近年來，針對軟件供應(yīng)鏈的安全攻擊事件一直呈快速增長態(tài)勢，造成的危害越來越嚴(yán)重，防范軟件供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)，已經(jīng)迫在眉睫；
開源軟件漏洞頻現(xiàn)：截至2020年底，CVE/NVD、CNNVD、CNVD等公開漏洞庫中共收錄開源軟件相關(guān)漏洞41342個(gè)，其中高達(dá)13%（5366個(gè)）為2020年度新增漏洞；
研究發(fā)現(xiàn)：近9成軟件項(xiàng)目存在已知開源軟件漏洞；平均每個(gè)軟件項(xiàng)目存在66個(gè)已知開源軟件漏洞；影響最廣的開源軟件漏洞存在于44.3%的軟件項(xiàng)目中；15年前開源軟件漏洞仍存在于多個(gè)軟件項(xiàng)目中。
2020年 “奇安信開源項(xiàng)目檢測計(jì)劃”對1364個(gè)開源軟件項(xiàng)目的源代碼安全檢測顯示：開源軟件項(xiàng)目整體缺陷密度為14.96個(gè)/千行，高危缺陷密度為0.95個(gè)/千行；
近期，奇安信代碼安全實(shí)驗(yàn)室發(fā)布《2021年中國軟件供應(yīng)鏈安全綜合分析報(bào)告》。報(bào)告主要包括國內(nèi)企業(yè)自主開發(fā)源代碼安全狀況分析、開源軟件生態(tài)發(fā)展與安全狀況分析、國內(nèi)企業(yè)軟件開發(fā)中開源軟件應(yīng)用狀況分析、典型應(yīng)用系統(tǒng)供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)實(shí)例分析、總結(jié)及建議等五個(gè)方面。
國內(nèi)企業(yè)自主開發(fā)源代碼安全狀況
源代碼是軟件的原始形態(tài)，位于軟件供應(yīng)鏈的源頭。源代碼安全是軟件供應(yīng)鏈安全的基礎(chǔ)，其地位非常關(guān)鍵和重要。
2020年全年，奇安信代碼安全實(shí)驗(yàn)室對2001個(gè)國內(nèi)企業(yè)自主開發(fā)的軟件項(xiàng)目源代碼進(jìn)行了安全缺陷檢測，檢測的代碼總量為335011173行，共發(fā)現(xiàn)安全缺陷3387642個(gè)，其中高危缺陷361812個(gè)，整體缺陷密度為10.11個(gè)/千行，高危缺陷密度為1.08個(gè)/千行。
1、編程語言分布情況
在被檢測的2001個(gè)國內(nèi)企業(yè)自主開發(fā)的軟件項(xiàng)目中，使用數(shù)量排名前3的編程語言為Java、PHP、C/C++，對應(yīng)的軟件項(xiàng)目數(shù)量分別為1492個(gè)、204個(gè)和97個(gè)。可以看出，相關(guān)國內(nèi)企業(yè)在進(jìn)行軟件開發(fā)時(shí)的首選語言是Java語言，占比高達(dá)75%。編程語言的總體分布情況如下圖所示。
2、典型安全缺陷檢出情況
輸入驗(yàn)證、路徑遍歷、跨站腳本、注入、NULL引用、資源管理、密碼管理、API誤用、配置管理、日志偽造等十類安全缺陷是程序員在編寫軟件代碼時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的典型安全缺陷。
典型安全缺陷的檢出率可以體現(xiàn)出軟件源代碼的基本安全狀況（檢出率指含有某類缺陷的軟件項(xiàng)目數(shù)占軟件項(xiàng)目總數(shù)的比例）。在被檢測的2001個(gè)軟件項(xiàng)目中，十類典型安全缺陷的總體檢出率為77.8%，每類典型缺陷的檢出率及排名如下表所示。
開源軟件生態(tài)發(fā)展與安全狀況
Gartner表示，現(xiàn)代軟件大多數(shù)是被“組裝”出來的，不是被“開發(fā)”出來的。根據(jù)知名研究機(jī)構(gòu)Forrester統(tǒng)計(jì)，軟件開發(fā)中，80～90%的代碼來自于開源軟件。因此，現(xiàn)代軟件的源代碼絕大多數(shù)是混源代碼，由企業(yè)自主開發(fā)的源代碼和開源軟件代碼共同組成。開源軟件是現(xiàn)代軟件開發(fā)最基礎(chǔ)的原材料，與企業(yè)自主開發(fā)的源代碼所處的軟件供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)相同，也位于軟件供應(yīng)鏈的源頭，其代碼自身的安全狀況，會(huì)直接影響最終軟件的安全性。
