Bezpieczeństwo serverless: Jak chronić aplikacje w modelu FaaS (AWS Lambda, Azure Functions)?

Architektura serverless, a w szczególności model Functions-as-a-Service (FaaS), to jedna z najbardziej rewolucyjnych zmian w paradygmacie tworzenia i wdrażania aplikacji w chmurze. Obietnica jest niezwykle kusząca: deweloperzy mogą skupić się wyłącznie na pisaniu kodu realizującego logikę biznesową, a cała odpowiedzialność za zarządzanie serwerami, skalowanie, łatanie i utrzymanie infrastruktury jest delegowana do dostawcy chmury, takiego jak AWS (z usługą Lambda) czy Microsoft (z Azure Functions). Aplikacja nie działa już jako monolityczny, stale uruchomiony proces, lecz jako zbiór małych, niezależnych funkcji, które są uruchamiane „na żądanie” i istnieją tylko przez kilkaset milisekund, a płaci się wyłącznie za faktyczny czas ich wykonania.

Jednak ta rewolucja w architekturze pociąga za sobą równie rewolucyjną zmianę w podejściu do bezpieczeństwa. W świecie serverless znikają tradycyjne punkty odniesienia. Nie ma już systemu operacyjnego, który można „utwardzić”, serwera aplikacyjnego do skonfigurowania ani agenta EDR, którego można zainstalować. Powierzchnia ataku całkowicie się zmienia, a uwaga zespołów bezpieczeństwa musi przenieść się z ochrony infrastruktury na ochronę samego kodu, jego uprawnień i zdarzeń, które go wyzwalają. To nowy, efemeryczny świat, który wymaga nowego zestawu reguł i narzędzi obronnych.

Czym jest architektura serverless i model FaaS (Functions-as-a-Service)?

Architektura serverless to model tworzenia i uruchamiania aplikacji, w którym dostawca chmury jest w pełni odpowiedzialny za zarządzanie infrastrukturą serwerową. Nazwa „serverless” (bezserwerowy) jest nieco myląca – serwery oczywiście wciąż istnieją, ale są one całkowicie abstrakcyjne z perspektywy dewelopera. Nie musi on ich provisionować, konfigurować, łatać ani skalować.

FaaS (Functions-as-a-Service) jest najpopularniejszym wcieleniem architektury serverless. W tym modelu, aplikacja jest dekomponowana na małe, bezstanowe funkcje, z których każda odpowiada za wykonanie jednej, konkretnej operacji (np. przetworzenie obrazka, obsługa zapytania API, zapis do bazy danych). Każda taka funkcja jest wgrywana na platformę FaaS (np. AWS Lambda, Azure Functions, Google Cloud Functions), gdzie pozostaje w stanie uśpienia.

Funkcja jest „budzona” i uruchamiana tylko wtedy, gdy nastąpi określone zdarzenie (event), zwane wyzwalaczem (trigger). Wyzwalaczem może być zapytanie HTTP do API Gateway, wgranie nowego pliku do zasobnika S3, nowa wiadomość w kolejce SQS czy zmiana w bazie danych DynamoDB. Po wykonaniu swojego zadania, funkcja ponownie „zasypia”. Ten model, napędzany zdarzeniami, pozwala na ogromną skalowalność i efektywność kosztową.

Jak zmienia się model odpowiedzialności za bezpieczeństwo w architekturze serverless?

Przejście na model serverless wiąże się z fundamentalną zmianą w modelu współdzielonej odpowiedzialności (shared responsibility model) między klientem a dostawcą chmury. W tradycyjnym modelu IaaS (Infrastructure-as-a-Service), gdzie wynajmujemy wirtualne serwery, dostawca odpowiada za bezpieczeństwo „chmury” (czyli fizycznej infrastruktury), a klient za bezpieczeństwo „w chmurze” (systemu operacyjnego, sieci, aplikacji).

