Введение
Системы обнаружения сетевых вторжений и выявления признаков компьютерных атак на информационные системы уже давно применяются как один из необходимых рубежей обороны информационных систем. Разработчиками систем защиты информации и консультантами в этой области активно применяются такие понятия (перенесенные из направления обеспечения физической и промышленной безопасности), как защита "по периметру", "стационарная" и "динамическая" защита, стали появляться собственные термины, например, "проактивные" средства защиты.
Исследования в области обнаружения атак на компьютерные сети и системы на самом деле ведутся за рубежом уже больше четверти века. Исследуются признаки атак, разрабатываются и эксплуатируются методы и средства обнаружения попыток несанкционированного проникновения через системы защиты, как межсетевой, так и локальной — на логическом и даже на физическом уровнях. В действительности, сюда можно отнести даже исследования в области ПЭМИН , поскольку электромагнитный тамперинг имеет свои прямые аналоги в уже ставшей обычной для рядового компьютерного пользователя сетевой среде. На российском рынке широко представлены коммерческие системы обнаружения вторжений и атак (СОА) иностранных компаний (ISS RealSecure, NetPatrol, Snort, Cisco и т.д.) и в тоже время практически не представлены комплексные решения российских разработчиков. Это вызвано тем, что многие отечественные исследователи и разработчики реализуют СОА, сохраняя аналогии архитектур и типовых решений уже известных систем, не особенно стараясь увеличить эффективность превентивного обнаружения атак и реагирования на них. Конкурентные преимущества в этом сегменте российского рынка достигаются обычно за счет существенного снижения цены и упования на "поддержку отечественного производителя".
Рисунок 2. Информационная пирамида
Верхняя часть информационной пирамиды — это риски и угрозы, присущие рассматриваемой системе. Ниже располагаются различные варианты реализаций угроз (атаки), и самый нижний уровень — это признаки атак. Конечный пользователь, равно как и система обнаружения атак, имеет возможность регистрировать только процесс развития конкретной атаки или свершившийся факт атаки по наблюдаемым характерным признакам. Признаки атаки — то, что мы реально можем зафиксировать и обработать различными техническими средствами, а следовательно, необходимы средства фиксации признаков атак.
Если данный процесс рассматривать во времени, то можно говорить, что определенные последовательности наблюдаемых признаков порождают события безопасности. События безопасности могут переводить защищаемые объекты информационной системы в небезопасное состояние. Следовательно, для системы обнаружения атак необходим информационный срез достаточной полноты, содержащий все события безопасности, произошедшие в информационной системе за рассматриваемый период. Кроме того, поднимаясь вверх по пирамиде, для события безопасности можно указать, к реализации какого вида угроз оно может привести, для того чтобы в процессе развития атаки производить прогнозирование ее развития и принимать меры по противодействию угрозам, которые может вызывать данная атака.
Методология обработки данных в современных информационных системах подразумевает повсеместное использование многоуровневости. Для СОА нового типа можно выделить следующие крупные уровни, на которых возможно осуществление доступа к обрабатываемой информации:
- Уровень прикладного ПО , с которым работает конечный пользователь информационной системы. Прикладное программное обеспечение зачастую имеет уязвимости, которые могут использовать злоумышленники для доступа к обрабатываемым данным ПО.
- Уровень СУБД. Уровень СУБД является частным случаем средств прикладного уровня, но должен выделяться в отдельный класс в силу своей специфики. СУБД, как правило, имеет свою собственную систему политик безопасности и организации доступа пользователей, которую нельзя не учитывать при организации защиты.
- Уровень операционной системы. Операционная система компьютеров защищаемой ИС является важным звеном защиты, поскольку любое прикладное ПО использует средства, предоставляемые именно ОС. Бесполезно совершенствовать качество и надежность прикладного ПО, если оно эксплуатируется на незащищенной ОС.
- Уровень среды передачи. Современные ИС подразумевают использование различных сред передачи данных для взаимосвязи аппаратных компонентов, входящих в состав ИС. Среды передачи данных являются на сегодня одними из самых незащищенных компонентов ИС. Контроль среды передачи и передаваемых данных является одной из обязательных составляющих механизмов защиты данных.
Иллюстративно уровни обработки потоков данных в информационной системе представлены на .
Рисунок 3. Уровни обработки информации в информационной системе
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что любые средства защиты информации, в том числе и системы обнаружения и предупреждения атак, обязаны иметь возможность анализировать обрабатываемые и передаваемые данные на каждом из выделенных уровней. Требование присутствия системы обнаружения атак на каждом функциональном уровне информационной системы приводит к необходимости выделения подсистемы регистрации событий безопасности в отдельный комплекс информационных зондов СОА, обеспечивающих сбор информации в рамках всей сети информационной системы. В то же время, разнородность программно-аппаратных платформ и задач, решаемых различными объектами ИС, требует применения модульной архитектуры информационных зондов для обеспечения возможности максимальной адаптации к конкретным условиям применения.
Использование знаний об угрозах ИБ для обнаружения атак на информационную систему
Угрозы информационной безопасности, как правило, каким-либо образом взаимосвязаны друг с другом. Например, угроза захвата уязвимого веб-сервера узла сети может привести к реализации угрозы полного захвата управления данным узлом, поэтому в целях прогнозирования и оценки ситуации целесообразно учитывать вероятностную взаимосвязь угроз.
Если рассмотреть U — множество угроз безопасности рассматриваемой информационной системы, то u i О U — i-я угроза. В предположении, что множество угроз конечно, будем считать, что реализация i-ой угрозы может с некоторой вероятностью приводить к возможности реализации других угроз. При этом возникает задача вычисления P(u|u i1 ,u i2 ,...,u ik) — вероятности реализации угрозы u, при условии реализации угроз u i1 ,u i2 ,...,u ik (см. ).
Рисунок 4. Вид графа зависимости угроз ИБ
Наиболее надежно атаку можно обнаружить, имея как можно более полную информацию о произошедшем событии. Как видно из предыдущих разделов, современные системы чаще всего фиксируют атаки по наличию определенной, вполне конкретной сигнатуры.
Расширив этот подход, мы можем акцентировать внимание на процесс выделения в компьютерных атаках различных этапов (фаз) их реализации. Выделение фаз атак, особенно ранних, является важным процессом, который, в конечном счете, позволяет обнаружить атаку в процессе ее развития. Однако сделать это возможно лишь определив соответствующим образом перечень угроз информационной системе, которые могут реализовываться на каждой из фаз атаки, и соответствующим образом отразив данный факт в классификации. В самом крупном приближении выделяются три основных фазы атаки: сетевая разведка, реализация, закрепление и сокрытие следов.
Анализ взаимосвязи угроз с фазами атаки и прогнозирования наиболее вероятных угроз, которые могут быть реализованы злоумышленником, является важной задачей обеспечения ИБ. Это необходимо для своевременного принятия решений по блокировке злонамеренных воздействий.
Следующим элементом концепции обнаружения атак является классификация. Вопросы классификации компьютерных атак до сих пор активно исследуются. Основная задача разработки классификации компьютерных атак состоит в том, чтобы обеспечить удобство использования данной классификации на практике. Основные требования к классификации таковы: непересекающиеся классы, полнота, применимость, объективность, расширяемость, конечность. Интересные подходы к классификации сетевых атак предложены в. Классификация угроз безопасности должна учитывать структуру и фазы проведения атаки на компьютерные системы, определять такие атрибуты как источники и цели атаки, их дополнительные характеристики, многоуровневую типизацию. Модель обнаружения вторжений должна строиться на базе разработанной классификации.
Таким образом, в перспективе необходимо решение следующих задач — определение наиболее вероятной реализации угрозы на текущий момент времени для того, чтобы иметь представление, какие последствия могут в кратчайшее время ожидать информационную систему, а также составление прогноза развития ситуации с целью определения наиболее вероятной реализации угроз в будущем.