報(bào)告從開源軟件生態(tài)發(fā)展?fàn)顩r、開源軟件源代碼安全狀況、開源軟件公開報(bào)告漏洞狀況、開源軟件活躍度狀況等四個(gè)方面對2020年開源軟件生態(tài)發(fā)展與安全狀況進(jìn)行綜合分析。
1、開源軟件生態(tài)發(fā)展?fàn)顩r分析
據(jù)奇安信代碼安全實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測和統(tǒng)計(jì)，2019年底和2020年底，主流開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中開源項(xiàng)目總量分別為2841314個(gè)和3814194個(gè)，一年間增長了34.2%；截至2020年底，主流開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中平均每個(gè)開源項(xiàng)目有10.2個(gè)版本。可以看出，2020年開源軟件生態(tài)更加繁榮，整體發(fā)展非常迅猛。
本報(bào)告中對八個(gè)典型的開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析和比較，這八個(gè)包生態(tài)系統(tǒng)為Maven、NPM、Packagist、Pypi、Godoc、Nuget、Rubygems、Swift，具體分析如下。
NPM包生態(tài)項(xiàng)目數(shù)量最多，Godoc包生態(tài)增速最快。八個(gè)典型的開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中開源項(xiàng)目數(shù)量和增長率情況如下圖所示，其中開源項(xiàng)目數(shù)量最多的是NPM包生態(tài)系統(tǒng)，截至2020年底，其開源項(xiàng)目數(shù)量達(dá)到了1559835個(gè)；開源項(xiàng)目數(shù)量增速最快的是Godoc包生態(tài)系統(tǒng)，2020年一年間的項(xiàng)目總量增速達(dá)到了36.2%。
Maven、Nuget、NPM包生態(tài)系統(tǒng)的開源項(xiàng)目開發(fā)者比較“勤奮”，開源項(xiàng)目的平均版本數(shù)超過11個(gè)。截至2020年底，八個(gè)典型的開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)的開源項(xiàng)目數(shù)量和版本數(shù)量如下表所示。其中，Maven包生態(tài)系統(tǒng)平均每個(gè)開源項(xiàng)目有18.0個(gè)版本，Nuget包生態(tài)系統(tǒng)平均每個(gè)開源項(xiàng)目有11.7個(gè)版本，NPM包生態(tài)系統(tǒng)平均每個(gè)開源項(xiàng)目有11.0個(gè)版本。
2、開源軟件源代碼安全狀況分析
奇安信代碼安全實(shí)驗(yàn)室于2015年初發(fā)起了“奇安信開源項(xiàng)目檢測計(jì)劃”，該計(jì)劃是一項(xiàng)針對開源軟件項(xiàng)目的公益性安全檢測計(jì)劃，旨在讓廣大開發(fā)者關(guān)注和了解開源軟件的安全問題，提高軟件安全開發(fā)意識(shí)和技能。
2020年全年，“奇安信開源項(xiàng)目檢測計(jì)劃”對1364個(gè)開源軟件項(xiàng)目的源代碼進(jìn)行了安全檢測，代碼總量為124296804行，共發(fā)現(xiàn)安全缺陷1859129個(gè)，其中高危缺陷117738個(gè)。2020年檢測的1364個(gè)開源軟件項(xiàng)目整體缺陷密度為14.96個(gè)/千行，高危缺陷密度為0.95個(gè)/千行。
（1）編程語言分布情況
