gRPC 是一個高性能、開源和通用的 RPC 框架，面向移動和 HTTP/2 設計。目前提供 C、Java 和 Go 語言版本，分別是：grpc, grpc-java, grpc-go. 其中 C 版本支持C, C++, Node.js, Python, Ruby, Objective-C, PHP 和 C# 支持。
當前企業(yè)正在慢慢改用微服務架構來構建面向未來的應用程序，微服務使企業(yè)能夠有效管理基礎架構，輕松部署更新或改進，并幫助IT團隊的創(chuàng)新和學習。它還可以幫助企業(yè)能夠設計出可以輕松按需擴展的應用程序，此外，隨著企業(yè)轉(zhuǎn)換架構（從傳統(tǒng)的單片式服務過渡到微服務），出現(xiàn)了在微服務之間進行有效通信的需求。客戶端和服務器應用程序之間的這種關鍵而復雜的通信可以通過gRPC來處理，該框架促進了已連接系統(tǒng)之間的透明和高效的通信。盡管它很新（僅在2015年由Google開發(fā)），但它很快就獲得了普及和采用。
在此文中，趨勢科技將討論開發(fā)人員在轉(zhuǎn)向gRPC并在其項目中實現(xiàn)gRPC時可能面臨的安全隱患。由于安全的gRPC API在整個應用程序安全中起著至關重要的作用，因此趨勢科技提供了有關如何保護gRPC實施免受威脅并緩解風險的建議。
什么是gRPC？
gRPC可用于設計要求準確性、效率和語言獨立性的新協(xié)議，因為它支持服務器和客戶端的多種語言。這是一個云原生計算（CNCF）項目，并已被各大公司采用，例如流行的視頻流網(wǎng)站Netflix，金融服務公司Square和平臺即服務（PaaS）公司Docker。
將gRPC與其他RPC框架（例如SOAP和REST）進行了比較，盡管RESTful API被廣泛使用，并且通常使用HTTP在應用程序或服務與JavaScript Object Notation（JSON）數(shù)據(jù)格式之間交換信息，但是它們具有性能和基于文本的方向限制。
許多組織已經(jīng)將其API從REST遷移到gRPC，以利用更適合于服務間通信的gRPC二進制協(xié)議。默認情況下，gRPC使用HTTP / 2（基于二進制的協(xié)議）作為底層， HTTP / 2在一個TCP連接中支持多個流和請求，與其之前的HTTP / 1.0不同，HTTP / 1.0被設計為具有“單一請求，單一應答”方案。HTTP/1.1中的HTTP管道解決了這個問題，HTTP 2.0仍然具有更好的性能和更受支持。
HTTP / 1.0與HTTP / 2在請求和響應方面的不同之處
gRPC建立在協(xié)議緩沖區(qū)（或protobuf）之上，后者是Google的平臺和語言無關的機制，用于序列化結(jié)構化數(shù)據(jù)。序列化是將內(nèi)存中的對象轉(zhuǎn)換為字節(jié)流的過程，可以輕松地將其保存到文件中或通過網(wǎng)絡傳輸給其他應用程序。開發(fā)人員只描述一次數(shù)據(jù)接口，然后使用用于所選語言的協(xié)議緩沖區(qū)編譯器對其進行編譯。對于gRPC，協(xié)議緩沖區(qū)也用于定義RPC接口。
gRPC框架如何在在線零售應用程序中工作的圖示，該產(chǎn)品具有通過API進行交互的產(chǎn)品和支付服務
發(fā)送字符串消息的gRPC“ HelloWorld”演示示例
gRPC的潛在威脅和風險漏洞
gRPC支持多種編程語言，支持的語言中使用兩種類型的實現(xiàn)：使用語言本身的實現(xiàn)，以及封裝gRPC C-core編寫的代碼。這些封裝程序可以將以不同支持的語言編寫的調(diào)用轉(zhuǎn)換為C調(diào)用。盡管C語言實現(xiàn)通?？梢院芎玫貓?zhí)行，但由于需要實現(xiàn)更多功能以及內(nèi)存管理功能，因此開發(fā)人員將漏洞引入系統(tǒng)的可能性更高。另一方面，使用諸如Java或Go之類的語言，這些語言已經(jīng)實現(xiàn)了很多功能，并且還考慮了內(nèi)存管理問題，這降低了開發(fā)人員向系統(tǒng)中引入嚴重影響的漏洞的機會。值得注意的是，選擇合適的語言的重要性可能在保持系統(tǒng)更安全方面起著重要作用。
注意：1.可以使用純C＃實現(xiàn)或圍繞C的C＃封裝程序；2.純JavaScript實現(xiàn)以及與gRPC C-core的綁定（使用C ++附加組件）
不安全的數(shù)據(jù)傳輸通道和通道憑證
在遠程過程調(diào)用期間，數(shù)據(jù)很可能會傳輸?shù)侥繕朔掌?。這就是為什么開發(fā)人員應優(yōu)先考慮為數(shù)據(jù)傳輸設置安全通道。這樣做不僅可以防止數(shù)據(jù)泄漏，而且可以限制中間人（MiTM）攻擊，因為熟練的攻擊者可能會泄漏服務數(shù)據(jù)或向連接中注入惡意數(shù)據(jù)，這將干擾服務器。