Повышение эффективности систем обнаружения атак — интегральный подход
Вообще говоря, современные системы обнаружения вторжений и атак еще далеки от эргономичных и эффективных, с точки зрения безопасности решений. Повышение же эффективности следует ввести не только в области обнаружения злонамеренных воздействий на инфраструктуру защищаемых объектов информатизации, но и с точки зрения повседневной "боевой" эксплуатации данных средств, а также экономии вычислительных и информационных ресурсов владельца данной системы защиты.
Если же говорить непосредственно о модулях обработки данных, то, следуя логике предыдущего раздела, каждая сигнатура атаки в представленной схеме обработки информации об атаке является базовым элементом для распознавания более общих действий — распознавания фазы атаки (этапа ее реализации). Само понятие сигнатуры обобщается до некоторого решающего правила (например, с помощью поиска аномалий в сетевом трафике или клавиатурном почерке пользователя). А каждая атака наоборот разбивается на набор этапов ее проведения. Чем проще атака, тем проще ее обнаружить и больше возможностей появляется по ее анализу. Каждая сигнатура отображает определенное событие в вычислительной сетевой и локальной среде в фазовое пространство компьютерных атак. Фазы можно определить свободно, но лучше сохранять при этом достаточную степень детализации, чтобы иметь возможность описывать атаки с помощью подробных сценариев атак (списка фаз атак и переходов между ними).
Сценарий атаки в этом случае представляет собой граф переходов, в аналогичный графу конечного детерминированного автомата. А фазы атак можно описать, например, следующим образом:
- опробование портов;
- идентификация программных и аппаратных средств;
- сбор баннеров;
- применение эксплоитов;
- дезорганизация функционала сети с помощью атак на отказ в обслуживании;
- управление через бэкдоры;
- поиск установленных троянов;
- поиск прокси-серверов;
- удаление следов присутствия;
- и т.д. (по необходимости с различной степенью детализации).
Преимущества такого подхода очевидны — в случае раздельной обработки различных этапов атаки появляется возможность распознавать угрозу еще в процессе ее подготовки и формирования, а не на стадии ее реализации, как это происходит в существующих системах. При этом, элементной базой для распознавания может быть как сигнатурный поиск, так и выявление аномалий, использование экспертных методов и систем, доверительных отношений и прочих информационных, уже известных и реализованных, сетевых и локальных примитивов оценки происходящего в вычислительной среде потока событий.
Обобщающий подход к анализу позволяет соответственно определять и распределенные (во всех смыслах) угрозы, как во временно"м, так и логическом и физическом пространстве. Общая схема обработки поступающих событий также позволяет осуществлять поиск распределенных атак — путем последующей агрегации данных из различных источников и конструирования мета-данных об известных инцидентах по защищаемому "периметру" (см. ).
Рисунок 5. Схема интегрального обнаружения компьютерных атак
Распределенные атаки выявляются путем агрегации данных о поступающих атаках и подозрительных действиях и сопоставления шаблонов и статистической фильтрации. Таким образом, оповещение о подозрительных действиях в компьютерных системах происходит на нескольких уровнях:
- нижний уровень сообщает о примитивных событиях (совпадении сигнатур, выявлении аномалий);
- средний уровень извлекает информацию из нижнего уровня и агрегирует ее с помощью конечных автоматов (сценариев атак), статистического анализа и механизмов пороговой фильтрации;
- высший уровень агрегирует информацию с двух предыдущих и позволяет выявлять обычные и распределенные атаки, их реальный источник и прогнозировать его дальнейшее поведение на основе интеллектуального анализа.
Ядро системы обнаружения компьютерных атак должно быть четко разделено с системой визуализации и сигнализации.
Для поиска сигнатур в сетевых пакетах используются правила, формирующие перечень опций (паспорт), по которым осуществляется проверка поступающих сетевых пакетов. Существующие системы (как, например, Snort или PreludeIDS, которая использует правила Snort) применяют строчный вид описаний таких правил:
Alert tcp $HOME_NET 1024:65535 ->
$EXTERNAL_NET 1024:65535
(msg:"BLEEDING-EDGE TROJAN Trojan.Win32.Qhost C&C Traffic Outbound (case1)";
flow:established;
dsize:>1000;
content:"|00 00 00 28 0a 00 00 02 0f|Service Pack 1|00|";
classtype:trojan-activity;
reference: url,/www.viruslist.com/en/viruses/ encyclopedia?virusid=142254;
sid:2007578;
rev:1;
)
Такой вид более удобен для быстрой машинной обработки, но менее пригоден для человека. Кроме того, в нем отсутствуют возможности для расширения функциональности, которые заложены в XML-подобных реализациях сигнатурных баз. Например, простая "скобочная" (от англ. brace-like) конфигурация позволяет записать ряд управляющих переменных и описать правила в гораздо более приятной и понятной визуальной форме, сохраняя возможность для легкого расширения функциональности. Так, определение фаз атак, защищаемых объектов и совершаемых в сети событий может выглядеть следующим образом:
Type_defs {
alert = 1;
warning = 2;
fail = 4;
}
srcdst_defs {
HOME_NET = 195.208.245.212
localhost = 127.0.0.1
}
proto_defs {
tcp = 1;
udp = 2;
tcp-flow = 10;
}
phase_defs {
port_scanning = 1;
exploiting = 2;
icmp_sweeping = 3;
ftp_bouncing = 4;
shell_using = 5;
dir_listing = 6;
file_opening = 7;
}
А секция определения угроз информационной безопасности может иметь основные позиции, подобные следующей:
Treat_defs = {
treat {
name = file-unauthorised-access;
id = FUAC;
msg = "message in english";
}
}
Кроме указанных в гибкой форме угроз, фаз атак и защищаемых объектов, интегральная обработка информации, связанная с выявлением угроз информационной безопасности, позволяет ввести также сервис-ориентированный подход к обнаружению атак, формируя автоматическим или ручным способом описания сетевых и локальных служб, а также приоритезируя важность, с точки зрения обеспечения должного уровня, информационной безопасности и жизнедеятельности информационной инфраструктуры сети.
Service_defs = {
service {
name = pop3;
msg = "";
rulesets = "backdoors, pop3scanners";
security_tolerance = 3
life_insurance = 5
}
}
Сами же правила выглядят, например, следующим образом:
Ruleset {
name = backdoors;
rule {
id = 0x1000;
type = alert;
proto = tcp;
src = localhost;
dst = 195.208.245.0/24:2000;
msg = "service::what is bad in this alert";
options = AP,vice_versa;
contains = "|0a0a0d03|";
phase = exploiting;
treat = file-unauthorized-access;
revision = 1;
}
}
Здесь учитываются как классические признаки события (тип события, протокол обнаружения, источник и объект воздействия, краткое сообщение), так и добавочные — фаза атаки, тип угрозы, к возникновению которой относится данное событие. При этом сами правила могут быть сгруппированы в наборы, пригодные затем для связывания их с установленными в защищаемой системе сетевыми и локальными службами.
Если же вернуться к эффективности проверки правил в системах обнаружения сетевых атак, то следует отметить следующий факт. На текущий момент все правила в системах СОА проверяются следующим образом (см. ). Проверка неоднородных правил происходит раздельно, правило за правилом, при этом однородные операции над пакетами выполняются все время порознь. Такой подход не позволяет эффективно распараллелить обработку сетевых пакетов, полностью использовать возможности нескольких конвейеров на современных процессорах, а также оптимизировать поиск частично похожих правил-сигнатур.
