Java, SecurityManager, CyberSecurity

25.01.2025

Ich hatte neulich schon einmal begonnen, über die Nutzung des Java SecurityManager zur Erhöhung der Sicherheit von Java-Anwendungen zu schreiben.

Ich möchte hier diesen Faden noch einmal aufnehmen. Letztlich beleuchte ich nach wie vor nur eine von vielen Möglichkeiten, Anwendungen und Systeme resilienter zu machen: Sandboxing beziehungsweise Partitionierung.

Die Idee dahinter: Bereiche in der Anwendung, die mit sensiblen Assets umgehen sollen, dürfen möglichst keine Schwachstellen aufweisen. Daher sollte man solche Bereiche von anderen kapseln. Das kann geschehen, indem man eine Anwendung in mehrere Prozesse aufteilt und diese über Interprozess-Kommunikationsschnittstellen miteinander Daten austauschen lässt. Die Prozesse, die mit den eigentlichen sensiblen Assets arbeiten, dürfen nur Klassen aus ausgewählten Paketen benutzen. Das lässt sich übrigens hervorragend mittels Arch_Unit sicherstellen. Alle anderen Prozesse, die off-the-shelf Komponenten benutzen werden in eine Sandbox gesperrt, die die Rechte (Dateien schreiben/öffnen, Arbeiten mit Sockets, Ausführen von Code) des jeweiligen Prozesses stark einschränkt.

Diese Prozesse dürfen mit dem sensiblen Kern nur Daten austauschen, die entweder aus der Java Standardbibliothek stammen oder dediziert für die Anwendung erstellt wurden.

Das Sandboxing einzelner Prozesse kann für Java-Anwendungen mittels des SecurityManagers geschehen. Allerdings - und da stimme ich der Begründung für die Deprecation des SecurityManagers zu - ist dieser sehr schwer zu konfigurieren und noch schwieriger ist es, dies fehlerlos zu tun - also alles zu vermeiden, das aus dem Code heraus die konfigurierten Regeln für den SecurityMAnager wieder außer Kraft setzt.

Dazu existieren diverse Ressourcen im Internet.

Ich habe hier einige Quelltexte angehängt, mit denen ich die Möglichkeit skizzieren möchte, eine solche Partitionierung umzusetzen: Ich nehme an, dass die Anwendung Multimediainhalte in Gestalt von Bitmap-Graphiken laden können muss - da in der Vergangenheit immer wieder Lücken in Decodern für Multimediainhalten gefunden wurden, stellt das eine Bedrohung dar, der wir begegnen müssen. Das wird getan, indem das Laden der Graphiken in einen eigenen Prozess ausgelagert wird. Nach erfolgreicher Dekidierung der Inhalte werden diese in eine Instanz einer Klasse gepackt, die die Java-Standardbibliothek dafür anbietet und anschließend werden diese Instanzen über eine IPC-Schnittstelle an den zweiten Prozess übergeben, der hier beispielhaft für den steht, der unsere sensigble Assets verarbeitet.

Wenn nun ein speziell dafür erstelltes Bild eine Verwundbarkeit des Dekoders für das jeweilige Bildformat auslöst, kann im schlimmsten Fall Schadcode nachgeladen werden, der aber nur im Kontext unseres sandboxed Prozesses ausgeführt wird - und damit hat er keine Möglichkeit, irgendwelchen Schaden anzurichten: Der Zugriff auf wichtige Assets ist unmöglich, da diese in einem anderen Prozess existieren und etwaige Aktionen auf dem System auszuführen, die Schaden anrichten würden ist durch das Einsperren in der Sandbox unmöglich geworden.

import javax.management.*;
import java.lang.management.ManagementFactory;

public class JMXA { public static void main(String[] args) throws MalformedObjectNameException, NotCompliantMBeanException, InstanceAlreadyExistsException, MBeanRegistrationException, InterruptedException { ObjectName objectName = new ObjectName("com.baeldung.ipc:type=basic,name=test");

MBeanServer server = ManagementFactory.getPlatformMBeanServer(); server.registerMBean(new IPCTest(), objectName); while(true) { java.lang.Thread.currentThread().sleep(1000); } } }

import javax.management.JMX;
import javax.management.MalformedObjectNameException;
import javax.management.ObjectName;
import javax.management.remote.JMXConnector;
import javax.management.remote.JMXConnectorFactory;
import javax.management.remote.JMXServiceURL;
import java.io.IOException;

public class JMXB { public static void main(String[] args) throws IOException, MalformedObjectNameException { JMXServiceURL url = new JMXServiceURL("service:jmx:rmi:///jndi/rmi://localhost:1234/jmxrmi"); try (JMXConnector jmxc = JMXConnectorFactory.connect(url, null)) { ObjectName objectName = new ObjectName("com.baeldung.ipc:type=basic,name=test");

