפיינים של תוכנות זדוניות מתפתחות, ועוזר להם לאתר איומים דומים. |
חשיבותה של אבטחת ארגז חול
שוק Sandboxing הותיר חותם משמעותי על תעשיית אבטחת הסייבר, כאשר גודל השוק הגיע ל-8.1 מיליארד דולר בשנת 2022, על פי מחקר של Future Market Insights .
נוף איומי הסייבר הגדל
תחכום הולך וגובר של מתקפות סייבר
ככל שפושעי סייבר מפתחים התקפות מתקדמות וממוקדות יותר עם כוונה זדונית, "ארגז חול" הפך קריטי יותר ויותר בגילוי ומניעת איומים אלה לפני שהם יכולים לגרום נזק.
עלייתן של ניצול תקלות אפס-יום
פרצות אפס-יום, המנצלות פגיעויות שלא היו ידועות קודם לכן, מהוות סיכון משמעותי לארגונים. "ארגז חול" מסייע בזיהוי וניתוח איומים אלה, ומספק תובנות חשובות לפיתוח אמצעי נגד.
התפשטותם של מכשירי האינטרנט של הדברים (IoT)
הצמיחה המהירה של מכשירי IoT הרחיבה את שטח התקיפה עבור פושעי סייבר. "ארגז חול" (Sandboxing) יכול לסייע באבטחת מכשירים אלה על ידי בידוד יישומים והגבלת גישה למידע רגיש.
סוגי טכניקות ארגז חול
ישנם שני סוגים עיקריים של טכניקות ארגז חול: ברמת מערכת ההפעלה וברמת האפליקציה.
רמת מערכת ההפעלה
מכונות וירטואליות
מכונה וירטואלית (VM) היא סוג של ארגז חול (sandboxing) המדמה חומרה כדי להריץ מספר מופעים של מערכת הפעלה. מכונות וירטואליות מספקות רמת בידוד גבוהה בין מערכות המארח למערכות האורחות, ומאפשרות למשתמשים להריץ בבטחה תוכנות לא מהימנות או ליצור סביבות נפרדות עבור משימות שונות.
Container
קונטיינרים הם צורה קלת משקל של וירטואליזציה שחולקת את הליבה של מערכת ההפעלה של המארח, אך היא גם מבודדת את האפליקציה והתלויות שלה. גישה זו מספקת ניצול משאבים יעיל יותר בהשוואה למכונות וירטואליות, תוך שמירה על רמת בידוד גבוהה.
אמולציה
ארגז חול של אמולציה הוא סביבה וירטואלית שבה ניתן לחקות או לדמות תוכנה או מערכות לצורך בדיקה, פיצוץ או ניתוח אבטחה. ארגזי חול של אמולציה יוצרים סביבה מבודדת עבור תוכנה או מערכות, ומגנים עליהן מפני מערכת ההפעלה המארחת ויישומים אחרים כדי למזער את הסיכון לנזק או הפרעה. ארגזי חול אלה משלבים אמצעי אבטחה כדי למנוע מתוכנות זדוניות או תוכנות זדוניות לברוח ולהשפיע על מערכת המארחת. הם מוצאים יישומים נרחבים באבטחת סייבר כדי לפוצץ ולנתח תוכנות זדוניות ואיומים בבטחה. Sandbox MetaDefender משמש כדוגמה לארגז חול מבוסס אמולציה. בנוסף, הם מוכיחים את עצמם כבעלי ערך לבדיקת תאימות תוכנה במערכות הפעלה ותצורות חומרה שונות.
כיצד ארגז חול מבוסס אמולציה משתווה למכולה או למכונה וירטואלית?
ארגז חול מבוסס אמולציה, כגון Qiling או QEMU , שונה ממכולה או מכונה וירטואלית בכמה דרכים:
- ארגזי חול מבוססי אמולציה מחקים את ארכיטקטורת החומרה הבסיסית, בעוד שמכונות וירטואליות ומכולות חולקות את ארכיטקטורת החומרה הבסיסית של המארח. משמעות הדבר היא שארגזי חול מבוססי אמולציה יכולים להריץ קוד מארכיטקטורות שונות, כגון ARM על מכונה מבוססת x86, בעוד שמכונות וירטואליות ומכולות לא יכולים.
- לארגזי חול מבוססי אמולציה יש בדרך כלל תקורה גבוהה יותר מאשר למכונות וירטואליות או מכולות, מכיוון שהן פועלות בסביבה מדומה לחלוטין. זה יכול להפוך אותן לאיטיות יותר ודורשות משאבים רבים יותר.
- ארגזי חול מבוססי אמולציה הם בדרך כלל מבודדים ומאובטחים יותר ממכונות וירטואליות או מכולות, מכיוון שהם אינם חולקים את ליבת מערכת ההפעלה המארחת או משאבים אחרים. זה הופך אותם לבחירה טובה לניתוח ובדיקה של תוכנות זדוניות או קוד אחר שעלול להיות מזיק.