Однако есть минус и такого подхода, когда, например, шаблоны связаны друг с другом (вот пример такого шаблона: найти первое вхождение, затем относительно него через несколько байт проверить наличие определенной бинарной последовательности). Правда, таких правил — подавляющее меньшинство (даже если судить по общепринятым правилам популярной СОА Snort), что позволяет вынести их в отдельный класс распараллеливаемых методов и использовать в них любые простые методы последовательной проверки.
Помимо преимущества в распараллеливании процесса поиска сигнатур, становится возможным применение методов одновременного поиска многих сигнатур в сетевом потоке за один проход (можно, например, построить один большой конечный автомат для большинства шаблонов, участвующих в правилах, или использовать мультисигнатурную модернизацию алгоритма Бойера-Мура).
Экспериментальные проверки различных вариантов реализации методов одновременного поиска многих сигнатур показали, что наиболее быстрой оказывается реализация большого конечного автомата, модифицированного таким образом, чтобы он позволял "пропускать" однородные ошибки — пропуски и вставки произвольной длины, а также ошибки замены (в результате модификации сигнатуры, что является довольно частым явлением, с целью ее сокрытия от СОА).
Наиболее сложные в проверке правила (шаблоны) можно предварительно компилировать в бинарные подключаемые модули (как это сделано, например, в системе RealSecure IDS).
Заключение
Современный подход к построению систем обнаружения сетевых вторжений и выявления признаков компьютерных атак на информационные системы полон недостатков и уязвимостей, позволяющих, к сожалению, злонамеренным воздействиям успешно преодолевать системы защиты информации. Переход от поиска сигнатур атак к выявлению предпосылок возникновения угроз информационной безопасности должен способствовать тому, чтобы в корне изменить данную ситуацию, сократив дистанцию отставания в развитии систем защиты от систем их преодоления.
Кроме того, такой переход должен способствовать повышению эффективности управления информационной безопасностью и, наконец, более конкретным примерам применения нормативных и руководящих документов уже ставших стандартами.
Технология обнаружения атак должна решать следующие задачи:
Распознавание известных атак и предупреждение о них соответствующего персонала.
- "Понимание" зачастую непонятных источников информации об атаках.
Освобождение или снижение нагрузки на персонал, отвечающий за безопасность, от текущих рутинных операций по контролю за пользователями, системами и сетями, являющимися компонентами корпоративной сети.
Возможность управления средствами защиты не-экспертами в области безопасности.
Контроль всех действий субъектов корпоративной сети (пользователей, программ, процессов и т.д.).
Очень часто системы обнаружения атак могут выполнять функции, существенно расширяющие спектр их применения. Например,
Контроль эффективности межсетевых экранов. Например, установка системы обнаружения атак после межсетевого экрана (внутри корпоративной сети) позволяет обнаружить атаки, пропускаемые МСЭ и, тем самым, определить недостающие правила на межсетевом экране.
Контроль узлов сети с неустановленными обновлениями или узлов с устаревшим программным обеспечением.
Блокирование и контроль доступа к определенным узлам Internet. Хотя системам обнаружения атак далеко до межсетевых экранов и систем контроля доступа к различным URL, например, WEBsweeper, они могут выполнять частичный контроль и блокирование доступа некоторых пользователей корпоративной сети к отдельным ресурсам Internet, например, к Web-серверам порнографического содержания. Это бывает необходимо тогда, когда в организации нет денег на приобретение и межсетевого экрана и системы обнаружение атак, и функции МСЭ разносятся между системой обнаружения атак, маршрутизатором и proxy-сервером. Кроме того, системы обнаружения атак могут контролировать доступ сотрудников к серверам на основе ключевых слов. Например, sex, job, crack и т.д.
Контроль электронной почты. Системы обнаружения атак могут использоваться для контроля неблагонадежных сотрудников, использующих электронную почту для выполнения задач, не входящих в их функциональные обязанности, например, рассылка резюме. Некоторые системы могут обнаруживать вирусы в почтовых сообщениях и, хотя до настоящих антивирусных систем им далеко, они все же выполняют эту задачу достаточно эффективно.
Лучшее использование времени и опыта специалистов в области информационной безопасности заключается в обнаружении и устранении причин реализации атак, скорее чем, в обнаружении самих атак. Устранив причины возникновения атак, т.е. обнаружив и устранив уязвимости, администратор тем самым устраняет и сам факт потенциальной реализации атак. Иначе атака будет повторяться раз за разом, постоянно требуя усилий и внимания администратора.
Существует большое число различных классификаций систем обнаружения атак, однако самой распространенной является классификация по принципу реализации:
1. host-based, то есть обнаруживающие атаки, направленные на конкретный узел сети.
2. network-based, то есть обнаруживающие атаки, направленные на всю сеть или сегмент сети.
Системы обнаружения атак, контролирующие отдельный компьютер, как правило, собирают и анализируют информацию из журналов регистрации операционной системы и различных приложений (Web-сервер, СУБД и т.д.). По такому принципу функционирует RealSecure OS Sensor. Однако в последнее время стали получать распространение системы, тесно интегрированные с ядром ОС, тем самым, предоставляя более эффективный способ обнаружения нарушений политики безопасности. Причем такая интеграция может быть реализовано двояко. Во-первых, могут контролироваться все системные вызовы ОС (так работает Entercept) или весь входящий/исходящий сетевой трафик (так работает RealSecure Server Sensor). В последнем случае система обнаружения атак захватывает весь сетевой трафик напрямую с сетевой карты, минуя операционную систему, что позволяет уменьшить зависимость от нее и тем самым повысить защищенность системы обнаружения атак.
Системы обнаружения атак уровня сети собирают информацию из самой сети, то есть из сетевого трафика. Выполняться эти системы могут на обычных компьютерах (например, RealSecure Network Sensor), на специализированных компьютерах (например, RealSecure for Nokia или Cisco Secure IDS 4210 и 4230) или интегрированы в маршрутизаторы или коммутаторы (например, CiscoSecure IOS Integrated Software или Cisco Catalyst 6000 IDS Module). В первых двух случаях анализируемая информация собирается посредством захвата и анализа пакетов, используя сетевые интерфейсы в беспорядочном (promiscuous) режиме. В последнем случае захват трафика осуществляется с шины сетевого оборудования. Обнаружение атак требует выполнения одного из двух условий - или понимания ожидаемого поведения контролируемого объекта системы или знания всех возможных атак и их модификаций. В первом случае используется технология обнаружения аномального поведения, а во втором случае - технология обнаружения злоумышленного поведения или злоупотреблений. Вторая технология заключается в описании атаки в виде шаблона или сигнатуры и поиска данного шаблона в контролируемом пространстве (например, сетевом трафике или журнале регистрации). Эта технология очень похожа на обнаружение вирусов (антивирусные системы являются ярким примером системы обнаружения атак), т.е. система может обнаружить все известные атаки, но она мало приспособлена для обнаружения новых, еще неизвестных, атак. Подход, реализованный в таких системах, очень прост и именно на нем основаны практически все предлагаемые сегодня на рынке системы обнаружения атак. Практически все системы обнаружения атак основаны на сигнатурном подходе.
Достоинства системы обнаружения атак:
1.) Коммутация позволяет управлять крупномасштабными сетями, как несколькими небольшими сетевыми сегментами. В результате бывает трудно определить наилучшее место для установки системы, обнаруживающей атаки в сетевом трафике. Иногда могут помочь специальные порты (span ports) на коммутаторах, но не всегда. Обнаружение атак на уровне конкретного узла обеспечивает более эффективную работу в коммутируемых сетях, так как позволяет разместить системы обнаружения только на тех узлах, на которых это необходимо.
2.) Системы сетевого уровня не требуют, чтобы на каждом хосте устанавливалось программное обеспечение системы обнаружения атак. Поскольку для контроля всей сети число мест, в которых установлены IDS невелико, то стоимость их эксплуатации в сети предприятия ниже, чем стоимость эксплуатации систем обнаружения атак на системном уровне. Кроме того, для контроля сетевого сегмента, необходим только один сенсор, независимо от числа узлов в данном сегменте.