W modelu FaaS/serverless, odpowiedzialność dostawcy chmury jest znacznie szersza. Oprócz fizycznego bezpieczeństwa, przejmuje on na siebie pełną odpowiedzialność za zabezpieczenie, łatanie i hardening całego środowiska uruchomieniowego – od hypervisora, przez system operacyjny, aż po środowisko wykonawcze dla danego języka programowania (np. Python, Node.js). To ogromne odciążenie dla zespołów operacyjnych.

Jednak odpowiedzialność klienta wcale nie znika – przesuwa się ona „wyżej” w stosie. W modelu serverless, klient jest w 100% odpowiedzialny za:

• Bezpieczeństwo samego kodu funkcji: Ochrona przed podatnościami w pisanym kodzie i używanych bibliotekach.
• Zarządzanie uprawnieniami (IAM): Nadawanie każdej funkcji jak najmniejszych, niezbędnych uprawnień do działania.
• Bezpieczną konfigurację wyzwalaczy i usług: Zabezpieczenie np. API Gateway czy zasobników S3, które inicjują wykonanie funkcji.
• Ochronę danych przetwarzanych i przechowywanych przez funkcję.

Na czym polegają ataki typu „event injection” i dlaczego są one największym zagrożeniem dla funkcji serverless?

W tradycyjnych aplikacjach webowych, jednym z największych zagrożeń były ataki typu SQL Injection czy Command Injection, polegające na wstrzyknięciu złośliwego kodu do zapytania i wykonaniu go przez serwer. W świecie serverless, odpowiednikiem i zagrożeniem numer jeden są ataki typu event injection.

Funkcje serverless są z natury napędzane przez zdarzenia (events). Zdarzeniem może być zapytanie HTTP, zawartość pliku JSON, wiadomość z kolejki czy rekord z bazy danych. Atak typu event injection ma miejsce, gdy atakujący jest w stanie spreparować zawartość takiego zdarzenia w taki sposób, aby zmusić funkcję do wykonania niezamierzonych przez dewelopera operacji.

Wyobraźmy sobie prostą funkcję Lambda, która po wgraniu obrazka do S3, odczytuje jego nazwę z obiektu zdarzenia i używa jej do wykonania polecenia w powłoce systemowej (np. do zmiany rozmiaru za pomocą programu ImageMagick). Jeśli deweloper nie przeprowadzi odpowiedniej walidacji i sanityzacji nazwy pliku, atakujący może wgrać plik o nazwie mojobrazek.jpg; rm -rf /, próbując wstrzyknąć dodatkową, złośliwą komendę. Ponieważ każda funkcja ma dostęp do tymczasowego systemu plików, taki atak, w połączeniu z nadmiernymi uprawnieniami, może prowadzić do poważnych konsekwencji. Ochrona przed event injection wymaga rygorystycznej walidacji wszystkich danych wejściowych pochodzących ze zdarzeń.

Dlaczego nadmierne uprawnienia (IAM) przypisane do funkcji są tak krytycznym ryzykiem?

W architekturze serverless, zarządzanie tożsamością i dostępem (IAM) staje się absolutnie centralnym i najważniejszym mechanizmem kontroli bezpieczeństwa. Każda pojedyncza funkcja (np. AWS Lambda) wykonuje się w kontekście przypisanej do niej roli IAM, która definiuje, do jakich innych usług i zasobów w chmurze ma ona dostęp.

Jednym z najczęstszych i najgroźniejszych błędów jest tworzenie jednej, szerokiej roli IAM (tzw. „fat function role”) i przypisywanie jej do wielu różnych funkcji. Taka rola często zawiera uprawnienia, których większość funkcji w ogóle nie potrzebuje, np. pełny dostęp do wszystkich zasobników S3 w koncie lub uprawnienia do zapisu w każdej tabeli DynamoDB.

