OneAPM大讲堂 | Java 异常日志记录最佳实践

【编者按】本文作者是 Casey Dunham。Casey 是一位具有 10 多年经验的专业软件开发人员，以其独特的方式应对应用安全问题而闻名。本文系国内 ITOM 管理平台 OneAPM 工程师编译整理。

作为安全顾问，我对各种应用程序进行评估。在我测试过的所有应用程序中，我发现它们通常会遇到一些对异常问题的处理和日志记录不足。日志记录和监控往往是被忽视的领域，并且由于对 Web 应用程序的威胁日益增加，它们已被添加到 OWASP Top 10 的十大问题之一，名为“Insufficient Logging and Monitoring(没有足够的日志记录及监测)”。

这会带来什么问题？让我们来看看。

日志?谁需要日志?

首先，为什么我们要使用日志？重点是什么？

正确的日志记录不仅适用于调试应用程序，而且对取证和事件响应也有许多的益处。您如何知道某人是否正在针对您的应用程序运行漏洞扫描程序？或者正在进行强力攻击程序试图访问用户帐户？能知道这些当然最好，但还有其他更微妙的事情。

大多数成功的攻击都是从攻击应用程序并寻找其弱点。攻击者对应用程序进行调查的次数越多，攻击者可以找到并成功利用该应用程序弱点的可能性就越大。攻击者之所以能够保持攻击是因为其攻击被忽视了，并且由于违规检测平均周期 191 天，日志通常是我们能看到攻击正在发生的唯一方式了。没有日志信息的话，我们将很难评估谁在什么时候访问以及访问的深度。

创建并遵循日志记录策略

我很少见到一个具有实际日志记录策略的应用程序。大多数情况下，我们实施日志记录已经是问题出现后的做法了。我想这可能也算一种策略，但我们能做得更好吗? 我想我们可以。

当您将日志记录添加到应用程序中时，最好有一个总体一致的策略。尽可能在所有应用程序中使用相同的日志记录框架。这样就可以实现轻松地共享配置，如消息格式，并采用一致的日志记录模式。什么情况下需要记录出现警告/错误以及要使用哪些日志记录级别需要有一致的准则。在记录任何东西时，消息格式应至少包含时间戳，当前线程标识符，调用者标识和源代码信息。所有现代日志记录框架都支持这种类型的信息。

将所有这些作为开发人员文档的一部分，这将是在所有业务应用程序中创建和维护日志记录的绝佳方式。

记录完整的堆栈跟踪

在我所做的许多安全代码预览中，我经常看到的一个错误是：不记录整个堆栈跟踪以用于查找异常。以这个假设为例，这是我多次看到的一个典型错误模式：

这个例子有好几个问题，我们只关注处理 SQLException 的部分。比方说，在生产中看日志时，我们看到了这个：

这并没有告诉你很多信息。什么导致了 SQLGrammarException？记录器会把所有包含抛出对象的异常进行归类，并且写出堆栈踪迹。通过稍微改变代码，我们就能更清楚地了解发生了什么：

用这个代码我们就能完整的记录堆栈跟踪了，记录清楚地显示了一些邪恶的活动正在悄悄进行。

现在，只要查看日志，我们可以立即看到问题所在。有人试图用 Acme’来查找客户，并打破了我们的 SQL 语句。这个异常明确显示了 SQL 注入，如果我们分析日志时只能看到原始消息，这就很容易被忽略。我们很可能没有深入考虑这个问题并转向了其他问题，导致没有发现这个严重的缺陷。

记录所有异常

“吞噬”异常是我看到的另一个很常见的问题：在应用程序的某个地方抛出一个异常，开发人员打算用 catch 块来处理，但由于某种原因，开发人员忘记了它或者认定它不重要。以下示例说明了此问题：

据我的经验，这种做法非常普遍并且值得一提。记录异常，重新抛出异常，或者根本不处理异常，在日志中都不会显示应用程序出现了任何问题。我们没有理由不记录异常。“吞噬”这样的异常会导致隐藏在底层的问题被忽视，最终导致业务逻辑或安全漏洞问题。

不要将异常返回给用户

在执行任何类型的安全评估时，每一条有关应用程序或其环境的信息都可能有用。看似无害的错误信息可能正是顾问(或攻击者)所需要的。顾问们可能找到您的系统的一个漏洞-对系统进行攻击或者大大减少有效负荷，如果错误信息揭示相关漏洞正在使用的数据库系统的信息，那么我们需要对这个漏洞进行 SQL 注入测试。

通过某种错误处理简单地向用户返回异常消息也是一种常见的做法。在测试身份验证系统时，我遇到了很多问题，如以下屏幕截图所示：

处理这个问题的代码可能会这么做：

稍后，异常会被抛出并被捕获。开发人员用异常信息编写传达给用户的报错信息，这导致用户能够看到系统原始的异常信息。

就异常处理而言，这不仅是不好的做法，而且还会打开用户帐户验证的应用程序。根据您正在处理的应用程序的类型，这本身可能就存在风险。

切勿将异常对象的内容返回给用户。捕获异常，记录它并返回一个通用响应。随着代码的进化，您永远不会知道异常消息可能包含哪些信息，并且异常消息本身是否会在将来发生变化。

不要记录敏感信息

我提到日志不仅可用于调试，还可用于合规性，审计和取证。由于日志有很多用途，并且我们倾向于“记录所有内容”，它们可以成为惊人的信息来源。如果日志包含用户名，密码，会话令牌或其他敏感信息，它确实减少了攻击者的工作量。日志将揭示应用程序的内部工作和失败，攻击者可以使用这些进一步攻击应用程序。因此，我们需要谨慎的对待日志并将其安全保存起来。不应被记录信息如下：

信用卡号码
社保号码
密码

但以下类型的信息也不应被写入日志中：

会话标识符
授权令牌
个人姓名
电话号码
用户选择退出的信息(例如，不跟踪)

还有一个问题：一些司法管辖区不允许跟踪某些信息，这样做违反了法律。了解应用程序的合规性要求及其处理的数据非常重要。

别让自己身处黑暗之中

虽然日志记录不是一项复杂的任务，但在正确使用日志方面有很多微妙之处和平衡点。太少的信息没有太大价值，但是如果处理不当，太多的信息有可能变成负担。

记录应用程序日志不是选择题，没有足够的日志，你将身在黑暗之中。

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原文地址：https://blog.scalyr.com/2018/03/java-exceptions-log/