3.) Сетевой пакет, будучи ушедшим с компьютера злоумышленника, уже не может быть возвращен назад. Системы, функционирующие на сетевом уровне, используют "живой" трафик при обнаружении атак в реальном масштабе времени. Таким образом, злоумышленник не может удалить следы своей несанкционированной деятельности. Анализируемые данные включают не только информацию о методе атаки, но и информацию, которая может помочь при идентификации злоумышленника и доказательстве в суде. Поскольку многие хакеры хорошо знакомы с механизмами системной регистрации, они знают, как манипулировать этими файлами для скрытия следов своей деятельности, снижая эффективность систем системного уровня, которым требуется эта информация для того, чтобы обнаружить атаку.
4.) Системы, функционирующие на уровне сети, обнаруживают подозрительные события и атаки по мере того, как они происходят, и поэтому обеспечивают гораздо более быстрое уведомление и реагирование, чем системы, анализирующие журналы регистрации. Например, хакер, инициирующий сетевую атаку типа "отказ в обслуживании" на основе протокола TCP, может быть остановлен системой обнаружения атак сетевого уровня, посылающей TCP-пакет с установленным флагом Reset в заголовке для завершения соединения с атакующим узлом, прежде чем атака вызовет разрушения или повреждения атакуемого узла. Системы анализа журналов регистрации не распознают атаки до момента соответствующей записи в журнал и предпринимают ответные действия уже после того, как была сделана запись. К этому моменту наиболее важные системы или ресурсы уже могут быть скомпрометированы или нарушена работоспособность системы, запускающей систему обнаружения атак на уровне узла. Уведомление в реальном масштабе времени позволяет быстро среагировать в соответствии с предварительно определенными параметрами. Диапазон этих реакций изменяется от разрешения проникновения в режиме наблюдения для того, чтобы собрать информацию об атаке и атакующем, до немедленного завершения атаки.
И, наконец, системы обнаружения атак, функционирующие на сетевом уровне, не зависят от операционных систем, установленных в корпоративной сети, так как они оперируют сетевым трафиком, которым обмениваются все узлы в корпоративной сети. Системе обнаружения атак все равно, какая ОС сгенерировала тот или иной пакет, если он в соответствие со стандартами, поддерживаемыми системой обнаружения. Например, в сети могут работать ОС Windows 98, Windows NT, Windows 2000 и XP, Netware, Linux, MacOS, Solaris и т.д., но если они общаются между собой по протоколу IP, то любая из систем обнаружения атак, поддерживающая этот протокол, сможет обнаруживать атаки, направленные на эти ОС. Совместное применение систем обнаружения атак на уровне сети и уровне узла повысит защищенность вашей сети.
Наши компьютерные системы уязвимы к различным видам атак. Для защиты системы от этих атак,важно знать,распространенные компьютерные атаки.В сегодняшнем мире это стало почти обыденной ситуацией,когда мы слышим о персональных компьютерных системах или сетях,которые подвергаются нападению. В наш век технологий, существуют различные типы компьютерных атак,от которых надо защитить свои драгоценные данные, системы и сети.В то время как некоторые атаки могут просто повредить данные на компьютере, есть и другие атаки, где данные из компьютерной системы могут быть украдены,а также другие атаки, когда может быть закрыта вся сеть.
Проще говоря, существуют два основных типа атак, пассивные атаки и активные атаки.Пассивные атаки являются теми,когда данные на компьютере, отслеживаются и позже используются для вредоносных интересов,в то время как активные атаки,это те,когда либо изменения в данных или данные будут удалены или сети полностью разрушены.Ниже приведены некоторые из наиболее распространённых типов активных и пассивных атак, которые могут повлиять на компьютеры.
Активные виды компьютерных атак
Вирус
Наиболее известные компьютерные атаки и вирусы,которые были вокруг в течение длительного периода времени.Они устанавливаются на компьютеры и распространяются на другие файлы в системе. Они часто распространяются через внешние жесткие диски, или посредством определенных интернет-сайтов или как вложения по электронной почте.После того, как вирусы запускаются, они становятся независимыми от творца, и их цель заразить множество файлов и других систем.
Root Kit
Хакеры получают доступ в систему с использованием корневого набора драйверов и полностью берут управление компьютером.Они относятся к числу наиболее опасных компьютерных атак,так как хакер может получить больше контроля над системой, чем владелец системы. В некоторых случаях хакеры могут также включить вебкамеру и следить за деятельности потерпевшего,зная о нем всё.
Trojan
В списек компьютерных атак,троянский конь занимает самый высокий рейтинг после вирусов.Он часто встраивается в кусок программного обеспечения, в экранные заставки, или в игры,которые будет работать в обычном режиме.Однако, как только они будут скопированы в систему, они будут заражать компьютер вирусом или root-kit. Другими словами, они действуют как носители вирусов или руткиты, чтобы заразить систему.
Червь
Червями можно назвать родственниками вирусов. Разница между вирусами и интернет-червями в том,что черви заразить систему без какой-либо помощи от пользователя. Первый шаг в том, что черви сканируют компьютеры на уязвимость.Затем они копируют себя в систему и заражают систему,и процесс повторяется.
Пассивные типы компьютерных атак
Подслушивание
Как подсказывает название,хакеры будут вкрадчиво слышать разговор который происходит между двумя компьютерами в сети. Это может произойти в закрытой системе,а также через интернет. Другие имена,с которыми это связывают snooping. С подслушиванием, конфиденциальные данные могут внести свой путь по сети и могут быть доступны для других людей.
Парольные атаки
Одним из наиболее распространенных типов кибер-атак парольные атаки.Здесь хакеры получают доступ к компьютеру и ресурсам сети путем получения пароля управления.Часто можно увидеть,что злоумышленник изменил сервер и конфигурацию сети и в некоторых случаях даже могут удалить данные.Кроме того, данные могут передаваться в разные сети.
Скомпрометированный ключ атаки
Для хранения конфиденциальных данных,может быть использованы секретный код или номер.Получить ключ,без сомнения, настоящая огромная задача для хакера,и не исключено, что после интенсивных исследований хакер,действительно,способен положить руки на клавиши. Когда ключ находится в распоряжении хакера, он известен как скомпрометированный ключ. Хакер, теперь будут иметь доступ к конфиденциальным данным и может внести изменения в данные. Однако, существует также вероятность того, что хакер будет пробовать различные перестановки и комбинации ключа для доступа к другим наборам конфиденциальных данных.
Имитация удостоверения
Каждый компьютер имеет IP-адрес, благодаря которому он является действительным, и независимым в сети.Одной из распространённых компьютерных атак является предположение личности другого компьютера.Здесь IP-пакеты могут быть отправлены с действительных адресов и получить доступ к определенному IP. Как только доступ будет получен,данные системы могут быть удалены, изменены или перенаправлены.Кроме того, хакер может воспользоваться этим взломанным IP адресом и напасть на другие системы в пределах или за пределами сети.
Application Layer атаки
Целью атаки на уровне приложений-это вызвать сбой в операционной системе сервера.Как только будет создана ошибка в операционной системе,хакер сможет получить доступ к управлению сервером.Это в свою очередь приводит к изменению данных различными способами. В систему может быть внедрён вирус или могут отправляться многочисленные запросы к серверу, которые могут привести к её сбою или может быть отключен контроль безопасности, из-за которого восстановление сервера,может стать затруднительным.
Это были некоторые типы атак,которым могут подвергнуться сервера и отдельные компьютерные системы.Список новейших компьютерных атак продолжает увеличиваться с каждым днем, для этого хакеры используют новые методы взлома.