- מכולות ומכונות וירטואליות בדרך כלל קלות יותר להתקנה ולשימוש מאשר ארגזי חול מבוססי אמולציה, מכיוון שהן מבוססות על טכנולוגיות מבוססות היטב הנתמכות באופן נרחב.
בסך הכל, ארגזי חול מבוססי אמולציה הם כלי רב עוצמה לניתוח ובדיקה של תוכנות ומערכות בסביבה מבוקרת, אך הם בעלי תקורה גבוהה יותר ויכולים להיות קשים יותר להגדרה ושימוש בהן מאשר מכונות וירטואליות או מכולות. בחירת הטכנולוגיה לשימוש תהיה תלויה בדרישות הספציפיות של מקרה השימוש.
רמת היישום
עטיפת Software
אלה פועלים כשכבת מגן סביב אפליקציה, מגבילה את הרשאותיה ושולטת בגישתה למשאבי מערכת. סוג זה של ארגז חול שימושי להגבלת אפליקציות שעלולות להיות מזיקות, ועדיין מאפשר להן לתפקד.
ארגזי חול של דפדפן אינטרנט
דפדפני אינטרנט מודרניים משתמשים בטכניקות של ארגז חול (sandboxing) כדי לבודד תוכן אינטרנט ממערכת המשתמש. זה עוזר להגן על נתוני המשתמש מפני אתרים או סקריפטים זדוניים שעשויים לנסות לנצל פגיעויות בדפדפן או במערכת ההפעלה.
יתרונות של ארגז חול
ארגז חול מספק מגוון רחב של יתרונות אבטחה המשפרים את עמידתו של הארגון כנגד סיכוני אבטחה ידועים ולא ידועים.
אבטחה משופרת
Sandboxing מספק שכבת אבטחה נוספת על ידי זיהוי ובידוד תוכנות זדוניות וכן תוכנות זדוניות. על ידי ביצוע קוד חשוד בסביבות בדיקות sandbox, משתמשים יכולים למזער את הסיכון לפריצות אבטחה ולהגן על הנתונים היקרים שלהם.
הגנה מפני איומים לא ידועים
שימוש בארגז חול (sandbox) הוא שיטה אמינה למניעת איומים לא ידועים או תוכנות זדוניות מתקדמות החומקות משיטות זיהוי פשוטות. איומי יום אפס יכולים לחמוק ממנגנוני זיהוי מבוססי חתימה, כך שהפעלתם בסביבה בטוחה ומבודדת מגנה על ארגונים מפני התקפות קטסטרופליות.
מודיעין מעשי טוב יותר
ידע הוא כוח, ובדיקות "ארגז חול" מציעות אוצר בלום של מודיעין מעשי המאפשר לארגונים ליצור פרופיל איומים ברור, שיהיה שימושי ביותר למניעת איומים דומים עתידיים.
מגבלות ואתגרים של ארגז חול
תקורות ביצועים ומדרגיות
אחת המגבלות העיקריות של ארגז חול היא ביצועי התקורה הכרוכים בווירטואליזציה. הפעלת יישומים בארגז חול עשויה לדרוש משאבים נוספים, וכתוצאה מכך זמני ביצוע איטיים יותר. בדרך כלל לא מעשי לאחסן כל קובץ בארגז חול בסביבה ללא תשתית משמעותית. לכן, ארגז חול משולב בדרך כלל כטכנולוגיית תוספת בתוך משפך עיבוד רחב יותר.
טכניקות התחמקות
מפתחי תוכנות זדוניות מפתחים כל הזמן טכניקות חדשות כדי להתחמק מגילוי. על ידי זיהוי שהן פועלות בסביבת ארגז חול, תוכניות חשודות אלו יכולות לשנות את התנהגותן או לעכב את הביצוע כדי לעקוף ניתוח וגילוי. מסיבה זו, אבטחת ארגז חול היא גם גורם חשוב שיש לקחת בחשבון.
מורכבות גבוהה
יישום ותחזוקה של סביבות ארגז חול יכולים להיות מורכבים וגוזלים זמן. ארגונים צריכים לוודא שיש להם את המומחיות והמשאבים הדרושים לניהול יעיל של סביבות אלו.
שיטות עבודה מומלצות לארגז חול יעיל
צור סביבה מוזהבת
האתגר העיקרי טמון בניתוח דגימות בסביבות שונות, או באופן אידיאלי, בסביבת היעד המדויקת אם כל נקודות הקצה סטנדרטיות. לדוגמה, קחו בחשבון פרצה שמופעלת רק ב-Adobe Reader גרסה 9. ללא בדיקת דגימות מול מגוון רחב של גרסאות Adobe, קשה להפעיל את הפרצה. בהתחשב בשילובים האינסופיים של מחסניות יישומים וסביבות, הגישה האופטימלית היא ליצור סביבה וירטואלית המשמשת כ"סביבת זהב" המחקה את הגדרת נקודות הקצה היעילה. באופן אידיאלי, כל נקודות הקצה בסביבה הארגונית "ייראו אותו הדבר" וישתמשו באותה מחסנית יישומים וגרסה.
