A medida que los ordenadores programables se fueron generalizando, los desarrolladores de software se enfrentaron a un problema: «¿Cómo se crea un entorno aislado para probar el código sin correr el riesgo de dañar el sistema?». La respuesta fue crear un espacio seguro denominado «sandbox» —un entorno muy restringido para ejecutar código no fiable— en el que se pudieran ejecutar archivos ejecutables sin temor a afectar al entorno de producción.
Resulta que este «patio de pruebas» virtual funcionó bien y se extendió al ámbito de la investigación en seguridad, donde el software potencialmente dañino o de confianza dudosa podía ejecutarse de forma segura sin afectar al hardware físico del equipo anfitrión ni poner en peligro datos confidenciales. Al confinar el código potencialmente de confianza dudosa a un entorno virtual controlado, el sandboxing permite a los investigadores realizar análisis dinámicos y detectar patrones de comportamiento de software potencialmente malicioso. En el contexto de la investigación en seguridad, los sistemas de sandboxing se utilizan principalmente para la «detonación automatizada» de malware y para detectar malware desconocido mediante el análisis completo de la cadena de ataque y la detección de patrones de comportamiento.
Analizaremos la historia de los entornos de pruebas y cómo los utilizan los analistas de seguridad para combatir amenazas muy evasivas y adaptables.
- ¿Qué es el «sandboxing»?
- Historia de los entornos de sandboxing
- Por qué se utiliza el sandboxing en la ciberseguridad
- La importancia de la seguridad mediante entornos aislados
- Tipos de técnicas de sandboxing
- Ventajas del entorno de pruebas
- Retos y limitaciones
- Buenas prácticas para un entorno de pruebas eficaz
- Sandbox
¿Qué es el «sandboxing»?
El «sandboxing» es una práctica de ciberseguridad que utiliza un entorno de ejecución aislado, o «sandbox», en el que los equipos de seguridad ejecutan, observan, analizan, detectan y bloquean elementos sospechosos como parte del ciclo de respuesta a incidentes en un centro de operaciones de seguridad (SOC). Este método proporciona una capa adicional de defensa frente a vectores de ataque desconocidos.
Mediante el uso de un entorno de pruebas (sandbox), los equipos de seguridad pueden llevar a cabo análisis avanzados de malware ejecutando archivos sospechosos en un entorno aislado que emula el sistema operativo del usuario final. La principal ventaja del sandboxing es que permite observar el comportamiento de archivos ejecutables, scripts o documentos maliciosos y, de este modo, detectar malware completamente nuevo y desconocido, o incluso malware diseñado para ejecutarse en un entorno específico. Se trata del siguiente paso evolutivo tras la detección basada en firmas que implementan los motores antivirus (AV).
Historia de Sandbox
El término «sandboxing» es algo ambiguo en informática, ya que hace referencia a una amplia variedad de técnicas. Desde el punto de vista de la seguridad del software, se desarrolló en 1993 como una técnica para lograr el aislamiento de fallos. En términos más generales, el concepto de experimentar en un entorno seguro tiene sus raíces en múltiples disciplinas, entre ellas el ámbito militar, la ingeniería de software, la estadística y las ciencias sociales.
Más recientemente, el sandboxing ha dado lugar al desarrollo de dominios de sistema dinámicos o «contenedores de confianza» en los sistemas operativos de Sun y de «jails» en los sistemas operativos FreeBSD. Estos mecanismos de seguridad permiten ejecutar programas en áreas aisladas dentro de un sistema operativo sin afectar al sistema.
Hoy en día, muchos desarrolladores de software y profesionales de la seguridad utilizan habitualmente las técnicas de sandboxing en sus investigaciones sobre seguridad. Además, la virtualización ha facilitado el acceso a los entornos de sandboxing para los usuarios finales.