С помощью таких программ, как WinNuke, Papa Smurf и Teardrop злоумышленники могут атаковать ваши компьютеры и нанести вам ущерб. Согласно опросу за 1999 год Института Компьютерной Безопасности и ФБР о компьютерных преступлениях 57 процентов опрошенных организаций сообщили, что считают соединения их сетей с Интернет "местом, откуда часто организуются атаки". 30 процентов опрошенных сообщило, что имели место случаи проникновения в их сети, а 26 процентов сказали, что в ходе атак происходила кража конфиденциальной информации. Федеральный центр по борьбе с компьютерными преступдениями в США - FedCIRC сообщил, что в 1998 году атакам подверглось около 130000 государственных сетей с 1100000 компьютерами. Классификация компьютерных атак Когда мы говорим "компьютерная атака", мы имеем в виду запуск людьми программ для получения неавторизованного доступа к компьютеру. Формы организации атак весьма разнообразны, но в целом все они принадлежат к одной из следующих категорий: Удаленное проникновение в компьютер: программы, которые получают неавторизованный доступ к другому компьютеру через Интернет (или локальную сеть) Локальное проникновение в компьютер: программы, которые получают неавторизованный доступ к компьютеру, на котором они работают. Удаленное блокирование компьютера: программы, которые через Интернет (или сеть) блокируют работу всего удаленного компьютера или отдельной программы на нем (для восстановления работоспособности чаще всего компьютер надо перезагрузить) Локальное блокирование компьютера: программы, которые блокируют работу компьютера, на котором они работают Сетевые сканеры: программы, которые осуществляют сбор информации о сети, чтобы определить, какие из компьютеров и программ, работающих на них, потенциально уязвимы к атакам. Сканеры уязвимых мест программ: программы, проверяют большие группы компьютеров в Интернете в поисках компьютеров, уязвимых к тому или иному конкретному виду атаки. Вскрыватели паролей: программы, которые обнаруживают легко угадываемые пароли в зашифрованных файлах паролей. Сейчас компьютеры могут угадывать пароли так быстро, что казалось бы сложные пароли могут быть угаданы. Сетевые анализаторы (снифферы): программы, которые слушают сетевой трафик. Часто в них имеются возможности автоматического выделения имен пользователей, паролей и номеров кредитных карт из трафика. Как защититься от большинства компьютерных атак Защита сети от компьтерных атак - это постоянная и нетривиальная задача; но ряд простых средств защиты смогут остановить большинство попыток проникновения в сеть. Например, хорошо сконфигурированный межсетевой экран и антивирусные программы, установленные на всех рабочих станциях, смогут сделать невозможными большинство компьютерных атак. Ниже мы кратко опишем 14 различных средств защиты, реализация которых поможет защитить вашу сеть. Оперативная установка исправлений для программ (Patching) Компании часто выпускают исправления программ, чтобы ликвидировать неблагоприятные последствия ошибок в них. Если не внести исправления в программы, впоследствии атакующий может воспользоваться этими ошибками и проникнуть в ваш компьютер. Системные администраторы должны защищать самые важные свои системы, оперативно устанавливая исправления для программ на них. Тем не менее, установить исправления для программ на всех хостах в сети трудно, так как исправления могут появляться достаточно часто. В этом случае надо обязательно вносить исправления в программы на самых важных хостах, а кроме этого установить на них другие средства защиты, описанные ниже. Обычно исправления должны получаться ТОЛЬКО от производителей программ. Обнаружение вирусов и троянских коней Хорошие антивирусные программы - незаменимое средство для повышения безопасности в любой сети. Они наблюдают за работой компьютеров и выявляют на них вредоносные программы. Единственной проблемой, возникающей из-за них, является то, что для максимальной эффективности они должны быть установлены на всех компьютерах в сети. На установку антивирусных программ на всех компьютерах и регулярное обновление антивирусных баз в них может уходить достаточно много времени - но иначе это средство не будет эффективным. Пользователей следует учить, как им самим делать эти обновления, но при этом нельзя полностью полагаться на них. Помимо обычной антивирусной программе на каждом компьютере мы рекомендуем, чтобы организации сканировали приложения к электронным письмам на почтовом сервере. Таким образом можно обнаружить большинство вирусов до того, как они достигнут машин пользователей. Межсетевые экраны Межсетевые экраны (firewalls) - это самое важное средство защиты сети организации. Они контролируют сетевой трафик, входящий в сеть и выходящий из нее. Межсетевой экран может блокировать передачу в сеть какого-либо вида трафика или выполнять те или иные проверки другого вида трафика. Хорошо сконфигуированный межсетевой экран в состоянии остановить большинство известных компьютерных атак. Вскрыватели паролей (Password Crackers) Хакеры часто используют малоизвестные уязвимые места в компьютерах для того, чтобы украсть файлы с зашифрованными паролями. Затем они используют специальные программы для вскрытия паролей, которые могут обнаружить слабые пароли в этих зашифрованных файлах. Как только слабый пароль обнаружен, атакующий может войти в компьютер, как обычный пользователь и использовать разнообразные приемы для получения полного доступа к вашему компьютеру и вашей сети. Хотя это средство используются злоумышленниками, оно будет также полезно и системным администраторам. Они должны периодически запускать эти программы на свои зашифрованные файлы паролей, чтобы своевременно обнаружить слабые пароли. Шифрование Атакующие часто проникают в сети с помощью прослушивания сетевого трафика в наиболее важных местах и выделения из него имен пользователей и их паролей. Поэтому соединения с удаленными машинами, защищаемые с помощью пароля, должны быть зашифрованы. Это особенно важно в тех случаях, если соединение осуществляется по Интернет или с важным сервером. Имеется ряд коммерческих и бесплатных программ для шифрования трафика TCP/IP (наиболее известен SSH). Сканеры уязвимых мест Это программы, которые сканируют сеть в поисках компьютеров, уязвимых к определенным видам атак. Сканеры имеют большую базу данных уязвимых мест, которую они используют при проверке того или иного компьютера на наличие у него уязвимых мест. Имеются как коммерческие, так и бесплатные сканеры. Грамотное конфигурирование компьютеров в отношении безопасности Компьютеры с заново установленными операционными системами часто уязвимы к атакам. Причина этого заключается в том, что при начальной установке операционной системы обычно разрешаются все сетевые средства и часто разрешаются небезопасным образом. Это позволяет атакующему использовать много способов для организации атаки на машину. Все ненужные сетевые средства должны быть отключены. Боевые диалеры(war dialer) Пользователи часто обходят средства защиты сети организации, разрешая своим компьютерам принимать входящие телефонные звонки. Пользователь перед уходом с работы включает модем и соответствующим образом настраивает программы на компьютере, после чего он может позвонить по модему из дома и использовать корпоративную сеть. Атакующие могут использовать программы-боевые диалеры для обзвонки большого числа телефонных номеров в поисках компьютеров, обрабатывающих входящие звонки. Так как пользователи обычно конфигурируют свои компьютеры сами, они часто оказываются плохо защищенными и дают атакующему еще одну возможность для организации атаки на сеть. Системные администраторы должны регулярно использовать боевые диалеры для проверки телефонных номеров своих пользователей и обнаружения сконфигурированных подобным образом компьютеров. Имеются как коммерческие, так и свободно распространяемые боевые диалеры. Рекомендации по безопасности (security advisories) Рекомендации по безопасности - это предупреждения, публикуемые группами по борьбе с компьютерными преступлениями и производителями программ о недавно обнаруженных уязвимых местах. Рекомендации обычно описывают самые серьезные угрозы, возникающие из-за этих уязвимых мест и поэтому являются занимающими мало времени на чтение, но очень полезными. Они описывают в-целом угрозу и дают довольно конкретные советы о том, что нужно