2020年檢測的1364個(gè)開源項(xiàng)目中，一共涉及到7種編程語言，分別是Java、C/C++、Python、OC、Go、JavaScript、PHP，編程語言的分布情況如下圖所示。
（2）典型安全缺陷檢出情況
輸入驗(yàn)證、路徑遍歷、跨站腳本、注入、NULL引用、資源管理、密碼管理、API誤用、配置管理、日志偽造等十類安全缺陷是程序員在編寫軟件代碼時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)的典型安全缺陷。
典型安全缺陷的檢出率可以體現(xiàn)出軟件源代碼的基本安全狀況（檢出率指含有某類缺陷的軟件項(xiàng)目數(shù)占軟件項(xiàng)目總數(shù)的比例）。在2020年檢測的1364個(gè)開源軟件項(xiàng)目中，十類典型安全缺陷的總體檢出率為56.3%，每類典型缺陷的檢出率及排名如下表所示。
3、開源軟件公開報(bào)告漏洞狀況分析
據(jù)奇安信代碼安全實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測與統(tǒng)計(jì)，截至2020年底，CVE/NVD、CNNVD、CNVD等公開漏洞庫中共收錄開源軟件相關(guān)漏洞41342個(gè)，其中5366個(gè)為2020年度新增漏洞。
（1）大型開源項(xiàng)目漏洞總數(shù)及年度增長TOP20
截至2020年底，歷史漏洞總數(shù)排名前20的大型開源項(xiàng)目信息如下表所示。
2020年一年間，公開報(bào)告漏洞數(shù)量增長排名前20的大型開源項(xiàng)目信息如下表所示。
（2）主流開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)漏洞總數(shù)及年度增長TOP20
截至2020年底，主流開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中歷史漏洞總數(shù)排名前20的開源軟件信息如下表所示。
2020年一年間，主流開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中公開報(bào)告漏洞數(shù)量增長排名前20的開源軟件信息如下表所示。
4、開源軟件活躍度狀況分析
活躍度也是衡量開源軟件安全性的一個(gè)重要維度。不活躍的開源軟件，無論是更新頻率很低，或者被廢棄，一旦出現(xiàn)安全漏洞，難以得到及時(shí)的修復(fù)，安全風(fēng)險(xiǎn)很高；活躍的開源軟件中，如果其版本更新發(fā)布的頻率過高，同樣會(huì)增加使用者運(yùn)維的成本和安全風(fēng)險(xiǎn)。在選擇使用開源軟件時(shí)，應(yīng)該充分考慮這兩個(gè)因素。
本報(bào)告中分析了2020年主流開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中開源軟件的版本更新情況，可以一定程度上體現(xiàn)當(dāng)前開源軟件活躍度的整體狀況。
（1）61.6%的開源軟件項(xiàng)目處于不活躍狀態(tài)
我們將一年內(nèi)未更新發(fā)布過版本的開源軟件項(xiàng)目定義為不活躍項(xiàng)目。2020年全年，主流開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中不活躍的開源軟件項(xiàng)目數(shù)量為2347794個(gè)，占比達(dá)到61.6%。
本報(bào)告中對八個(gè)典型的開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析和比較，這八個(gè)包生態(tài)系統(tǒng)為Maven、NPM、Packagist、Pypi、Godoc、Nuget、Rubygems、Swift，其中NPM的不活躍項(xiàng)目數(shù)量最多，達(dá)到1018533個(gè)，Rubygems的不活躍項(xiàng)目比例最高，占比達(dá)到86.5%，具體數(shù)據(jù)見下表。
（2）13000多個(gè)開源軟件一年內(nèi)更新發(fā)布超過100個(gè)版本