Por qué se utiliza el sandboxing en la ciberseguridad
En el ámbito de la ciberseguridad, el sandboxing ha ganado popularidad debido a la creciente presencia de malware evasivo y amenazas avanzadas. El sandboxing se utiliza generalmente para:
| Detonar Software sospechoso | Los investigadores de seguridad utilizan el sandboxing para analizar y estudiar de forma segura el comportamiento del malware. Al ejecutar el código malicioso en un entorno controlado, pueden identificar posibles amenazas y desarrollar contramedidas sin poner en peligro el sistema anfitrión. |
| Aislamiento de procesos | Para mitigar los exploits de vulnerabilidades. Piensa en PDF (Adobe) o Chrome, que utilizan tecnología de sandboxing. Concretamente, el formato PDF fue objeto de exploits una y otra vez durante años, lo que impulsó el desarrollo de la arquitectura de aislamiento de procesos. |
| Detección proactiva de amenazas | El uso de entornos de aislamiento permite a los cazadores de amenazas conocer los comportamientos y las características del malware emergente, lo que les ayuda a detectar amenazas similares. |
La importancia de la seguridad mediante entornos aislados
El sandboxing ha dejado una huella considerable en el sector de la ciberseguridad, y el tamaño del mercado alcanzó la impresionante cifra de 8.100 millones de dólares estadounidenses en 2022, según un estudio de Future Market Insights.
El panorama cada vez más amenazante de las amenazas cibernéticas
La creciente sofisticación de los ciberataques
A medida que los ciberdelincuentes desarrollan ataques cada vez más avanzados y selectivos con fines maliciosos, el uso de entornos de aislamiento (sandboxing) se ha vuelto cada vez más fundamental para detectar y prevenir estas amenazas antes de que puedan causar daños.
El auge de los exploits de día cero
Los ataques de día cero, que se aprovechan de vulnerabilidades hasta entonces desconocidas, suponen un riesgo considerable para las organizaciones. El uso de entornos aislados (sandboxing) ayuda a identificar y analizar estas amenazas, proporcionando información valiosa para desarrollar contramedidas.
La proliferación de dispositivos del Internet de las cosas (IoT)
El rápido crecimiento de los dispositivos IoT ha ampliado la superficie de ataque para los ciberdelincuentes. El uso de entornos de aislamiento puede ayudar a proteger estos dispositivos al aislar las aplicaciones y restringir el acceso a los datos confidenciales.
Tipos de técnicas de sandboxing
Existen dos tipos principales de técnicas de sandboxing: a nivel del sistema operativo y a nivel de la aplicación.
Nivel del sistema operativo
Máquinas virtuales
Una máquina virtual (VM) es una forma de aislamiento que emula el hardware para ejecutar varias instancias de un sistema operativo. Las máquinas virtuales proporcionan un alto nivel de aislamiento entre los sistemas anfitrión e invitado, lo que permite a los usuarios ejecutar con seguridad software no fiable o crear entornos independientes para diferentes tareas.
Container
Los contenedores son una forma ligera de virtualización que comparte el núcleo del sistema operativo del host, pero que también aísla la aplicación y sus dependencias. Este enfoque permite un uso más eficiente de los recursos en comparación con las máquinas virtuales, al tiempo que mantiene un alto nivel de aislamiento.
de emulaciónUn entorno de emulación es un entorno virtual en el que se pueden emular o simular programas o sistemas con fines de prueba, ejecución o análisis de seguridad. Estos entornos crean un espacio aislado para el software o los sistemas, protegiéndolos del sistema operativo anfitrión y de otras aplicaciones para minimizar el riesgo de daños o interferencias. Estos entornos incorporan medidas de seguridad para evitar que el malware o el software malicioso se escape y afecte al sistema anfitrión. Tienen una amplia aplicación en ciberseguridad para detonar y analizar malware y amenazas de forma segura. MetaDefender es un ejemplo de entorno de emulación. Además, resultan valiosos para probar la compatibilidad del software en diversos sistemas operativos y configuraciones de hardware.
¿En qué se diferencia un entorno de pruebas basado en emulación de un contenedor o una máquina virtual?
Un entorno de pruebas basado en emulación, como Qiling o QEMU, se diferencia de un contenedor o una máquina virtual en varios aspectos:
- Los entornos de pruebas basados en emulación emulan la arquitectura de hardware subyacente, mientras que las máquinas virtuales y los contenedores comparten la arquitectura de hardware del host subyacente. Esto significa que los entornos de pruebas basados en emulación pueden ejecutar código de diferentes arquitecturas, como ARM en una máquina basada en x86, mientras que las máquinas virtuales y los contenedores no pueden hacerlo.
