007 - stride-pasta-guide

STRIDE & PASTA 威胁建模指南

对系统、API 和 AI 代理进行威胁建模的实用指南。
在执行 007 threat-model 或任何需要结构化威胁识别的安全分析时使用。

何时使用什么方法

经验法则：

• 快速代码审查或 PR？-> 对变更组件使用 STRIDE
• 新系统设计或架构审查？-> PASTA 完整流程
• 含敏感数据的生产系统？-> 两者结合（PASTA 用于策略，STRIDE 用于每个组件）

STRIDE 演练

STRIDE 将威胁分为六种类型。对每种类型问：“攻击者能对我的系统这样做吗？”

S – 欺骗（身份）

问题： 有人能冒充其他用户、服务或组件吗？

示例：

# 无认证的 API
GET /api/users/123/data # 任何人都可以访问任何用户的数据

# 使用弱密钥伪造的 JWT
jwt.encode({"user_id": "admin", "role": "superuser"}, "password123")

# 无来源验证的 Webhook
POST /webhooks/payment # 无签名验证，任何人都可以发送伪造事件

检测模式： 缺少认证中间件、硬编码/弱密钥、服务间无双向 TLS。

缓解措施： 强认证（OAuth 2.0、mTLS）、HMAC 签名验证、API 密钥轮换。

T – 篡改（数据完整性）

问题： 有人能篡改传输中、静态或处理中的数据吗？

示例：

# 修改数据的 SQL 注入
POST /api/transfer {"amount": "100; UPDATE accounts SET balance=999999 WHERE id=1"}

# HTTP（非 HTTPS）上的中间人攻击
# 攻击者拦截并修改 API 响应

# 未签名的配置文件
config.yaml 加载时无完整性检查 -> 攻击者将 log_level 修改为 DEBUG 以暴露密钥

检测模式： 无输入验证、HTTP 端点、文件缺少完整性检查、无校验和。

缓解措施： 输入验证/清理、所有地方使用 HTTPS、已签名的构件、数据库约束。

R – 抵赖（问责制）

问题： 有人能执行操作后否认吗？

示例：

# 金融交易无审计日志
def transfer_money(from_acc, to_acc, amount):
db.execute("UPDATE accounts …") # 无记录谁、何时、为何操作

# 日志存储在同一服务器上（攻击者可删除）
# 用户在未授权访问后删除自己的审计追踪

检测模式： 缺少审计日志、无时间戳/用户 ID 的日志、可变的日志存储、无日志转发。

缓解措施： 不可变的审计日志（仅追加）、集中日志记录（SIEM）、已签名的日志条目、一次写入存储。

I – 信息泄露

问题： 有人能访问他们不应看到的数据吗？

示例：

# 生产环境 API 响应中的堆栈跟踪
{
"error": "NullPointerException at com.app.UserService.getUser(UserService.java:42)",
"database": "postgresql://admin:s3cret@db.internal:5432/users"
}

# 通过 Web 服务器暴露的 .env 文件
GET /.env # 返回 API_KEY=sk-live-xxxxx, DB_PASSWORD=…

# 详细错误消息
"用户 admin@company.com 未找到" vs "无效凭证"（泄露有效邮箱）

检测模式： 生产环境中的详细错误、暴露的配置文件、端点缺少访问控制、调试模式启用。

缓解措施： 通用错误消息、密钥存放在保险库（非环境文件）、所有端点访问控制、生产环境禁用调试。

D – 拒绝服务

问题： 有人能使系统不可用吗？

示例：

# 无分页的无界查询
GET /api/users # 返回 1000 万条记录，服务器崩溃

# ReDoS – 正则表达式拒绝服务
import re
re.match(r"(a+)+$", "aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa!") # 指数级回溯

# 昂贵操作无速率限制
POST /api/reports/generate # 每个请求需要 30 秒和 2GB 内存

检测模式： 缺少速率限制、无界查询、无超时的正则表达式、容器无资源限制。

缓解措施： 速率限制、分页、查询限制、断路器、资源配额、CDN/WAF。

E – 权限提升

问题： 有人能获得他们不应拥有的权限吗？

示例：

# IDOR – 不安全的直接对象引用
GET /api/users/123/admin–panel # 仅检查用户是否登录，而非是否是管理员

# 通过批量赋值的角色操纵
POST /api/register {"name": "John", "email": "john@test.com", "role": "admin"}

# 路径遍历
GET /api/files?path=../../etc/passwd

检测模式： 缺少授权检查（不仅仅是认证）、批量赋值漏洞、路径遍历、不安全的反序列化。

缓解措施： 基于角色的访问控制（RBAC）、可赋值字段的白名单、输入路径验证、最小权限原则。

PASTA 7 阶段演练

Process for Attack Simulation and Threat Analysis（攻击模拟与威胁分析流程）

阶段 1：定义目标

任务： 将安全分析与业务目标对齐。

业务目标："安全处理支付"
安全目标："防止未授权交易和数据暴露"
合规：PCI-DSS、LGPD
风险偏好：低（金融数据）

阶段 2：定义技术范围

任务： 映射范围内的所有技术组件。

组件：
– 前端：React SPA（app.example.com）
– API 网关：Kong（api.example.com）
– 后端：FastAPI（内部）
– 数据库：PostgreSQL（内部）
– 队列：RabbitMQ（内部）
– 外部：Stripe API、SendGrid
– 基础设施：AWS ECS、RDS、S3