IPCTestMBean mbeanProxy = JMX.newMBeanProxy(jmxc.getMBeanServerConnection(), objectName, IPCTestMBean.class, true); java.awt.image.RenderedImage bimg= Utilities.createTestImage(new java.awt.BasicStroke(3), Color.BLUE,0,0); javax.swing.ImageIcon imageIcon=new javax.swing.ImageIcon((java.awt.Image)bimg);

mbeanProxy.sendMessage(imageIcon); } } }

public class Utilities
{
    private Utilities()
    {
        super();
    }
    public static java.awt.image.BufferedImage createTestImage(java.awt.Stroke stroke, java.awt.Paint paint, int counter, int stepsize)
    {
        java.awt.image.BufferedImage bimg = new java.awt.image.BufferedImage(640, 480, java.awt.image.BufferedImage.TYPE_BYTE_INDEXED);
        java.awt.Graphics2D g2 = bimg.createGraphics();
        g2.setRenderingHint(java.awt.RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, java.awt.RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        g2.setPaint(java.awt.Color.WHITE);
        g2.setStroke(stroke);
        g2.fillRect(0, 0, 640, 480);
        g2.setPaint(paint);
        g2.drawOval(counter * stepsize, counter * stepsize, 200, 200);
        g2.dispose();
        return bimg;
    }
}
public interface IPCTestMBean
{
    void sendMessage(javax.swing.ImageIcon message);
}
public class IPCTest implements IPCTestMBean
{
    @Override
    public void sendMessage(javax.swing.ImageIcon message)
    {
        javax.swing.JFrame f=new javax.swing.JFrame();
        javax.swing.JLabel l=new javax.swing.JLabel(message);
        f.setContentPane(l);
        f.pack();
        f.setVisible(true);
    }
}

Artikel, die hierher verlinken

Java SecurityManager und Compartmentalization

06.07.2025

Ich haber bereits wiederholt über den Java SecurityManager geschrieben. Heute will ich ihn nutzen, um ein Konzept sicherer Softwareentwicklung zu illustrieren.

Motion JPEG Erzeugung aus Java heraus

07.02.2025

Da ich mich in den letzten Wochen wieder einmal mit Javas Sicherheitsmechanismen und dem Erzeugen von Animationen beschäftigt habe, habe ich den Entschluss gefasst, die bisher mittels JMF AVIs in dWb+ zu erstetzen - nur wodurch?

Alle Artikel rss Wochenübersicht Monatsübersicht Codeberg Repositories Mastodon Über mich home xmpp


Vor 5 Jahren hier im Blog

  • Precision Time Protocol

    15.10.2021

    Durch meinen Neffen wurde ich neulich auf ein Video im Internet aufmerksam gemacht, aus dem ich von der Existenz des Protokolls PTP oder Precision Time Protocol erfuhr. Hier einige Gedanken dazu

    Weiterlesen

Neueste Artikel

  • HexInspector Komponente in Java

    Als ich diese Lösung zur Darstellunbg und Analyse von beliebigen strukturierten Daten fand (das Beispiel erledigt das für ASN.1 kodierte Informationen), fasste ich den Entschluss, dass ich eine entsprechende Komponente in Java realisieren wollte.

    Weiterlesen
  • sQLshell Version 7.9pre4 build 11358

    Eine neue Version der sQLshell ist verfügbar!

    Weiterlesen
  • Fallstudie elektronische Signatur

    Ein Influenzer würde einen solchen Artikel beginnen mit "Ich werde immer wieder gefragt, warum..." Da ich keiner bin kann ich so etwas nicht tun – statt dessen erläutere ich einfach das Szenario: Ich pflege diverse Open Source Projekte, die sich mit PKI und kryptographischen Timestamps. Jedoch benutzt die sQLshell elektronische Signaturen nur für die Verteilung der diversen Plugins.

    Weiterlesen

Manche nennen es Blog, manche Web-Seite - ich schreibe hier hin und wieder über meine Erlebnisse, Rückschläge und Erleuchtungen bei meinen Hobbies.

Wer daran teilhaben und eventuell sogar davon profitieren möchte, muss damit leben, daß ich hin und wieder kleine Ausflüge in Bereiche mache, die nichts mit IT, Administration oder Softwareentwicklung zu tun haben.

Ich wünsche allen Lesern viel Spaß und hin und wieder einen kleinen AHA!-Effekt...

PS: Meine öffentlichen Codeberg-Repositories findet man hier.