сделать для устранения данного узявимого места. Найти их можно в ряде мест, но двумя самыми полезными являются те рекомендации, которые публикует группа по борьбе с компьютерными преступлениями CIAC и CERT Средства обнаружения атак (Intrusion Detection) Системы обнаружения атак оперативно обнаруживают компьютерные атаки. Они могут быть установлены за межсетевым экраном, чтобы обнаруживать атаки, организуемые изнутри сети. Или они могут быть установлены перед межсетевым экраном, чтобы обнаруживать атаки на межсетевой экран. Средства этого типа могут иметь разнообразные возможности. Имеется статья об их использовании и видах систем обнаружения атак Средства выявления топологии сети и сканеры портов Эти программы позволяют составить полную картину того, как устроена ваша сеть и какие компьютеры в ней работают, а также выявить все сервисы, которые работают на каждой машине. Атакующие используют эти средства для выявления уязвимых компьютеров и программ на них. Системные администраторы должны использовать эти средства для наблюдения за тем, какие программы и на каких компьютерах работают в их сети. С их помощью можно обнаружить неправильно сконфигурированные программы на компьютерах и установить исправления на них. Группа по расследованию происшествий с безопасностью В каждой сети, независимо от того, насколько она безопасна, происходят какие-либо события, связанные с безопасностью (может быть даже ложные тревоги). Сотрудники организации должны заранее знать, что нужно делать в том или ином случае. Важно заранее определить следующие моменты - когда вызывать правоохранительные органы, когда вызывать сотрудников группы по борьбе с компьютерными преступлениями, когда следует отключить сеть от Интернет, и что делать в случае компрометации важного сервера. CERT предоставляет общие консультации в рамках США. FedCIRC отвечает за консультирование гражданских государственных учреждений в США. Политики безопасностиСистема сетевой безопасности насколько сильна, насколько сильно защищено самое слабое ее место. Если в рамках одной организации имеется несколько сетей с различными политиками безопасности, то одна сеть может быть скомпрометирована из-за плохой безопасности другой сети. Организации должны написать политику безопасности, в которой определялся бы ожидаемый уровень защиты, который должен быть везде единообразно реализован. Самым важным аспектом политики является выработка единых требований к тому, какой трафик должен пропускаться через межсетевые экраны сети. Также политика должна определять как и какие средства защиты (например, средства обнаружения атак или сканеры уязвимых мест) должны использоваться в сети. Для достижения единого уровня безопасности политика должна определять стандартные безопасные конфигурации для различных типов компьютеров. Тестирование межсетевых экранов и WWW-серверов на устойчивость к попыткам их блокирования Атаки на блокирование компьютера распространены в Интернет. Атакующие постоянно выводят из строя WWW-сайты, перегружают компьютеры или переполняют сети бессмысленными пакетами. Атаки этого типа могут быть очень серьезными, особенно если атакующий настолько умен, что организовал продолжительную атаку, у которой не выявить источник. Сети, заботящиеся о безопасности, могут организовать атаки против себя сами, чтобы определить, какой ущерб может быть нанесен им. Мы рекомендуем проводить этот вид анализа на уязвимость только опытным системным администраторам или специальным консультантам.
Лекция 33 Виды и типы сетевых атак
Лекция 33
Тема: Виды и типы сетевых атак
Удалённая сетевая атака - информационное разрушающее воздействие на распределённую вычислительную систему, осуществляемое программно по каналам связи.
Введение
Для организации коммуникаций в неоднородной сетевой среде применяются набор протоколов TCP/IP, обеспечивая совместимость между компьютерами разных типов. Данный набор протоколов завоевал популярность благодаря совместимости и предоставлению доступа к ресурсам глобальной сети Интернет и стал стандартом для межсетевого взаимодействия. Однако повсеместное распространение стека протоколов TCP/IP обнажило и его слабые стороны. В особенности из-за этого удалённым атакам подвержены распределённые системы, поскольку их компоненты обычно используют открытые каналы передачи данных, и нарушитель может не только проводить пассивное прослушивание передаваемой информации, но и модифицировать передаваемый трафик.
Трудность выявления проведения удалённой атаки и относительная простота проведения (из-за избыточной функциональности современных систем) выводит этот вид неправомерных действий на первое место по степени опасности и препятствует своевременному реагированию на осуществлённую угрозу, в результате чего у нарушителя увеличиваются шансы успешной реализации атаки.
Классификация атак
По характеру воздействия
Пассивное
Активное
Пассивное воздействие на распределённую вычислительную систему (РВС) представляет собой некоторое воздействие, не оказывающее прямого влияния на работу системы, но в то же время способное нарушить её политику безопасности. Отсутствие прямого влияния на работу РВС приводит именно к тому, что пассивное удалённое воздействие (ПУВ) трудно обнаружить. Возможным примером типового ПУВ в РВС служит прослушивание канала связи в сети.
Активное воздействие на РВС - воздействие, оказывающее прямое влияние на работу самой системы (нарушение работоспособности, изменение конфигурации РВС и т. д.), которое нарушает политику безопасности, принятую в ней. Активными воздействиями являются почти все типы удалённых атак. Связано это с тем, что в саму природу наносящего ущерб воздействия включается активное начало. Явное отличие активного воздействия от пассивного - принципиальная возможность его обнаружения, так как в результате его осуществления в системе происходят некоторые изменения. При пассивном же воздействии, не остается совершенно никаких следов (из-за того, что атакующий просмотрит чужое сообщение в системе, в тот же момент не изменится собственно ничего).
По цели воздействия
Нарушение функционирования системы (доступа к системе)
Нарушение целостности информационных ресурсов (ИР)
Нарушение конфиденциальности ИР
Этот признак, по которому производится классификация, по сути есть прямая проекция трех базовых разновидностей угроз - отказа в обслуживании, раскрытия и нарушения целостности.
Главная цель, которую преследуют практически при любой атаке - получение несанкционированного доступа к информации. Существуют два принципиальных варианта получения информации: искажение и перехват. Вариант перехвата информации означает получение к ней доступа без возможности ее изменения. Перехват информации приводит, следовательно, к нарушению ее конфиденциальности. Прослушивание канала в сети - пример перехвата информации. В этом случае имеется нелегитимный доступ к информации без возможных вариантов ее подмены. Очевидно также, что нарушение конфиденциальности информации относится к пассивным воздействиям.
Возможность подмены информации следует понимать либо как полный контроль над потоком информации между объектами системы, либо возможность передачи различных сообщений от чужого имени. Следовательно, понятно, что подмена информации приводит к нарушению её целостности. Такое информационное разрушающее воздействие есть характерный пример активного воздействия. Примером же удалённой атаки, предназначенной для нарушения целостности информации, может послужить удалённая атака (УА) «Ложный объект РВС».
По наличию обратной связи с атакуемым объектом
С обратной связью
Без обратной связи (однонаправленная атака)
Атакующий отправляет некоторые запросы на атакуемый объект, на которые ожидает получить ответ. Следовательно между атакующим и атакуемым появляется обратная связь, позволяющая первому адекватно реагировать на всяческие изменения на атакуемом объекте. В этом суть удалённой атаки, осуществляемой при наличии обратной связи с атакующим объектом. Подобные атаки наиболее характерны для РВС.
Атаки без обратной связи характерны тем, что им не требуется реагировать на изменения на атакуемом объекте. Такие атаки обычно осуществляются при помощи передачи на атакуемый объект одиночных запросов. Ответы на эти запросы атакующему не нужны. Подобную УА можно назвать также однонаправленной УА. Примером однонаправленных атак является типовая УА «DoS-атака».