Stanowi to ogromne ryzyko. Jeśli atakujący zdoła znaleźć podatność (np. typu event injection) w jednej, nawet najprostszej funkcji, która ma przypisaną taką szeroką rolę, automatycznie dziedziczy on wszystkie jej nadmierne uprawnienia. Może on następnie wykorzystać tę skompromitowaną funkcję jako „proxy” do przeprowadzenia ataku na inne, krytyczne zasoby w chmurze – wykradając dane z S3, usuwając rekordy z bazy danych czy nawet tworząc nowe, złośliwe zasoby. Kluczem do bezpieczeństwa serverless jest rygorystyczne stosowanie zasady najmniejszych uprawnień i tworzenie dedykowanej, minimalistycznej roli IAM dla każdej pojedynczej funkcji z osobna.

Czym jest OWASP Serverless Top 10 i jak pomaga w identyfikacji kluczowych ryzyk?

OWASP (Open Web Application Security Project) to globalna organizacja non-profit, która tworzy i publikuje darmowe, otwarte standardy i najlepsze praktyki w dziedzinie bezpieczeństwa aplikacji. Oprócz słynnej listy OWASP Top 10 dla aplikacji webowych, organizacja ta stworzyła również dedykowaną listę OWASP Serverless Top 10.

Jest to dokument, który identyfikuje i szereguje dziesięć najpoważniejszych i najczęściej występujących ryzyk bezpieczeństwa w aplikacjach opartych na architekturze serverless. Stanowi on bezcenny przewodnik dla deweloperów, architektów i specjalistów ds. bezpieczeństwa, pozwalając im skupić swoje wysiłki na najważniejszych obszarach.

Lista ta, oprócz wspomnianych już ataków injection (S-T1) i błędów w uwierzytelnianiu (S-T2, co w dużej mierze dotyczy IAM), zwraca uwagę na inne kluczowe ryzyka, takie jak wyciek wrażliwych danych (S-T3), niewystarczające logowanie i monitoring (S-T10), podatności w komponentach firm trzecich (S-T6) czy błędną konfigurację (S-T4). Korzystanie z OWASP Serverless Top 10 jako checklisty podczas projektowania, tworzenia i audytowania aplikacji serverless jest jedną z najlepszych praktyk w branży.

Jak nFlo może pomóc w audycie i zabezpieczeniu aplikacji serverless?

W nFlo posiadamy głęboką wiedzę i praktyczne doświadczenie w zabezpieczaniu nowoczesnych, chmurowych architektur, w tym aplikacji opartych na modelu serverless. Rozumiemy unikalne wyzwania tego paradygmatu i wiemy, gdzie szukać ukrytych ryzyk, które często umykają tradycyjnym podejściom do bezpieczeństwa.

Naszą kluczową usługą w tym obszarze jest specjalistyczny audyt bezpieczeństwa aplikacji serverless. W ramach audytu, nasz zespół ekspertów przeprowadza kompleksową analizę, obejmującą wszystkie kluczowe aspekty:

• Przegląd kodu źródłowego funkcji w poszukiwaniu podatności, zwłaszcza typu event injection.
• Analizę konfiguracji ról i polityk IAM w celu identyfikacji i eliminacji nadmiernych uprawnień.
• Przegląd konfiguracji wyzwalaczy (np. API Gateway) i powiązanych usług.
• Skanowanie zależności w poszukiwaniu podatnych bibliotek.

Na podstawie audytu, dostarczamy szczegółowy raport z konkretnymi, możliwymi do wdrożenia rekomendacjami. Co więcej, aktywnie wspieramy zespoły deweloperskie we wdrażaniu tych zaleceń, pomagając w budowaniu bezpiecznych wzorców i integracji automatycznych kontroli bezpieczeństwa (np. skanerów SCA) bezpośrednio w potoku CI/CD, zgodnie z najlepszymi praktykami DevSecOps. Naszym celem jest zapewnienie, że Twoja organizacja może czerpać wszystkie korzyści z innowacyjności serverless, nie narażając się na nowe, nieznane ryzyka.