我们程序的威胁来自于各个方面.在互联网高度发达的今天, 安全性问题已经是企业软件开发所必须面对的最重要的问题. 从安全学的一般意义上来讲,安全性主要体现在两个方面:

• 敏感数据的泄露
• 敏感数据的破坏

      从具体上来说, .NET 元数据机制的设计, 既方便了反射等强大特性的实现, 又同时给代码安全及程序运行时安全带来了巨大的隐患.迄今为止, 还未发现比较有效元数据可见性控制方法. 当然, 这不在本文的讨论范围之内. 我还是更愿意在这篇文章在针对.NET的内存分配机制讨论一个更具体的问题: 如何保护在内存中存储的敏感数据?

String的驻留机制带来的安全性问题

      String是代码中使用频率很高的对象类型. 为了提高字符串的处理速度, 节省内存空间, Microsoft为.NET String类设计了驻留机制. 其大概的逻辑模型是, 大部分String存储在一个类似的Hash Table中, string的内容是哈希表的key, 该key对应的value是string的内存地址. 这样内容相同的string实际上只是对应内存堆上同一个字符串.之所以说是大部分而不是全部, 是因为有一部分动态创建(concat)的string, 是不会进入这样一个虚拟的hash Table中的. 本文的最后附上String类的源代码, 有兴趣的同学可以研究研究:D

      这就带来了最主要的问题, 你无法准确控制或者预测一个特定字符串的生命周期. 一个以string形式呈现的敏感数据(比如密码)很有可能在内存中一直存在, 而你却预测它在超出某个特定函数的作用域的时候就被垃圾回收了. 这样, 当发生操作系统换页的时候(而这也往往是可能发生的), 这个敏感数据就被保存到本地文件pagefile.sys当中, 或者当操作系统休眠的时候, 敏感数据进入hiberfil.sys中.一个可能的敏感数据泄漏过程是:

使用SecureString类

      现在既然String靠不住了,我们能有什么简单的方法来特别的保护我的敏感数据吗? 幸运的是, .NET从Version 2.0开始, 为我们提供了一套基于DPAPI的解决方法 - SecureString.

      SecureString类具有以下特性：

• SecureString中的内容是加密之后的,而不是平文;

• 使用windows的加密方案DPAPI ;

• SecureString只能在基于NT的平台上使用

C#代码示例
public void MethodA()
{
     //using DPAPI to encrpt the sensitive content

     System.Security.SecureString password = new System.Security.SecureString();

     char[] pass = { 'p', 'a', 's', 's', 'w', 'o', 'r', 'd' };

     for (int i = 0; i < pass.Length; i++)
     {
         password.AppendChar(pass[i]);
     }

    password.MakeReadOnly();

    //pass the encrypted password through memory or file
}

public void MethodB(System.Security.SecureString password)
{
    string decryptedPassword = "";

    //copy the secure content to a long pointer

    IntPtr ptr = System.Runtime.InteropServices.Marshal.SecureStringToBSTR(password);

    try
    {
        //Convert secure content to string using DPAPI
        decryptedPassword = System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStringBSTR(ptr);
        //using the decrypted password to check
    }
    finally
    {
        System.Runtime.InteropServices.Marshal.ZeroFreeBSTR(ptr);
        password.Dispose();
    } 
}

NET技术：.NET : 如何保护内存中的敏感数据?，转载需保留来源！

郑重声明：本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。