STRIDE威胁模型

🔍 一、STRIDE核心威胁解析与架构影响

STRIDE模型将安全威胁归纳为六类,覆盖完整攻击面,是架构设计阶段威胁建模的核心工具:

威胁类型 破坏的安全属性 典型攻击场景 架构影响
假冒 (Spoofing) 认证真实性 伪造IP/MAC、伪装合法用户 身份体系被攻破,信任链崩塌
篡改 (Tampering) 数据完整性 修改数据库记录、劫持API请求 数据可信度丧失,业务逻辑被操控
抵赖 (Repudiation) 不可否认性 删除操作日志、否认交易行为 审计失效,责任追溯无法实现
信息泄露 (Information Disclosure) 数据保密性 配置错误暴露云存储、硬编码密钥 敏感数据扩散,合规风险爆发
拒绝服务 (Denial of Service) 服务可用性 DDoS洪水攻击、资源耗尽(CPU/内存) 业务中断,用户体验崩塌
权限提升 (Elevation of Privilege) 权限可控性 缓冲区溢出获取root、滥用SUID程序 系统完全失控,攻击者获得持久化权限

💡 架构师洞察 :STRIDE威胁需在设计阶段介入(非运维期),修复成本可降低10倍。


🛡️ 二、纵深防御体系:STRIDE威胁的架构级应对

1. 假冒(Spoofing)防御方案
  • 强身份认证链
    • 服务间认证:mTLS双向证书鉴权(如Istio服务网格)
    • 用户认证:FIDO2硬件密钥 + 基于风险的自适应MFA
  • 凭证防泄漏设计
    • 密钥管理:HSM(硬件安全模块)托管主密钥,动态轮换周期≤90天
    • Token安全:JWT有效期≤10分钟,绑定客户端指纹(如Device ID+IP)
2. 篡改(Tampering)防御方案
  • 数据完整性保护
    • 传输层:TLS 1.3 + HSTS强制加密
    • 存储层:敏感字段HMAC-SHA256签名(如支付宝交易报文)
  • 运行时防护
    • 关键进程:代码签名 + 内存校验(如Windows Defender Credential Guard)
    • API安全:WAF语义分析拦截参数篡改(正则+AI双引擎)
3. 抵赖(Repudiation)防御方案
  • 不可抵赖证据链
    • 日志审计:结构化日志(JSON格式) + ELK实时分析,关键操作关联UserID/IP
    • 区块链存证:交易哈希上链(如Hyperledger Fabric),司法举证可用
  • 双人复核机制
    • 高危操作:审批工作流(如银行大额转账需二次确认)
4. 信息泄露(Information Disclosure)防御方案
  • 分层加密体系

    层级 技术措施 案例
    传输层 TLS 1.3 + 证书绑定 移动端防流量嗅探
    存储层 AES-256加密,密钥由KMS管理 AWS S3默认加密
    使用层 动态脱敏(如客服仅见信用卡末四位) GDPR合规场景
  • 零信任数据访问

    • 策略引擎:OpenPolicyAgent实现ABAC(属性基访问控制),按需授权
5. 拒绝服务(DoS)防御方案
  • 弹性防护架构
    Yes No 流量入口 云WAF清洗中心 合法流量? API网关 限流策略 后端集群 阻断 自动扩缩容组
    • 关键组件:
      • 流量清洗:Cloudflare/阿里云DDoS高防,识别恶意Bot
      • 资源隔离:Kubernetes Namespace配额限制,单服务故障隔离
6. 权限提升(EoP)防御方案
  • 最小权限实践
    • 进程权限:非root用户运行容器(如Docker --user 1000
    • 硬件隔离:特斯拉车联网的"娱乐域-控制域"物理隔离
  • 权限动态管控
    • JIT(Just-In-Time)权限:临时提升权限(如Vault临时Token)
    • 定期审计:自动化扫描IAM策略(如AWS IAM Access Analyzer)

⚙️ 三、STRIDE在系统开发生命周期中的实施框架

1. 威胁建模四步法
  1. 系统建模
    • 绘制DFD(数据流图),标注外部实体、进程、数据存储、信任边界
  2. 威胁识别
    • 为DFD元素标注STRIDE威胁(如数据库存储→面临篡改/信息泄露)
  3. 缓解设计
    • 调用预置措施库(如篡改威胁→启用HMAC校验)
  4. 验证优化
    • 通过DREAD模型量化风险优先级(评分≥7分需立即处理)
2. 工具链集成
工具 适用场景 自动化价值
Microsoft Threat Modeling Tool Windows生态应用 自动生成DFD+STRIDE映射
IriusRisk DevSecOps流水线 集成CI/CD,自动生成防护代码
OWASP Threat Dragon 跨平台Web应用 支持DREAD评分与ATT&CK映射

🔄 四、STRIDE与其他安全框架的协同

1. 与MITRE ATT&CK的战术融合
  • 策略-战术分层防御

    • STRIDE定位风险域(如"权限提升"对应架构缺陷) → ATT&CK提供具体检测方案(如监控T1055进程注入
  • 映射矩阵示例

    STRIDE威胁 ATT&CK战术 检测技术
    信息泄露 数据渗出(T1029) 网络DLP+UEBA异常行为分析
    拒绝服务 资源劫持(T1499) 云监控API调用频率突增告警
2. 与OWASP Top 10的互补
  • 交叉防护重点
    • STRIDE中"篡改" ≈ OWASP A1注入/A2访问控制
    • STRIDE中"信息泄露" ≈ OWASP A3敏感数据暴露
    • 组合应用可覆盖从设计到代码层的全链路风险

架构师行动清单

  1. 设计阶段:强制所有新系统设计包含DFD图与STRIDE威胁标注
  2. 技术选型
    • 认证层:集成FIDO2或Passkey无密码方案
    • 数据层:启用TDE透明加密 + KMS密钥轮换
  3. 运维管控
    • 每月执行DREAD威胁评分,优先处理≥7分项
    • 关键系统每年红蓝对抗,重点测试权限提升链