リスク評価：脅威モデリング実装のための包括的なガイド

今日の相互接続された世界では、サイバー脅威がますます高度化し、蔓延しているため、組織は貴重な資産とデータを保護するための堅牢な戦略が必要です。効果的なサイバーセキュリティプログラムの基本的な要素はリスク評価であり、脅威モデリングは、潜在的な脆弱性を特定し、軽減するための積極的かつ構造化されたアプローチとして際立っています。この包括的なガイドでは、脅威モデリングの実装の世界を掘り下げ、その方法論、利点、ツール、および世界中で事業を展開するあらゆる規模の組織向けの実際的な手順を検討します。

脅威モデリングとは何ですか？

脅威モデリングは、システム、アプリケーション、またはネットワークにおける潜在的な脅威と脆弱性を特定および評価するための体系的なプロセスです。これには、システムのアーキテクチャの分析、潜在的な攻撃ベクトルの特定、および可能性と影響に基づいてリスクを優先順位付けすることが含まれます。既存の脆弱性の発見に重点を置く従来のセキュリティテストとは異なり、脅威モデリングは、悪用される前に潜在的な弱点を積極的に特定することを目的としています。

建築家が建物を設計するのと同じように考えてください。彼らは、さまざまな潜在的な問題（火災、地震など）を考慮し、それらに耐えられるように建物を設計します。脅威モデリングは、ソフトウェアとシステムに対して同じことを行います。

脅威モデリングはなぜ重要ですか？

脅威モデリングは、すべての業界の組織に多くの利点をもたらします。

積極的なセキュリティ：組織は、開発ライフサイクルの早い段階でセキュリティの脆弱性を特定して対処できるため、後で修正するために必要なコストと労力を削減できます。
セキュリティ体制の改善：潜在的な脅威を理解することで、組織はより効果的なセキュリティ制御を実装し、全体的なセキュリティ体制を改善できます。
攻撃対象領域の削減：脅威モデリングは、不要な攻撃対象領域を特定して排除し、攻撃者がシステムを侵害することをより困難にします。
コンプライアンス要件：GDPR、HIPAA、PCI DSSなどの多くの規制フレームワークでは、組織は脅威モデリングを含むリスク評価を実施する必要があります。
より良いリソース配分：潜在的な影響に基づいてリスクを優先順位付けすることで、組織は最も重要な脆弱性に対処するためにリソースをより効果的に配分できます。
コミュニケーションの強化：脅威モデリングは、セキュリティ、開発、および運用チーム間のコミュニケーションとコラボレーションを促進し、セキュリティ意識の文化を育みます。
コスト削減：開発ライフサイクルの早い段階で脆弱性を特定することは、展開後にそれらに対処するよりも大幅に安価であり、開発コストを削減し、セキュリティ侵害による潜在的な経済的損失を最小限に抑えます。

一般的な脅威モデリング方法論

いくつかの確立された脅威モデリング方法論が、組織をプロセス全体で導くことができます。最も一般的なものをいくつか示します。

STRIDE

Microsoftによって開発されたSTRIDEは、脅威を6つの主要なカテゴリに分類する広く使用されている方法論です。

スプーフィング：別のユーザーまたはシステムになりすます。
改ざん：許可なしにデータまたはコードを変更します。
否認：アクションに対する責任を否定します。
情報の漏洩：機密情報を公開します。
サービス拒否：正当なユーザーがシステムを使用できないようにします。
特権の昇格：上位レベルの特権への不正アクセスを取得します。

例：eコマースWebサイトを考えてみましょう。スプーフィングの脅威には、攻撃者が顧客になりすましてアカウントにアクセスすることが含まれる可能性があります。改ざんの脅威には、購入前にアイテムの価格を変更することが含まれる可能性があります。否認の脅威には、顧客が商品を受け取った後で注文したことを否定することが含まれる可能性があります。情報の漏洩の脅威には、顧客のクレジットカード情報を公開することが含まれる可能性があります。サービス拒否の脅威には、トラフィックでWebサイトを圧倒して使用できなくすることが含まれる可能性があります。特権の昇格の脅威には、攻撃者がWebサイトへの管理者アクセスを取得することが含まれる可能性があります。

LINDDUN

LINDDUNは、プライバシーに焦点を当てた脅威モデリング方法論であり、次の関連するプライバシーリスクを考慮します。

リンク可能性：データポイントを接続して個人を識別します。
識別可能性：データから個人の身元を特定します。
否認防止：実行されたアクションを証明できない。
検出可能性：本人の知識なしに個人を監視または追跡します。
情報の開示：機密データの不正なリリース。
無意識：データ処理の慣行に関する知識の欠如。
不遵守：プライバシー規制の違反。