По условию начала осуществления воздействия
Удалённое воздействие, также как и любое другое, может начать осуществляться только при определённых условиях. В РВС существуют три вида таких условных атак:
Атака по запросу от атакуемого объекта
Атака по наступлению ожидаемого события на атакуемом объекте
Безусловная атака
Воздействие со стороны атакующего начнётся при условии, что потенциальная цель атаки передаст запрос определённого типа. Такую атаку можно назвать атакой по запросу от атакуемого объекта. Данный тип УА наиболее характерен для РВС. Примером подобных запросов в сети Интернет может служить DNS- и ARP-запросы, а в Novell NetWare - SAP-запрос.
Атака по наступлению ожидаемого события на атакуемом объекте. Атакующий непрерывно наблюдает за состоянием ОС удалённой цели атаки и начинает воздействие при возникновении конкретного события в этой системе. Атакуемый объект сам является инициатором начала атаки. Примером такого события может быть прерывание сеанса работы пользователя с сервером без выдачи команды LOGOUT в Novell NetWare.
Безусловная атака осуществляется немедленно и безотносительно к состоянию операционной системы и атакуемого объекта. Следовательно, атакующий является инициатором начала атаки в данном случае.
При нарушении нормальной работоспособности системы преследуются другие цели и получение атакующим незаконного доступа к данным не предполагается. Его целью является вывод из строя ОС на атакуемом объекте и невозможность доступа для остальных объектов системы к ресурсам этого объекта. Примером атаки такого вида может служить УА «DoS-атака».
По расположению субъекта атаки относительно атакуемого объекта
Внутрисегментное
Межсегментное
Некоторые определения:
Источник атаки (субъект атаки) - программа (возможно оператор), ведущая атаку и осуществляющая непосредственное воздействие.
Хост (host) - компьютер, являющийся элементом сети.
Маршрутизатор (router) - устройство, которое обеспечивает маршрутизацию пакетов в сети.
Подсетью (subnetwork) называется группа хостов, являющихся частью глобальной сети, отличающихся тем, что маршрутизатором для них выделен одинаковый номер подсети. Так же можно сказать, что подсеть есть логическое объединение хостов посредством маршрутизатора. Хосты внутри одной подсети могут непосредственно взаимодействовать между собой, не задействовав при этом маршрутизатор.
Сегмент сети - объединение хостов на физическом уровне.
С точки зрения удалённой атаки крайне важным является взаимное расположение субъекта и объекта атаки, то есть находятся ли они в разных или в одинаковых сегментах. Во время внутрисегментной атаки, субъект и объект атаки располагаются в одном сегменте. В случае межсегментной атаки субъект и объект атаки находятся в разных сетевых сегментах. Этот классификационный признак дает возможность судить о так называемой «степени удалённости» атаки.
Далее будет показано, что практически внутрисегментную атаку осуществить намного проще, чем межсегментную. Отметим так же, что межсегментная удалённая атака представляет куда большую опасность, чем внутрисегментная. Это связано с тем, что в случае межсегментной атаки объект её и непосредственно атакующий могут находиться на расстоянии многих тысяч километров друг от друга, что может существенно воспрепятствовать мерам по отражению атаки.
По уровню эталонной модели ISO/OSI, на котором осуществляется воздействие
Физический
Канальный
Сетевой
Транспортный
Сеансовый
Представительный
Прикладной
Международной организацией по стандартизации (ISO) был принят стандарт ISO 7498, который описывает взаимодействие открытых систем (OSI), к которым принадлежат также и РВС. Каждый сетевой протокол обмена, также как и каждую сетевую программу, удаётся так или иначе спроецировать на эталонную 7-уровневую модель OSI. Такая многоуровневая проекция даёт возможность описать в терминах модели OSI использующиеся в сетевом протоколе или программе функции. УА - сетевая программа, и логично рассматривать её с точки зрения проекции на эталонную модель ISO/OSI .
Краткое описание некоторых сетевых атак
Фрагментация данных
При передаче пакета данных протокола IP по сети может осуществляться деление этого пакета на несколько фрагментов. Впоследствии, при достижении адресата, пакет восстанавливается из этих фрагментов. Злоумышленник может инициировать посылку большого числа фрагментов, что приводит к переполнению программных буферов на приемной стороне и, в ряде случаев, к аварийному завершению системы.
Атака Ping flooding
Данная атака требует от злоумышленника доступа к быстрым каналам в Интернет.
Программа ping посылает ICMP-пакет типа ECHO REQUEST, выставляя в нем время и его идентификатор. Ядро машины-получателя отвечает на подобный запрос пакетом ICMP ECHO REPLY. Получив его, ping выдает скорость прохождения пакета.
При стандартном режиме работы пакеты высылаются через некоторые промежутки времени, практически не нагружая сеть. Но в «агрессивном» режиме поток ICMP echo request/reply-пакетов может вызвать перегрузку небольшой линии, лишив ее способности передавать полезную информацию.
Нестандартные протоколы, инкапсулированные в IP
Пакет IP содержит поле, определяющее протокол инкапсулированного пакета (TCP, UDP, ICMP). Злоумышленники могут использовать нестандартное значение данного поля для передачи данных, которые не будут фиксироваться стандартными средствами контроля информационных потоков.
Атака smurf
Атака smurf заключается в передаче в сеть широковещательных ICMP запросов от имени компьютера - жертвы.
В результате компьютеры, принявшие такие широковещательные пакеты, отвечают компьютеру-жертве, что приводит к существенному снижению пропускной способности канала связи и, в ряде случаев, к полной изоляции атакуемой сети. Атака smurf исключительно эффективна и широко распространена.
Противодействие: для распознавания данной атаки необходимо анализировать загрузку канала и определять причины снижения пропускной способности.
Атака DNS spoofing
Результатом данной атаки является внесение навязываемого соответствия между IP-адресом и доменным именем в кэш DNS сервера. В результате успешного проведения такой атаки все пользователи DNS сервера получат неверную информацию о доменных именах и IP-адресах. Данная атака характеризуется большим количеством DNS пакетов с одним и тем же доменным именем. Это связано с необходимостью подбора некоторых параметров DNS обмена.
Противодействие: для выявления такой атаки необходимо анализировать содержимое DNS трафика либо использовать DNSSEC.
Атака IP spoofing
Большое количество атак в сети Интернет связано с подменой исходного IP-адреса. К таким атакам относится и syslog spoofing, которая заключается в передаче на компьютер-жертву сообщения от имени другого компьютера внутренней сети. Поскольку протокол syslog используется для ведения системных журналов, путем передачи ложных сообщений на компьютер-жертву можно навязать информацию или замести следы несанкционированного доступа.
Противодействие: выявление атак, связанных с подменой IP-адресов, возможно при контроле получения на одном из интерфейсов пакета с исходным адресом этого же интерфейса или при контроле получения на внешнем интерфейсе пакетов с IP-адресами внутренней сети.
Навязывание пакетов
Злоумышленник отправляет в сеть пакеты с ложным обратным адресом. С помощью этой атаки злоумышленник может переключать на свой компьютер соединения, установленные между другими компьютерами. При этом права доступа злоумышленника становятся равными правам того пользователя, чье соединение с сервером было переключено на компьютер злоумышленника.
Sniffing - прослушивание канала
Возможно только в сегменте локальной сети.
Практически все сетевые карты поддерживают возможность перехвата пакетов, передаваемых по общему каналу локальной сети. При этом рабочая станция может принимать пакеты, адресованные другим компьютерам того же сегмента сети. Таким образом, весь информационный обмен в сегменте сети становится доступным злоумышленнику. Для успешной реализации этой атаки компьютер злоумышленника должен располагаться в том же сегменте локальной сети, что и атакуемый компьютер.