阶段 3：应用分解

任务： 创建数据流图，识别信任边界。

信任边界：
[互联网] –HTTPS–> [WAF/CDN] –HTTPS–> [API 网关]
[API 网关] –mTLS–> [后端服务]
[后端] –TLS–> [数据库]
[后端] –HTTPS–> [Stripe API]

数据流：
用户凭证 -> API 网关 -> 认证服务 -> 数据库
支付数据 -> API 网关 -> 支付服务 -> Stripe
Webhook 事件 -> Stripe -> API 网关 -> 支付服务

阶段 4：威胁分析

任务： 对阶段 3 中的每个组件使用 STRIDE 识别威胁。

对跨越信任边界的每个数据流应用 STRIDE。

阶段 5：漏洞分析

任务： 将已知漏洞映射到已识别的威胁。

工具：OWASP ZAP、Semgrep、依赖审计（npm audit、pip-audit）
CVE 数据库：NVD、GitHub Advisory
现有发现：渗透测试报告、漏洞赏金报告

阶段 6：攻击建模

任务： 为高优先级威胁构建攻击树。

（参见下面的攻击树部分）

阶段 7：风险与影响分析

任务： 按业务影响和可能性对威胁排序。

使用下面的威胁文档模板为每个威胁评分。

构建攻击树

攻击树将目标分解为子目标，使用与/或关系。

目标：窃取用户支付数据
├── 或：直接攻破数据库
│ ├── 与：找到 SQL 注入点
│ │ ├── 识别未清理的输入字段
│ │ └── 构造注入有效载荷
│ └── 与：获取数据库凭证
│ ├── 找到暴露的 .env 文件
│ └── 或：通过 SSRF 访问
├── 或：拦截传输中的数据
│ ├── 将 HTTPS 降级为 HTTP
│ └── 攻破 TLS 证书
├── 或：利用 API 漏洞
│ ├── 与：支付端点的 BOLA
│ │ ├── 枚举用户 ID
│ │ └── 无授权访问 /users/{id}/payments
│ └── 用户对象的批量赋值
└── 或：社交工程
├── 钓鱼管理员凭证
└── 攻破开发者笔记本电脑

每个叶节点 = 可操作的缓解威胁。

威胁文档模板

对每个识别的威胁使用此模板：

### THREAT-{ID}：{短标题}

**类别：** STRIDE 类别（S/T/R/I/D/E）
**组件：** 受影响的系统组件
**攻击向量：** 攻击者如何利用此漏洞
**前提条件：** 攻击者需要什么（访问级别、知识、工具）

**影响：**
– 机密性：高/中/低
– 完整性：高/中/低
– 可用性：高/中/低
– 业务影响：业务后果描述

**概率：** 高/中/低
**严重程度：** 严重/高/中/低（影响 × 概率）

**证据/检测：**
– 如何检测此漏洞是否被利用
– 日志模式、监控告警

**缓解措施：**
– [ ] 短期修复（热修复）
– [ ] 长期修复（架构性）
– [ ] 需添加的监控/告警

**状态：** 开放 | 已缓解 | 已接受 | 已转移
**负责人：** 负责的团队/人员
**截止日期：** YYYY-MM-DD

示例：对 Webhook 端点进行威胁建模

上下文： POST /webhooks/stripe 接收来自 Stripe 的支付事件。

STRIDE 分析

关键实现

import hmac
import hashlib

def verify_stripe_webhook(payload: bytes, signature: str, secret: str) –> bool:
"""在处理任何 webhook 逻辑之前始终验证。"""
timestamp, sig = parse_stripe_signature(signature)

# 防止重放攻击（拒绝超过 5 分钟的事件）
if abs(time.time() – int(timestamp)) > 300:
return False

expected = hmac.new(
secret.encode(), f"{timestamp}.{payload.decode()}".encode(), hashlib.sha256
).hexdigest()
return hmac.compare_digest(expected, sig)

示例：对具有工具访问权限的 AI 代理进行威胁建模

上下文： 可访问文件系统、API 调用和数据库查询的 AI 代理。

STRIDE 分析

AI 代理的关键控制措施

agent_security:
tool_access:
file_system: READ_ONLY # 默认
writable_paths: ["/tmp/agent-workspace/"] # 显式白名单
blocked_paths: ["~/.ssh", "~/.aws", ".env"]
max_file_size: 1MB

execution_limits:
max_iterations: 25
max_tokens_per_request: 4000
max_total_tokens: 100000
timeout_seconds: 120
max_tool_calls: 50

monitoring:
log_all_tool_calls: true
alert_on_file_write: true
alert_on_external_api: true
alert_on_secret_pattern: true # API 密钥、密码的正则表达式

isolation:
network: RESTRICTED # 仅白名单域名
allowed_domains: ["api.openai.com", "api.anthropic.com"]
no_shell_access: true
no_code_execution: true # 除非显式沙箱化

快速参考：严重程度矩阵