例：さまざまなセンサーからデータを収集するスマートシティの取り組みを想像してみてください。一見匿名化されたデータポイント（交通パターン、エネルギー消費など）を相互にリンクして特定の世帯を識別できる場合、リンク可能性が懸念されます。顔認識技術を使用して公共スペースで個人を識別する場合、識別可能性が発生します。市民が自分の携帯電話を介して自分の動きが追跡されていることに気付かない場合、検出可能性はリスクです。収集されたデータが漏洩したり、同意なしに第三者に販売されたりした場合、情報の開示が発生する可能性があります。

PASTA（攻撃シミュレーションと脅威分析のプロセス）

PASTAは、攻撃者の視点と動機を理解することに焦点を当てた、リスク中心の脅威モデリング方法論です。これには、7つの段階が含まれます。

目的の定義：システムのビジネスおよびセキュリティの目的を定義します。
技術的範囲の定義：システムの技術的コンポーネントを特定します。
アプリケーションの分解：システムを個々のコンポーネントに分割します。
脅威分析：潜在的な脅威と脆弱性を特定します。
脆弱性分析：各脆弱性の可能性と影響を評価します。
攻撃モデリング：特定された脆弱性に基づいて潜在的な攻撃をシミュレートします。
リスクと影響の分析：潜在的な攻撃の全体的なリスクと影響を評価します。

例：銀行のアプリケーションを考えてみましょう。目的の定義には、顧客の資金の保護と不正行為の防止が含まれる場合があります。技術的範囲の定義には、すべてのコンポーネント（モバイルアプリ、Webサーバー、データベースサーバーなど）の概要が含まれます。アプリケーションの分解には、ログインプロセス、送金機能など、各コンポーネントをさらに分割することが含まれます。脅威分析は、ログイン資格情報を標的とするフィッシング攻撃などの潜在的な脅威を特定します。脆弱性分析は、フィッシング攻撃が成功する可能性と潜在的な経済的損失を評価します。攻撃モデリングは、攻撃者が盗まれた資格情報を使用して資金を転送する方法をシミュレートします。リスクと影響の分析は、経済的損失と評判の低下の全体的なリスクを評価します。

OCTAVE（運用上重要な脅威、資産、および脆弱性の評価）

OCTAVEは、セキュリティに関するリスクベースの戦略的評価および計画手法です。これは主に、セキュリティ戦略を定義しようとしている組織で使用されます。OCTAVE Allegroは、小規模な組織に焦点を当てた合理化されたバージョンです。

OCTAVEは組織のリスクに焦点を当てていますが、その合理化されたバージョンであるOCTAVE Allegroは、情報資産に焦点を当てています。他のものよりも方法論に基づいているため、より構造化されたアプローチが可能です。

脅威モデリングを実装する手順

脅威モデリングの実装には、一連の明確に定義された手順が含まれます。

範囲の定義：脅威モデリング演習の範囲を明確に定義します。これには、分析するシステム、アプリケーション、またはネットワーク、および評価の特定の目的と目標を特定することが含まれます。
情報の収集：アーキテクチャ図、データフロー図、ユーザーストーリー、セキュリティ要件など、システムに関する関連情報を収集します。この情報は、潜在的な脅威と脆弱性を特定するための基礎を提供します。
システムの分解：システムを個々のコンポーネントに分割し、コンポーネント間の相互作用を特定します。これは、潜在的な攻撃対象領域とエントリポイントを特定するのに役立ちます。
脅威の特定：STRIDE、LINDDUN、またはPASTAなどの構造化された方法論を使用して、潜在的な脅威と脆弱性をブレインストーミングします。内部および外部の脅威、ならびに意図的な脅威と意図しない脅威の両方を考慮してください。
脅威の文書化：特定された各脅威について、次の情報を文書化します。