2020年全年，主流開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中，更新發(fā)布100個(gè)以上版本的開源項(xiàng)目有13411個(gè)。前述八個(gè)典型的開源軟件包生態(tài)系統(tǒng)中，一年內(nèi)更新發(fā)布超過100個(gè)版本的項(xiàng)目數(shù)量見下表。
國內(nèi)軟件開發(fā)中開源軟件應(yīng)用狀況
現(xiàn)代軟件的源代碼絕大多數(shù)是混源代碼，由企業(yè)自主開發(fā)的源代碼和開源軟件代碼共同組成。本章內(nèi)容將針對國內(nèi)企業(yè)在進(jìn)行軟件開發(fā)工作時(shí)，使用開源軟件的具體情況進(jìn)行分析。主要回答兩個(gè)問題：一是國內(nèi)企業(yè)在軟件開發(fā)中是否使用以及使用了多少開源軟件？二是其使用的開源軟件是否存在安全問題？
2020年全年，奇安信代碼安全實(shí)驗(yàn)室對2557個(gè)國內(nèi)企業(yè)軟件項(xiàng)目中使用開源軟件的情況進(jìn)行了分析，這些軟件項(xiàng)目的應(yīng)用領(lǐng)域涉及政府、金融、能源等重要行業(yè)。分析發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)企業(yè)在軟件開發(fā)中普遍使用存在已知漏洞的開源軟件，存在巨大的軟件供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)。具體分析數(shù)據(jù)如下。
1、開源軟件總體使用情況分析
（1）國內(nèi)企業(yè)軟件項(xiàng)目100%使用開源軟件
在被分析的2557個(gè)國內(nèi)企業(yè)軟件項(xiàng)目中，無一例外，均使用了開源軟件。最多的項(xiàng)目使用了3878個(gè)開源軟件，平均每個(gè)項(xiàng)目使用126個(gè)開源軟件。使用開源軟件最多的5個(gè)項(xiàng)目情況如下表所示。
經(jīng)過后續(xù)的調(diào)研和訪談，我們還發(fā)現(xiàn)，軟件項(xiàng)目中使用的開源軟件數(shù)量大大超出了軟件項(xiàng)目管理者和程序員自身的認(rèn)知。由于開源軟件之間的依賴關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜，且軟件開發(fā)中依賴包的管理通常通過包管理器程序自動(dòng)管理，軟件開發(fā)者常常意識(shí)不到自己使用了數(shù)量巨大的開源軟件，因此當(dāng)某個(gè)開源軟件曝出安全漏洞時(shí)，軟件開發(fā)者常常“躺槍”而不自知，這中間隱含了巨大的軟件供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)。
（2）流行開源軟件被近1/4的軟件項(xiàng)目使用
一些流行開源軟件會(huì)被很多軟件項(xiàng)目所使用，這些開源軟件一旦出現(xiàn)安全漏洞，影響面將會(huì)非常巨大。對于大型企業(yè)來說，企業(yè)內(nèi)部可能就有數(shù)以百計(jì)的軟件開發(fā)項(xiàng)目，更加需要對流行開源軟件保持足夠的關(guān)注和重視，應(yīng)該做到對其在本單位內(nèi)的使用情況心中有數(shù)。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，在我們分析的2557個(gè)國內(nèi)企業(yè)軟件項(xiàng)目中，被使用最多的開源軟件為Apache Commons Lang，被622個(gè)項(xiàng)目所使用，占比達(dá)24.3%。被使用最多的前5名開源軟件如下表所示。
2、開源軟件漏洞風(fēng)險(xiǎn)分析
（1）近9成軟件項(xiàng)目存在已知開源軟件漏洞
分析發(fā)現(xiàn)，在2557個(gè)國內(nèi)企業(yè)軟件項(xiàng)目中，存在已知開源軟件漏洞的項(xiàng)目有2280個(gè)，占比高達(dá)89.2%；存在已知高危開源軟件漏洞的項(xiàng)目有2062個(gè)，占比為80.6%；存在已知超危開源軟件漏洞的項(xiàng)目有1802個(gè)，占比為70.5%。
