界: Time and State
分散型計算とは、時間と状態に関するものです。つまり、複数のコンポーネントが通信するためには、状態を共有しなければならず、そのためには時間がかかります。
ほとんどのプログラマーは、自分の仕事を人であるかのように考えています。彼らは、自分で仕事をしなければならない場合、自分がするのと同じように、1 つのスレッドのコントロールでプログラム全体を実行することを考えます。しかし、最近のコンピュータは、タスクの切り替えが非常に速く、マルチコア、マルチ CPU、分散システムなどでは、2 つのイベントが全く同時に発生することもあります。不具合は、プログラマーが考えたプログラムの実行方法のモデルと、現実に起きていることとのギャップを埋めるために押し寄せます。これらの欠陥は、スレッド、プロセス、時間、および情報の間の予期せぬ相互作用に関連しています。これらの相互作用は、セマフォ、変数、ファイル システムなど、基本的には情報を保存できるあらゆるものを含む共有状態を通じて行われます。
Race Condition: Singleton Member Field
Abstract
サーブレットメンバーフィールドは、ユーザーが別のユーザーのデータを参照することを許してしまう可能性があります。
Explanation
サーブレットがひとつずつ発生することを多くのサーブレット開発者は理解していません。サーブレットのインスタンスはひとつしかなく、異なるスレッドにより同時に処理される複数のリクエストを取り扱うために、ひとつのインスタンスが使用および再使用されます
この誤解の結果、ユーザーが別のユーザーのデータを偶然に参照し得るようなサーブレットメンバーフィールドの使い方を開発者がすることがあります。言い換えるならば、ユーザーデータをサーブレットメンバーフィールドに格納すると、データアクセスの Race Condition となります。
例 1: 以下のサーブレットはメンバーフィールドのリクエストパラメーター値を格納し、後でパラメーター値をレスポンス出力ストリームに返します。
このコードは単一ユーザー環境では問題なく動作しますが、2 人のユーザーがほぼ同時にサーブレットにアクセスすると、2 つのリクエストハンドラースレッドが次のようにインターリーブされます。
スレッド 1: assign "
スレッド 2: assign "
スレッド 1: print "
スレッド 2: print "
したがって、最初のユーザーに 2 番目のユーザー名を表示します。
この誤解の結果、ユーザーが別のユーザーのデータを偶然に参照し得るようなサーブレットメンバーフィールドの使い方を開発者がすることがあります。言い換えるならば、ユーザーデータをサーブレットメンバーフィールドに格納すると、データアクセスの Race Condition となります。
例 1: 以下のサーブレットはメンバーフィールドのリクエストパラメーター値を格納し、後でパラメーター値をレスポンス出力ストリームに返します。
public class GuestBook extends HttpServlet {
String name;
protected void doPost (HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) {
name = req.getParameter("name");
...
out.println(name + ", thanks for visiting!");
}
}
このコードは単一ユーザー環境では問題なく動作しますが、2 人のユーザーがほぼ同時にサーブレットにアクセスすると、2 つのリクエストハンドラースレッドが次のようにインターリーブされます。
スレッド 1: assign "
Dick
" to name
スレッド 2: assign "
Jane
" to name
スレッド 1: print "
Jane, thanks for visiting!
"スレッド 2: print "
Jane, thanks for visiting!
"したがって、最初のユーザーに 2 番目のユーザー名を表示します。
References
[1] The Java Servlet Specification Sun Microsystems
[2] Standards Mapping - Common Weakness Enumeration CWE ID 362, CWE ID 488
[3] Standards Mapping - Common Weakness Enumeration Top 25 2022 [22] CWE ID 362
[4] Standards Mapping - Common Weakness Enumeration Top 25 2023 [21] CWE ID 362
[5] Standards Mapping - DISA Control Correlation Identifier Version 2 CCI-001090, CCI-003178
[6] Standards Mapping - General Data Protection Regulation (GDPR) Access Violation
[7] Standards Mapping - NIST Special Publication 800-53 Revision 4 CM-6 Configuration Settings (P1), SA-11 Developer Security Testing and Evaluation (P1), SC-4 Information in Shared Resources (P1)
[8] Standards Mapping - NIST Special Publication 800-53 Revision 5 CM-6 Configuration Settings, SA-11 Developer Testing and Evaluation, SC-4 Information in Shared System Resources
[9] Standards Mapping - OWASP Application Security Verification Standard 4.0 1.11.2 Business Logic Architectural Requirements (L2 L3)
[10] Standards Mapping - OWASP Top 10 2007 A6 Information Leakage and Improper Error Handling
[11] Standards Mapping - OWASP Top 10 2021 A04 Insecure Design
[12] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 1.2 Requirement 6.5.6
[13] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 2.0 Requirement 6.5.5
[14] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.0 Requirement 6.5.6
[15] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.1 Requirement 6.5.6
[16] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.2 Requirement 6.5.6
[17] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 3.2.1 Requirement 6.5.6
[18] Standards Mapping - Payment Card Industry Data Security Standard Version 4.0 Requirement 6.2.4
[19] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.0 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection
[20] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.1 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection, Control Objective B.3.3 - Terminal Software Attack Mitigation
[21] Standards Mapping - Payment Card Industry Software Security Framework 1.2 Control Objective 4.2 - Critical Asset Protection, Control Objective B.3.3 - Terminal Software Attack Mitigation
[22] Standards Mapping - SANS Top 25 2009 Insecure Interaction - CWE ID 362
[23] Standards Mapping - SANS Top 25 2010 Insecure Interaction - CWE ID 362
[24] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.1 APP3630.1 CAT II
[25] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.4 APP3630.1 CAT II
[26] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.5 APP3630.1 CAT II
[27] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.6 APP3630.1 CAT II
[28] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.7 APP3630.1 CAT II
[29] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.9 APP3630.1 CAT II
[30] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 3.10 APP3630.1 CAT II
[31] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.2 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[32] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.3 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[33] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.4 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[34] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.5 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[35] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.6 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[36] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.7 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[37] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.8 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[38] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.9 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[39] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.10 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[40] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.11 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[41] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 4.1 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[42] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 5.1 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[43] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 5.2 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[44] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 5.3 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[45] Standards Mapping - Security Technical Implementation Guide Version 6.1 APSC-DV-001995 CAT II, APSC-DV-002380 CAT II
[46] Standards Mapping - Web Application Security Consortium Version 2.00 Information Leakage (WASC-13)
[47] Standards Mapping - Web Application Security Consortium 24 + 2 Information Leakage
desc.structural.java.singleton_member_field_race_condition