Programmierer erobern Sicherheit OWASP Top 10 API-Serie — Mangel an Ressourcen und Ratenbegrenzung

Mit dem Mangel an Ressourcen und der Ratenbegrenzung verhält sich die API-Schwachstelle fast genau so, wie sie im Titel beschrieben wird. Jede API verfügt über begrenzte Ressourcen und Rechenleistung, die ihr je nach Umgebung zur Verfügung stehen. Die meisten müssen auch Anfragen von Benutzern oder anderen Programmen bearbeiten, die sie auffordern, die gewünschte Funktion auszuführen. Diese Schwachstelle tritt auf, wenn zu viele Anfragen gleichzeitig eingehen und die API nicht über genügend Rechenressourcen verfügt, um diese Anfragen zu bearbeiten. Die API kann dann nicht mehr verfügbar sein oder nicht mehr auf neue Anfragen reagieren.

APIs werden anfällig für dieses Problem, wenn ihre Raten- oder Ressourcenlimits nicht korrekt eingestellt sind oder wenn Limits im Code undefiniert bleiben. Eine API kann dann überlastet werden, wenn z. B. ein Unternehmen eine besonders geschäftige Zeit erlebt. Es ist aber auch eine Sicherheitsschwachstelle, da Bedrohungsakteure ungeschützte APIs absichtlich mit Anfragen überlasten können, um Denial-of-Service-Angriffe (DDoS) durchzuführen.  

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Lassen Sie uns ein wenig tiefer gehen.

Was sind einige Beispiele für den Mangel an Ressourcen und die Rate, die die Anfälligkeit der API einschränken?

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie sich diese Sicherheitslücke in eine API einschleichen kann. Die erste ist, wenn ein Programmierer einfach nicht definiert, wie hoch die Drosselungsraten für eine API sein sollen. Vielleicht gibt es irgendwo in der Infrastruktur eine Standardeinstellung für Drosselungsraten, aber sich darauf zu verlassen, ist keine gute Strategie. Stattdessen sollten die Raten für jede API individuell festgelegt werden. Dies gilt insbesondere deshalb, weil APIs sehr unterschiedliche Funktionen sowie verfügbare Ressourcen haben können.

Zum Beispiel könnte eine interne API, die nur einige wenige Benutzer bedienen soll, eine sehr niedrige Drosselungsrate haben und problemlos funktionieren. Eine öffentlich zugängliche API, die Teil einer E-Commerce-Website ist, benötigt jedoch höchstwahrscheinlich eine außergewöhnlich hohe Drosselungsrate, um die Möglichkeit eines Anstiegs der gleichzeitigen Benutzer zu kompensieren. In beiden Fällen sollten die Drosselungsraten auf der Grundlage der erwarteten Anforderungen, der Anzahl der potenziellen Benutzer und der verfügbaren Rechenleistung definiert werden.

Besonders bei APIs, die wahrscheinlich sehr stark ausgelastet sind, könnte es verlockend sein, die Preise auf unbegrenzt zu setzen, um die Leistung zu maximieren. Dies könnte mit einem einfachen Stück Code erreicht werden (als Beispiel verwenden wir das Python Django REST Framework):

"DEFAULT_THROTTLE_RATES: {
       "anon: None,
       "user: None

In diesem Beispiel können sowohl anonyme Benutzer als auch solche, die dem System bekannt sind, die API beliebig oft kontaktieren, ohne Rücksicht auf die Anzahl der Anfragen im Laufe der Zeit. Dies ist eine schlechte Idee, denn egal wie viele Rechenressourcen einer API zur Verfügung stehen, Angreifer können Dinge wie Botnets einsetzen, um sie schließlich zu verlangsamen oder möglicherweise ganz offline zu schalten. Wenn das passiert, wird gültigen Benutzern der Zugriff verweigert und der Angriff ist erfolgreich.

Beseitigung von Ressourcenmangel und ratenbegrenzenden Problemen

Für jede API, die von einer Organisation eingesetzt wird, sollten die Drosselungsraten im Code definiert sein. Dies könnte Dinge wie Ausführungszeitüberschreitungen, den maximal zulässigen Speicher, die Anzahl der Datensätze pro Seite, die an einen Benutzer zurückgegeben werden können, oder die Anzahl der zulässigen Prozesse innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens umfassen.

Aus dem obigen Beispiel könnte man, anstatt die Drosselungsraten weit offen zu lassen, sie eng definieren mit unterschiedlichen Raten für anonyme und bekannte Benutzer.

"DEFAULT_THROTTLE_RATES: {
       "anon: config("THROTTLE_ANON, default=200/hour),
       "user: config("THROTTLE_USER, default=5000/hour)

In dem neuen Beispiel würde die API anonyme Benutzer auf 200 Anfragen pro Stunde beschränken. Bekannte Benutzer, die bereits vom System überprüft wurden, erhalten mit 5.000 Anfragen pro Stunde mehr Spielraum. Aber auch sie sind begrenzt, um eine versehentliche Überlastung zu Spitzenzeiten zu verhindern oder um zu kompensieren, wenn ein Benutzerkonto kompromittiert und für einen Denial-of-Service-Angriff verwendet wird.

Als abschließende gute Praxis ist es eine gute Idee, eine Benachrichtigung für Benutzer anzuzeigen, wenn sie die Drosselungsgrenzen erreicht haben, zusammen mit einer Erklärung, wann diese Grenzen zurückgesetzt werden. Auf diese Weise wissen gültige Benutzer, warum eine Anwendung ihre Anfragen ablehnt. Dies kann auch hilfreich sein, wenn gültigen Benutzern, die genehmigte Aufgaben ausführen, der Zugriff auf eine API verweigert wird, da dies dem Betriebspersonal signalisieren kann, dass die Drosselung erhöht werden muss.

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