- Los entornos aislados basados en emulación suelen tener una mayor sobrecarga que las máquinas virtuales o los contenedores, ya que se ejecutan en un entorno totalmente emulado. Esto puede hacer que sean más lentos y que consuman más recursos.
- Los entornos aislados basados en emulación suelen ser más aislados y seguros que las máquinas virtuales o los contenedores, ya que no comparten el núcleo del sistema operativo del host ni otros recursos. Esto los convierte en una buena opción para analizar y probar malware u otro código potencialmente dañino.
- Los contenedores y las máquinas virtuales suelen ser más fáciles de configurar y utilizar que los entornos aislados basados en emulación, ya que se basan en tecnologías consolidadas que cuentan con un amplio soporte.
En general, los entornos aislados basados en emulación son una herramienta muy eficaz para analizar y probar software y sistemas en un entorno controlado, pero suponen una mayor carga administrativa y pueden resultar más difíciles de configurar y utilizar que las máquinas virtuales o los contenedores. La elección de la tecnología más adecuada dependerá de los requisitos específicos de cada caso concreto.
Nivel de aplicación
Software
Estos actúan como una capa protectora alrededor de una aplicación, limitando sus privilegios y controlando su acceso a los recursos del sistema. Este tipo de sandboxing resulta útil para restringir aplicaciones potencialmente dañinas sin impedir que sigan funcionando.
Entornos aislados en los navegadores web
Los navegadores webmodernos utilizan técnicas de aislamiento para separar el contenido web del sistema del usuario. Esto ayuda a proteger los datos del usuario frente a sitios web o scripts maliciosos que puedan intentar aprovechar vulnerabilidades del navegador o del sistema operativo.
Ventajas del entorno de pruebas
El sandboxing ofrece una amplia gama de ventajas en materia de seguridad que refuerzan la postura de una organización frente a riesgos de seguridad tanto conocidos como desconocidos.
Mayor seguridad
El uso de entornos aislados (sandboxing) proporciona una capa adicional de seguridad al detectar y aislar el malware y el software malicioso. Al ejecutar código sospechoso en entornos de prueba aislados, los usuarios pueden minimizar el riesgo de brechas de seguridad y proteger sus valiosos datos.
Protección contra amenazas desconocidas
El uso de un entorno aislado es un método fiable para prevenir amenazas desconocidas o malware avanzado que elude los métodos de detección convencionales. Las amenazas de día cero pueden burlar los mecanismos de detección basados en firmas, por lo que ejecutarlas en un entorno seguro y aislado protege a las organizaciones frente a ataques catastróficos.
Información más útil
El conocimiento es poder, y las pruebas en entornos aislados ofrecen una gran cantidad de información útil que permite a las organizaciones elaborar un perfil claro de las amenazas, lo cual resultará de gran utilidad para prevenir amenazas similares en el futuro.
Limitaciones y retos del entorno de pruebas
Sobrecarga de rendimiento y escalabilidad
Una de las principales limitaciones del sandboxing es la sobrecarga de rendimiento asociada a la virtualización. La ejecución de aplicaciones en un entorno aislado puede requerir recursos adicionales, lo que se traduce en tiempos de ejecución más lentos. Por lo general, no resulta viable aislar todos los archivos de un entorno sin contar con una infraestructura considerable. Por ello, el sandboxing suele integrarse como una tecnología complementaria dentro de un proceso más amplio.
Técnicas de evasión
Los creadores de malware desarrollan constantemente nuevas técnicas para eludir la detección. Al detectar que se están ejecutando en un entorno de sandbox, estos programas sospechosos pueden modificar su comportamiento o retrasar su ejecución para eludir el análisis y la detección. Por este motivo, la seguridad del sandbox es también un factor importante a tener en cuenta.
Alta complejidad
La implementación y el mantenimiento de entornos de pruebas pueden resultar complejos y llevar mucho tiempo. Las organizaciones deben asegurarse de contar con los conocimientos y los recursos necesarios para gestionar eficazmente estos entornos.