脅威の説明
脅威の潜在的な影響
脅威が発生する可能性
影響を受けるコンポーネント
潜在的な軽減戦略

脅威の優先順位付け：潜在的な影響と可能性に基づいて脅威の優先順位を付けます。これは、最も重要な脆弱性への対処にリソースを集中するのに役立ちます。DREAD（損害、再現性、悪用可能性、影響を受けるユーザー、発見可能性）のようなリスクスコアリング方法論は、ここで役立ちます。
軽減戦略の開発：優先順位付けされた各脅威について、リスクを軽減するための軽減戦略を開発します。これには、新しいセキュリティ制御の実装、既存の制御の変更、またはリスクの受け入れが含まれる場合があります。
軽減戦略の文書化：優先順位付けされた各脅威の軽減戦略を文書化します。これは、必要なセキュリティ制御を実装するためのロードマップを提供します。
軽減戦略の検証：テストと検証を通じて軽減戦略の有効性を検証します。これにより、実装された制御がリスクの軽減に効果的であることが保証されます。
保守と更新：脅威モデリングは継続的なプロセスです。システム、脅威の状況、および組織のリスク許容度の変化を反映するために、脅威モデルを定期的に見直し、更新します。

脅威モデリングのツール

いくつかのツールが脅威モデリングプロセスを支援できます。

Microsoft Threat Modeling Tool：STRIDE方法論をサポートするMicrosoftの無料ツール。
OWASP Threat Dragon：複数の方法論をサポートするオープンソースの脅威モデリングツール。
IriusRisk：開発ツールと統合された商用脅威モデリングプラットフォーム。
SD Elements：脅威モデリング機能を含む商用ソフトウェアセキュリティ要件管理プラットフォーム。
ThreatModeler：自動化された脅威分析とリスクスコアリングを提供する商用脅威モデリングプラットフォーム。

ツールの選択は、組織の特定のニーズと要件によって異なります。組織の規模、モデル化するシステムの複雑さ、利用可能な予算などの要素を考慮してください。

SDLC（ソフトウェア開発ライフサイクル）への脅威モデリングの統合

脅威モデリングの利点を最大限に活用するには、脅威モデリングをソフトウェア開発ライフサイクル（SDLC）に統合することが重要です。これにより、設計から展開まで、開発プロセス全体でセキュリティに関する考慮事項が対処されることが保証されます。

初期段階（設計と計画）：設計段階で潜在的なセキュリティの脆弱性を特定するために、SDLCの早い段階で脅威モデリングを実施します。これは、コードが記述される前に変更を加えることができるため、脆弱性に対処する最も費用対効果の高い時期です。
開発段階：脅威モデルを使用して、安全なコーディングの実践をガイドし、開発者が潜在的なセキュリティリスクを認識していることを確認します。
テスト段階：脅威モデルを使用して、特定された脆弱性を標的とするセキュリティテストを設計します。
展開段階：システムを配置する前に、必要なすべてのセキュリティ制御が整っていることを確認するために、脅威モデルを確認します。
メンテナンス段階：システムと脅威の状況の変化を反映するために、脅威モデルを定期的に確認および更新します。

脅威モデリングのベストプラクティス

脅威モデリングの取り組みを成功させるには、次のベストプラクティスを検討してください。

関係者の関与：システムとその潜在的な脅威を包括的に理解するために、セキュリティ、開発、運用、ビジネスなど、さまざまなチームの関係者を関与させます。
構造化された方法論の使用：一貫性のある再現可能なプロセスを保証するために、STRIDE、LINDDUN、またはPASTAなどの構造化された脅威モデリング方法論を使用します。
すべての文書化：範囲、特定された脅威、開発された軽減戦略、および検証結果など、脅威モデリングプロセスのすべての側面を文書化します。
リスクの優先順位付け：最も重要な脆弱性への対処にリソースを集中するために、潜在的な影響と可能性に基づいてリスクの優先順位を付けます。
可能な場合は自動化：効率を改善し、エラーを削減するために、脅威モデリングプロセスの可能な限り多くを自動化します。
チームのトレーニング：効果的な脅威モデリング演習を実施するために必要なスキルと知識をチームが持つように、脅威モデリングの方法論とツールに関するトレーニングをチームに提供します。
定期的な確認と更新：システム、脅威の状況、および組織のリスク許容度の変化を反映するために、脅威モデルを定期的に確認および更新します。
ビジネス目標に焦点を当てる：脅威モデリングを実施する際は、常にシステムのビジネス目標を念頭に置いてください。目標は、組織の成功に最も重要な資産を保護することです。

脅威モデリングの実装における課題

多くの利点があるにもかかわらず、脅威モデリングの実装にはいくつかの課題があります。

専門知識の欠如：組織は、効果的な脅威モデリング演習を実施するために必要な専門知識を欠いている可能性があります。
時間の制約：脅威モデリングは、特に複雑なシステムの場合、時間がかかる可能性があります。
ツールの選択：適切な脅威モデリングツールの選択は難しい場合があります。
SDLCとの統合：脅威モデリングをSDLCに統合することは、特に確立された開発プロセスを持つ組織にとっては難しい場合があります。
勢いの維持：勢いを維持し、脅威モデリングが優先事項であり続けるようにすることは難しい場合があります。