השתמשו במעקות אבטחה עבור מכונה וירטואלית
כדי לשפר את אבטחת ארגז החול, יש להתקין תמיד מעקות אבטחה המזהים מידע אישי מזהה רגיש או נתונים רגישים בעת שימוש בארגז חול. מעקות בטיחות מסוימים יכולים גם למנוע מתוכנות זדוניות להתנתק מסביבת ארגז החול.
בדיקת תוצאות חיוביות שגויות על ידי הגשת קבצים לא מזיקים
תוצאות חיוביות שגויות עלולות לגרום נזק לזרימת העבודה של הארגון שלך, מכיוון שמומחי IT צריכים לבצע ניתוח נוסף כדי לוודא שהקבצים בטוחים. כדי לצמצם את מספר התוצאות החיוביות השגויות למינימום, שקלו להוסיף קבצים לא מזיקים לארגז החול מדי פעם. אם מתגלה תוצאה חיובית שגויה, ייתכן שיש בעיה בהגדרות ארגז החול.
בצע גישת אבטחה רב-שכבתית
אין להסתמך על ארגז חול (Sandboxes) כאמצעי האבטחה היחיד. הוא יעיל ביותר בשילוב עם כלי ושיטות אבטחה אחרות, כגון חומות אש, מערכות גילוי חדירות וסריקה היוריסטית. יישום אסטרטגיית הגנה מעמיקה מספקת שכבות הגנה מרובות, מה שמקשה על תוקפים לפרוץ למערכת.
לנטר באופן רציף את Sandbox Software עבור קוד זדוני
ארגזי חול המאפשרים ניטור מתמשך הם נכסים יקרי ערך לציידי איומים ולמומחי אבטחה. ידיעת האופן שבו תוכנות זדוניות שולחות בקשות ומקיימות אינטראקציה עם סביבת ארגזי החול עוזרת להם להשיג מודיעין יעיל ויעיל לפעולות אבטחה עתידיות.
מַסְקָנָה
ארגז חול (Sandboxing) הוא פתרון אבטחה בעל ערך רב באבטחת סייבר מודרנית, המספק אמצעי רב עוצמה להגנה על מרחבים דיגיטליים. הוא מאפשר ביצוע בטוח של קוד תוכנה לא אמין, ניתוח תוכנות זדוניות ובדיקות מבוקרות של יישומים חדשים, תוך הגבלת גישת יישומים לנתונים ומשאבים רגישים.
Sandbox שאלות נפוצות
ש: האם ארגז חול יכול להחליף תוכנות אנטי-וירוס מסורתיות?
א: ארגז חול אינו תחליף לתוכנת אנטי-וירוס מסורתית. הוא יעיל ביותר בשילוב עם כלי ושיטות אבטחה אחרות, כגון חומות אש, מערכות גילוי חדירות ותוכנות אנטי-וירוס, ליצירת אסטרטגיית הגנה מקיפה לעומק.
ש: האם ארגז חול יכול להגן מפני כל סוגי התוכנות הזדוניות?
א: בעוד ש-sandboxing הוא כלי יעיל לגילוי ובידוד סוגים רבים של תוכנות זדוניות, ייתכן שהוא לא יתפוס את כל האיומים. תוכנות זדוניות מסוימות יכולות להתחמק מגילוי sandbox על ידי שינוי התנהגותן או עיכוב הביצוע. שימוש בגישת אבטחה רב-שכבתית יכול לסייע בהתמודדות עם אתגרים אלה.
ש: האם ארגז חול יכול להשפיע על ביצועי המערכת או היישומים שלי?
א: שימוש ב-Sandbox יכול ליצור תקורה בביצועים עקב המשאבים הנוספים הנדרשים לווירטואליזציה או בידוד. השפעה זו יכולה להשתנות בהתאם לטכניקת ה-Sandbox ולאפליקציה הספציפית אליה משתמשים ב-Sandbox.
ש: מהי סביבת ארגז החול של Windows?
א: חלונות Sandbox מספק סביבת שולחן עבודה קלת משקל להפעלת יישומים בצורה בטוחה ובבודדת. Software שמותקן בתוך סביבת ארגז החול נשאר "ארגז חול" ופועל בנפרד מהמכונה המארחת. ארגז חול הוא זמני. כאשר הוא נסגר, כל התוכנות והקבצים והמצב שלהם נמחקים.