Buenas prácticas para un entorno de pruebas eficaz
Crea un entorno ideal
El principal reto radica en analizar las muestras en distintos entornos o, en el mejor de los casos, en el entorno de destino exacto, si todos los puntos finales están estandarizados. Por ejemplo, pensemos en un exploit que solo se activa en Adobe Reader v9. Sin probar las muestras con una amplia gama de versiones de Adobe, resulta difícil activar el exploit. Dadas las infinitas combinaciones de pilas de aplicaciones y entornos, el enfoque óptimo es crear un entorno virtual que sirva como «entorno de referencia» y que imite la configuración optimizada de los puntos finales. Lo ideal sería que todos los puntos finales del entorno corporativo «tuvieran el mismo aspecto» y utilizaran la misma pila de aplicaciones y la misma versión.
Utilizar medidas de seguridad para una máquina virtual
Para mejorar la seguridad del entorno de pruebas, instala siempre medidas de protección que detecten información de identificación personal o datos confidenciales cuando utilices dicho entorno. Algunas de estas medidas también pueden impedir que el malware se escape del entorno de pruebas.
Comprueba si hay falsos positivos enviando archivos inofensivos
Los falsos positivos pueden afectar negativamente al flujo de trabajo de tu organización, ya que los expertos en TI tienen que realizar análisis adicionales para asegurarse de que los archivos son seguros. Para reducir al mínimo los falsos positivos, considera la posibilidad de añadir de vez en cuando archivos inofensivos al entorno aislado. Si se detecta un falso positivo, es posible que haya un problema con las definiciones del entorno aislado.
Adopta un enfoque de seguridad en múltiples niveles
No se debe confiar en el sandboxing como única medida de seguridad. Resulta más eficaz cuando se combina con otras herramientas y prácticas de seguridad, como cortafuegos, sistemas de detección de intrusiones y análisis heurístico. La implementación de una estrategia de defensa en profundidad proporciona múltiples capas de protección, lo que dificulta que los atacantes puedan comprometer un sistema.
Supervisar continuamente elSoftware Sandbox Software código malicioso
Los entornos de pruebas que permiten una supervisión continua son recursos muy valiosos para los cazadores de amenazas y los expertos en seguridad. Saber cómo el malware envía solicitudes e interactúa con el entorno de pruebas les ayuda a obtener información valiosa y útil para futuras operaciones de seguridad.
Conclusión
El sandboxing es una valiosa solución de seguridad en el ámbito de la ciberseguridad moderna, ya que ofrece un medio eficaz para proteger los espacios digitales. Permite la ejecución segura de código de software no fiable, el análisis de malware y la realización de pruebas controladas de nuevas aplicaciones, al tiempo que limita el acceso de las aplicaciones a datos y recursos confidenciales.
Sandbox
P: ¿Puede el sandboxing sustituir al software antivirus tradicional?
R: El sandboxing no sustituye al software antivirus tradicional. Resulta más eficaz cuando se combina con otras herramientas y prácticas de seguridad, como cortafuegos, sistemas de detección de intrusiones y software antivirus, para crear una estrategia integral de defensa en profundidad.
P: ¿Puede el sandboxing proteger contra todo tipo de malware?
R: Aunque el entorno de pruebas (sandbox) es una herramienta eficaz para detectar y aislar muchos tipos de malware, es posible que no detecte todas las amenazas. Algunos programas maliciosos pueden eludir la detección del entorno de pruebas modificando su comportamiento o retrasando su ejecución. La aplicación de un enfoque de seguridad multicapa puede ayudar a hacer frente a estos retos.
P: ¿Puede el uso de entornos aislados afectar al rendimiento de mi sistema o de mis aplicaciones?
R: El uso de entornos aislados puede suponer una merma en el rendimiento debido a los recursos adicionales que se necesitan para la virtualización o el aislamiento. Este impacto puede variar en función de la técnica de aislamiento utilizada y de la aplicación concreta que se ejecute en dicho entorno.
P: ¿Qué es el entorno de área restringida de Windows?
R: Windows Sandbox un entorno de escritorio ligero que permite ejecutar aplicaciones de forma segura y aislada. Software dentro del entorno de sandbox permanece «aislado» y se ejecuta de forma independiente del equipo anfitrión. Un sandbox es temporal. Cuando se cierra, se eliminan todo el software, los archivos y el estado.