これらの課題を克服するために、組織はトレーニングに投資し、適切なツールを選択し、脅威モデリングをSDLCに統合し、セキュリティ意識の文化を育成する必要があります。

現実世界の例とケーススタディ

脅威モデリングをさまざまな業界でどのように適用できるかの例をいくつか示します。

ヘルスケア：脅威モデリングを使用して、患者データを保護し、医療機器の改ざんを防ぐことができます。たとえば、病院は脅威モデリングを使用して、電子医療記録（EHR）システムの脆弱性を特定し、患者データへの不正アクセスを防ぐための軽減戦略を開発できます。また、患者に危害を加える可能性のある改ざんから、輸液ポンプなどのネットワーク接続された医療機器を保護するためにも使用できます。
金融：脅威モデリングを使用して、不正行為を防止し、金融データを保護できます。たとえば、銀行は脅威モデリングを使用して、オンラインバンキングシステムの脆弱性を特定し、フィッシング攻撃やアカウントの乗っ取りを防ぐための軽減戦略を開発できます。
製造：脅威モデリングを使用して、産業用制御システム（ICS）をサイバー攻撃から保護できます。たとえば、製造プラントは脅威モデリングを使用して、ICSネットワークの脆弱性を特定し、生産の中断を防ぐための軽減戦略を開発できます。
小売：脅威モデリングを使用して、顧客データを保護し、クレジットカードの不正使用を防ぐことができます。グローバルeコマースプラットフォームは、脅威モデリングを活用して支払いゲートウェイを保護し、多様な地域および支払い方法全体でトランザクションデータの機密性と整合性を確保できます。
政府：政府機関は、脅威モデリングを使用して、機密データと重要なインフラストラクチャを保護します。彼らは、国防または市民サービスに使用されるシステムを脅威モデル化する可能性があります。

これらは、脅威モデリングを使用してさまざまな業界でセキュリティを向上させることができる方法のほんの一例です。潜在的な脅威を積極的に特定して軽減することにより、組織はサイバー攻撃のリスクを大幅に軽減し、貴重な資産を保護できます。

脅威モデリングの将来

脅威モデリングの将来は、いくつかの傾向によって形作られる可能性があります。

自動化：脅威モデリングプロセスの自動化が進むと、脅威モデリング演習の実施がより簡単かつ効率的になります。潜在的な脅威と脆弱性を自動的に識別できるAI搭載の脅威モデリングツールが登場しています。
DevSecOpsとの統合：脅威モデリングとDevSecOpsプラクティスのより緊密な統合により、セキュリティが開発プロセスの重要な部分であることが保証されます。これには、脅威モデリングタスクの自動化とCI/CDパイプラインへの統合が含まれます。
クラウドネイティブセキュリティ：クラウドネイティブテクノロジーの採用が増えるにつれて、脅威モデリングはクラウド環境の固有の課題に適応する必要があります。これには、構成が誤ったクラウドサービスや安全でないAPIなど、クラウド固有の脅威と脆弱性のモデリングが含まれます。
脅威インテリジェンスの統合：脅威インテリジェンスフィードを脅威モデリングツールに統合すると、新たな脅威と脆弱性に関するリアルタイムの情報が提供されます。これにより、組織は新たな脅威に積極的に対処し、セキュリティ体制を改善できます。
プライバシーの重視：データプライバシーに対する懸念が高まっているため、脅威モデリングではプライバシーリスクをより重視する必要があります。LINDDUNのような方法論は、プライバシーの脆弱性を特定して軽減するためにますます重要になります。

結論

脅威モデリングは、効果的なサイバーセキュリティプログラムに不可欠な要素です。潜在的な脅威を積極的に特定して軽減することにより、組織はサイバー攻撃のリスクを大幅に軽減し、貴重な資産を保護できます。脅威モデリングの実装は難しい場合がありますが、メリットはコストをはるかに上回ります。このガイドに概説されている手順に従い、ベストプラクティスを採用することで、あらゆる規模の組織が脅威モデリングを正常に実装し、全体的なセキュリティ体制を改善できます。

サイバー脅威が進化し続け、より高度化するにつれて、脅威モデリングは、組織が時代の先を行くためにさらに重要になります。脅威モデリングをコアセキュリティプラクティスとして採用することにより、組織はより安全なシステムを構築し、データを保護し、顧客と利害関係者の信頼を維持できます。