（2）平均每個(gè)軟件項(xiàng)目存在66個(gè)已知開源軟件漏洞
在2557個(gè)國內(nèi)企業(yè)軟件項(xiàng)目中，共檢出168604個(gè)已知開源軟件漏洞（涉及到4166個(gè)唯一CVE漏洞編號(hào)），平均每個(gè)軟件項(xiàng)目存在66個(gè)已知開源軟件漏洞，最多的軟件項(xiàng)目存在1200個(gè)已知開源軟件漏洞。存在已知開源軟件漏洞數(shù)量排名前5的項(xiàng)目情況如下表所示。
（3）影響最廣的開源軟件漏洞存在于44.3%的軟件項(xiàng)目中
從漏洞的影響度來分析，影響范圍最大的開源軟件漏洞為CVE-2020-5421，影響了44.3%的軟件項(xiàng)目。影響度排名前5的開源軟件漏洞情況如下表所示。
（4）15年前開源軟件漏洞仍然存在于多個(gè)軟件項(xiàng)目中
分析發(fā)現(xiàn)，部分軟件項(xiàng)目中存在十幾年前公開的古老開源軟件漏洞，最古老的漏洞是2005年11月公開的CVE-2005-3510，仍然存在于31個(gè)項(xiàng)目中。部分古老開源軟件漏洞的影響情況如下表所示。
3、開源軟件運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)分析
開源軟件運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)復(fù)雜多樣，本報(bào)告主要從老舊開源軟件的使用和開源軟件多版本的使用角度進(jìn)行分析。
（1）18年前的老舊開源軟件版本仍在被使用
分析發(fā)現(xiàn)，許多軟件項(xiàng)目中使用了十幾年前發(fā)布的開源軟件版本，存在很大的運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)。被使用的老舊開源軟件版本中，最老舊的一個(gè)是2003年3月3日發(fā)布的Apache Xalan 2.5.D1，已經(jīng)有18年之久，但仍然被7個(gè)軟件項(xiàng)目所使用。按老舊程度排名前5的開源軟件如下表所示。
（2）開源軟件各版本使用非常混亂
分析發(fā)現(xiàn)，各個(gè)項(xiàng)目中開源軟件使用的版本非常混亂，并非使用的都是最新版本。Spring Data是被使用版本最多的開源軟件，有162個(gè)版本在被使用。按照被使用版本的數(shù)量排序，排名前5的開源軟件情況如下表所示。
總結(jié)及建議
軟件供應(yīng)鏈已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)空間攻防對抗的焦點(diǎn)，直接影響關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和重要信息系統(tǒng)安全。為了應(yīng)對軟件供應(yīng)鏈安全挑戰(zhàn)，美國總統(tǒng)拜登在2021年5月12日簽署了“加強(qiáng)國家網(wǎng)絡(luò)安全的行政命令”，明確提出要增強(qiáng)美國聯(lián)邦政府的軟件供應(yīng)鏈安全，要求向美國聯(lián)邦政府出售軟件的任何企業(yè)，不僅要提供軟件本身，還必須提供軟件物料清單（SBOM），明確該軟件的組成成分。行政命令中還要求美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）在6個(gè)月內(nèi)發(fā)布軟件供應(yīng)鏈安全指南，并在1年內(nèi)發(fā)布最終指南。該行政命令被認(rèn)為是迄今為止美國聯(lián)邦政府為保護(hù)美國軟件供應(yīng)鏈安全采取的最強(qiáng)勁措施。
當(dāng)前，我國在軟件供應(yīng)鏈安全方面的基礎(chǔ)比較薄弱，亟需從國家、行業(yè)、機(jī)構(gòu)、企業(yè)各個(gè)層面建立軟件供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)現(xiàn)能力、分析能力、處置能力、防護(hù)能力，整體提升軟件供應(yīng)鏈安全管理的水平。現(xiàn)代軟件的供應(yīng)鏈非常復(fù)雜，軟件供應(yīng)鏈安全管理是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要長期持續(xù)的建設(shè)。基于奇安信代碼安全實(shí)驗(yàn)室的研究和實(shí)踐，我們建議可從以下方面入手開展軟件供應(yīng)鏈安全相關(guān)工作，并在此基礎(chǔ)之上不斷增強(qiáng)和完善。