數(shù)據(jù)泄漏可能會泄露有關你的服務或基礎結(jié)構的實施詳細信息，從而可能引發(fā)進一步的攻擊，甚至導致服務或基礎結(jié)構受到攻擊。這是從不安全的gRPC調(diào)用捕獲數(shù)據(jù)包的示例：
從不安全的gRPC調(diào)用捕獲數(shù)據(jù)包的示例
gRPC在整個基礎HTTP / 2協(xié)議以及各種身份驗證機制上支持TLS，選擇安全的實施是開發(fā)人員的責任。出于明顯的原因，應避免使用諸如“InsecureChannelCredentials”之類的關鍵字進行復制和粘貼模式。
趨勢科技已經(jīng)執(zhí)行Github.com代碼搜索
“InsecureChannelCredentials”關鍵字以及C ++語言限制（這是gRPC使用的常見限制）。搜索產(chǎn)生了超過11000個代碼結(jié)果。趨勢科技相信大量的搜索事件與演示和示例相關。但是，仍然有一些項目使用它們。
“InsecureChannelCredentials”代碼搜索結(jié)果
程序執(zhí)行漏洞
同樣，對于AWS Lambda函數(shù)，最大的漏洞隱藏在實際的遠程過程實現(xiàn)中。因為gRPC支持多種語言，所以趨勢科技建議新手開發(fā)人員使用內(nèi)存安全的語言，以避免嚴重影響內(nèi)存管理的漏洞，如緩沖區(qū)溢出或?qū)е逻h程代碼執(zhí)行（RCE）的UaF 漏洞。
但是，使用內(nèi)存安全語言仍然無法緩解代碼中可能出現(xiàn)的邏輯漏洞。為此，開發(fā)人員應為開發(fā)流程設置高標準，始終遵循安全軟件開發(fā)最佳實踐，并通過使用OWASP安全編碼實踐中的OWASP十大主動控制建議來實施主動控制。
即使在隔離的網(wǎng)絡或私有云內(nèi)部，也強烈建議對系統(tǒng)的關鍵部分使用集中式身份驗證機制。在配置錯誤的情況下，環(huán)境內(nèi)部的漏洞利用可能作為未授權訪問的入口點，這可能嚴重干擾gRPC服務。
趨勢科技還建議不要將gRPC身份驗證詳細信息硬編碼或提交給供應鏈管理（SCM）系統(tǒng)，尤其是面向公眾的系統(tǒng)。與其他任何憑據(jù)信息一樣，這些憑據(jù)信息應存儲在安全的位置，并且僅在需要時才進行訪問。這是一個gRPC憑證泄漏的示例，趨勢科技只是通過在GitHub上進行搜索而發(fā)現(xiàn)的：
在GitHub上找到的gRPC服務憑證示例
拒絕服務攻擊
最后，我們想討論趨勢科技的拒絕服務（DoS）攻擊發(fā)現(xiàn)。gRPC可以充當隔離環(huán)境中的“隱藏”消息服務，以及使用JSON格式的API替代面向公眾的REST API服務。
在此，趨勢科技想警告C / C ++ gRPC用戶一個已知的但仍未修復的漏洞，該漏洞會在服務重新啟動之前有效地拒絕服務調(diào)用。在短時間內(nèi)打開大量連接時會觸發(fā)該漏洞。實際上，這是由于Linux系統(tǒng)上打開的文件描述符的數(shù)量受到限制。
gRPC庫的C / C ++實現(xiàn)內(nèi)部的DoS攻擊示例
根據(jù)我們的研究，當套接字連接在很短的時間內(nèi)被打開，甚至在打開的套接字被關閉之后，這個漏洞就會被觸發(fā)。趨勢科技用Java和Go等非C語言封裝的其他語言測試了此實現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)它們不受此漏洞的影響。
趨勢科技提出了以下變通辦法，以幫助緩解在無法從一個平臺切換到另一個平臺的情況下發(fā)生DoS攻擊的風險：
1、通過執(zhí)行“sudo ulimit -n extendedNumber”來增加文件描述符的限制。
2、使用外部載荷平衡器和服務監(jiān)視器可以減少單個實例的載荷并關注服務狀態(tài)。
針對gRPC的安全建議
由于gRPC框架服務的可靠性和可伸縮性，使用該框架的企業(yè)數(shù)量不斷增加，因此應該有更廣泛的認識來保護該協(xié)議免受攻擊風險和威脅。
盡管gRPC支持系統(tǒng)之間的高效通信，但必須強調(diào)的是，確保這些系統(tǒng)之間的通信安全是開發(fā)人員的責任。gRPC提供了有關受支持的身份驗證機制的全面指南，該機制將與該協(xié)議一起使用，例如開發(fā)人員應遵循的使用SSL / TLS（具有或不具有基于Google令牌的身份驗證）的協(xié)議。另外，開發(fā)人員還可以選擇通過Credentials插件API插入自己的身份驗證系統(tǒng)。
開發(fā)人員還應該使用能夠驗證內(nèi)容的安全解決方案，以確保沒有惡意負載能夠通過從客戶機到服務器的消息滲透到系統(tǒng)中，反之亦然。
對于企業(yè)來說，確保關鍵數(shù)據(jù)在傳輸過程中保持安全、密切關注服務狀態(tài)并實施身份驗證和授權以確保數(shù)據(jù)安全的解決方案也至關重要。
gRPC框架是開發(fā)人員和企業(yè)構建API，應用程序和微服務的有效工具。但是，像它的前任一樣，它同樣可以不受風險和威脅的侵害。因此，應該強調(diào)安全解決方案、檢查和控制的必要性。