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SLSA框架中的构建缓存污染威胁分析与防护方案

2025-07-09 13:39:27作者:温艾琴Wonderful

构建缓存安全威胁概述

在软件供应链安全领域,构建缓存机制虽然能显著提升构建效率,但同时也引入了潜在的安全风险。SLSA框架特别指出了"构建缓存污染"这一重要威胁,攻击者可能通过操纵缓存内容来破坏构建过程的完整性。

构建缓存污染的两大攻击类型

1. 哈希碰撞型攻击

这类攻击源于缓存键设计不完善,未能完整覆盖所有构建输入的传递闭包。典型场景包括:

  • 仅基于源代码文件哈希生成缓存键,忽略了编译器命令行参数
  • 未将编译器二进制本身的哈希纳入缓存键计算
  • 构建环境变量等隐式依赖未被正确包含

攻击者可利用这种缺陷实现持久化攻击。例如,通过精心构造的编译器参数注入恶意代码,当后续构建误用被污染的缓存时,就会引入安全隐患。

2. 真实性缺失型攻击

这类攻击更为直接,攻击者利用构建环境对缓存的完全写入权限,提前预测并伪造合法缓存键对应的内容。即使缓存键设计完善,只要写入过程不受控,攻击者就能:

  • 预先计算未来构建可能使用的缓存键
  • 直接向缓存注入恶意构建产物
  • 绕过实际构建过程验证

构建缓存安全防护方案

针对哈希碰撞的防护

完整输入覆盖原则:缓存键必须包含所有构建输入的传递闭包,包括:

  • 源代码文件内容
  • 编译器及工具链版本
  • 构建命令参数
  • 环境变量等隐式依赖

参考实现:Bazel的远程构建缓存机制通过严格的密封性设计,确保所有输入都被正确纳入缓存键计算。

针对真实性缺失的防护

写入权限控制:将缓存写入权限限制在可信构建平台内部,确保:

  • 每个缓存条目都真实对应其键值
  • 外部实体无法直接操作缓存内容

验证机制增强:可采用类似SLSA L3级别的验证方案,为每个缓存条目生成可验证的证明,确保其构建过程的真实性。

实践建议

对于构建系统设计者和使用者,建议:

  1. 严格审计现有构建缓存机制,检查是否存在上述两类漏洞
  2. 优先选择支持完整输入覆盖的构建系统
  3. 实施细粒度的缓存访问控制策略
  4. 考虑为关键构建环节禁用缓存机制

通过实施这些防护措施,可以显著降低构建缓存被滥用的风险,保障软件供应链的安全可靠。

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