1、對國家與行業(yè)監(jiān)管層面的建議：
制定軟件供應(yīng)鏈安全相關(guān)的政策要求、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和實(shí)施指南，建立長效工作機(jī)制。
建立國家級/行業(yè)級軟件供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)分析平臺(tái)，具備系統(tǒng)化、規(guī)模化的軟件源代碼缺陷和后門分析、軟件漏洞分析、開源軟件成分及風(fēng)險(xiǎn)分析等能力，為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施、重要信息系統(tǒng)用戶提供日常的自查服務(wù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處置軟件供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)。
在產(chǎn)品測評、系統(tǒng)測評等工作中納入軟件供應(yīng)鏈安全的內(nèi)容，針對軟件的源代碼、制成品、運(yùn)行中的軟件系統(tǒng)等進(jìn)行軟件供應(yīng)鏈安全的測試和評估。
2、對軟件最終用戶層面的建議：
參照監(jiān)管要求及業(yè)內(nèi)優(yōu)秀實(shí)踐，明確本單位內(nèi)部軟件供應(yīng)鏈安全管理的目標(biāo)、工作流程、檢查內(nèi)容、責(zé)任部門，并賦予責(zé)任部門足夠的權(quán)力。
在采購商業(yè)貨架軟件時(shí)，應(yīng)充分評估供應(yīng)商的安全能力，并與供應(yīng)商簽署安全責(zé)任協(xié)議，要求供應(yīng)商提供其軟件產(chǎn)品中所使用的第三方組件/開源組件的清單，并明確要求，一旦這些第三方組件/開源組件出現(xiàn)安全漏洞，供應(yīng)商需同樣承擔(dān)安全責(zé)任，提供必要的技術(shù)支持。
在自行開發(fā)軟件系統(tǒng)或委托第三方定制開發(fā)軟件系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循軟件安全開發(fā)生命周期管理流程，針對軟件源代碼進(jìn)行安全缺陷檢測和修復(fù)，同時(shí)要重點(diǎn)管控開源軟件的使用，建立開源軟件資產(chǎn)臺(tái)賬，持續(xù)監(jiān)測和消減所使用的開源軟件的安全風(fēng)險(xiǎn)。
3、對軟件廠商層面的建議：
提高安全責(zé)任意識(shí)，將安全作為產(chǎn)品的基礎(chǔ)屬性來對待，嚴(yán)控產(chǎn)品的安全質(zhì)量。
建立清晰的軟件供應(yīng)鏈安全策略，明確本單位內(nèi)部軟件供應(yīng)鏈安全管理的目標(biāo)、工作流程、檢查內(nèi)容、責(zé)任部門，并賦予責(zé)任部門足夠的權(quán)力。
嚴(yán)格管控上游，尤其重點(diǎn)管控開源軟件的使用，建立開源軟件資產(chǎn)臺(tái)賬，建議采用可融入軟件開發(fā)流程的開源安全治理工具，持續(xù)監(jiān)測和消減所使用的開源軟件的安全風(fēng)險(xiǎn)。
嚴(yán)控自主開發(fā)的代碼質(zhì)量，建議采用可融入軟件開發(fā)流程的軟件源代碼安全分析工具，持續(xù)檢測和修復(fù)軟件源代碼中的安全缺陷和漏洞。
建立完善的產(chǎn)品漏洞響應(yīng)機(jī)制，包括產(chǎn)品漏洞信息的收集、漏洞報(bào)告渠道的建立和維護(hù)、漏洞補(bǔ)丁的開發(fā)和發(fā)布、客戶側(cè)漏洞應(yīng)急響應(yīng)和修復(fù)支持等。