Перехват пакетов на маршрутизаторе
Сетевое программное обеспечение маршрутизатора имеет доступ ко всем сетевым пакетам, передаваемым через данный маршрутизатор, что позволяет осуществлять перехват пакетов. Для реализации этой атаки злоумышленник должен иметь привилегированный доступ хотя бы к одному маршрутизатору сети. Поскольку через маршрутизатор обычно передается очень много пакетов, тотальный их перехват практически невозможен. Однако отдельные пакеты вполне могут быть перехвачены и сохранены для последующего анализа злоумышленником. Наиболее эффективен перехват пакетов FTP, содержащих пароли пользователей, а также электронной почты.
Навязывание хосту ложного маршрута с помощью протокола ICMP
В сети Интернет существует специальный протокол ICMP (Internet Control Message Protocol), одной из функцией которого является информирование хостов о смене текущего маршрутизатора. Данное управляющее сообщение носит название redirect. Существует возможность посылки с любого хоста в сегменте сети ложного redirect-сообщения от имени маршрутизатора на атакуемый хост. В результате у хоста изменяется текущая таблица маршрутизации и, в дальнейшем, весь сетевой трафик данного хоста будет проходить, например, через хост, отославший ложное redirect-сообщение. Таким образом возможно осуществить активное навязывание ложного маршрута внутри одного сегмента сети Интернет.
Наряду с обычными данными, пересылаемыми по TCP-соединению, стандарт предусматривает также передачу срочных (Out Of Band) данных. На уровне форматов пакетов TCP это выражается в ненулевом urgent pointer. У большинства ПК с установленным Windows присутствует сетевой протокол NetBIOS, который использует для своих нужд три IP-порта: 137, 138, 139. Если соединиться с Windows машиной по 139 порту и послать туда несколько байт OutOfBand данных, то реализация NetBIOS-а, не зная, что делать с этими данными, попросту вешает или перезагружает машину. Для Windows 95 это обычно выглядит как синий текстовый экран, сообщающий об ошибке в драйвере TCP/IP, и невозможность работы с сетью до перезагрузки ОС. NT 4.0 без сервиспаков перезагружается, NT 4.0 с ServicePack 2 паком выпадает в синий экран. Судя по информации из сети подвержены такой атаке и Windows NT 3.51 и Windows 3.11 for Workgroups.
Посылка данных в 139-й порт приводит к перезагрузке NT 4.0, либо выводу «синего экрана смерти» с установленным Service Pack 2. Аналогичная посылка данных в 135 и некоторые другие порты приводит к значительной загрузке процесса RPCSS.EXE. На Windows NT WorkStation это приводит к существенному замедлению работы, Windows NT Server практически замораживается.
Подмена доверенного хоста
Успешное осуществление удалённых атак этого типа позволит злоумышленнику вести сеанс работы с сервером от имени доверенного хоста. (Доверенный хост - станция легально подключившаяся к серверу). Реализация данного вида атак обычно состоит в посылке пакетов обмена со станции злоумышленника от имени доверенной станции, находящейся под его контролем.
Технологии обнаружения атак
Сетевые и информационные технологии меняются настолько быстро, что статичные защитные механизмы, к которым относятся системы разграничения доступа, МЭ, системы аутентификации во многих случаях не могут обеспечить эффективной защиты. Поэтому требуются динамические методы, позволяющие оперативно обнаруживать и предотвращать нарушения безопасности. Одной из технологий, позволяющей обнаруживать нарушения, которые не могут быть идентифицированы при помощи традиционных моделей контроля доступа, является технология обнаружения атак.
По существу, процесс обнаружения атак является процессом оценки подозрительных действий, которые происходят в корпоративной сети. Иначе говоря, обнаружение атак (intrusion detection) - это процесс идентификации и реагирования на подозрительную деятельность, направленную на вычислительные или сетевые ресурсы
Методы анализа сетевой информации
Эффективность системы обнаружения атак во многом зависит от применяемых методов анализа полученной информации. В первых системах обнаружения атак, разработанных в начале 1980-х годов, использовались статистические методы обнаружения атак. В настоящее время к статистическому анализу добавился ряд новых методик, начиная с экспертных систем и нечёткой логики и заканчивая использованием нейронных сетей.
Статистический метод
Основные преимущества статистического подхода - использование уже разработанного и зарекомендовавшего себя аппарата математической статистики и адаптация к поведению субъекта.
Сначала для всех субъектов анализируемой системы определяются профили. Любое отклонение используемого профиля от эталонного считается несанкционированной деятельностью. Статистические методы универсальны, поскольку для проведения анализа не требуется знания о возможных атаках и используемых ими уязвимостях. Однако при использовании этих методик возникают и проблемы:
«статистические» системы не чувствительны к порядку следования событий; в некоторых случаях одни и те же события в зависимости от порядка их следования могут характеризовать аномальную или нормальную деятельность;
Трудно задать граничные (пороговые) значения отслеживаемых системой обнаружения атак характеристик, чтобы адекватно идентифицировать аномальную деятельность;
«статистические» системы могут быть с течением времени «обучены» нарушителями так, чтобы атакующие действия рассматривались как нормальные.
Следует также учитывать, что статистические методы не применимы в тех слу-чаях, когда для пользователя отсутствует шаблон типичного поведения или когда для пользователя типичны несанкционированные действия.
Экспертные системы
Экспертные системы состоят из набора правил, которые охватывают знания человека-эксперта. Использование экспертных систем представляет собой распространенный метод обнаружения атак, при котором информация об атаках формулируется в виде правил. Эти правила могут быть записаны, например, в виде последовательности действий или в виде сигнатуры. При выполнении любого из этих правил принимается решение о наличии несанкционированной деятельности. Важным достоинством такого подхода является практически полное отсутствие ложных тревог.
БД экспертной системы должна содержать сценарии большинства известных на сегодняшний день атак. Для того чтобы оставаться постоянно актуальными, экспертные системы требуют постоянного обновления БД. Хотя экспертные системы предлагают хорошую возможность для просмотра данных в журналах регистрации, требуемые обновления могут либо игнорироваться, либо выполняться администратором вручную. Как минимум, это приводит к экспертной системе с ослабленными возможностями. В худшем случае отсутствие надлежащего сопровождения снижает степень защищенности всей сети, вводя ее пользователей в заблуждение относительно действительного уровня защищенности.
Основным недостатком является невозможность отражения неизвестных атак. При этом даже небольшое изменение уже известной атаки может стать серьёзным препятствием для функционирования системы обнаружения атак.
Нейронные сети
Большинство современных методов обнаружения атак используют некоторую форму анализа контролируемого пространства на основе правил или статистического подхода. В качестве контролируемого пространства могут выступать журналы регистрации или сетевой трафик. Анализ опирается на набор заранее определённых правил, которые создаются администратором или самой системой обнаружения атак.
Любое разделение атаки во времени или среди нескольких злоумышленников является трудным для обнаружения при помощи экспертных систем. Из-за большого разнообразия атак и хакеров даже специальные постоянные обновления БД правил экспертной системы никогда не дадут гарантии точной идентификации всего диапазона атак.
Использование нейронных сетей является одним из способов преодоления указанных проблем экспертных систем. В отличие от экспертных систем, которые могут дать пользователю определённый ответ о соответствии рассматриваемых характеристик заложенным в БД правилам, нейронная сеть проводит анализ информации и предоставляет возможность оценить, согласуются ли данные с характеристиками, которые она научена распознавать. В то время как степень соответствия нейросетевого представления может достигать 100 %, достоверность выбора полностью зависит от качества системы в анализе примеров поставленной задачи.
Сначала нейросеть обучают правильной идентификации на предварительно подобранной выборке примеров предметной области. Реакция нейросети анализируется и система настраивается таким образом, чтобы достичь удовлетворительных результатов. В дополнение к начальному периоду обучения, нейросеть набирается опыта с течением времени, по мере того, как она проводит анализ данных, связанных с предметной областью.
Важным преимуществом нейронных сетей при обнаружении злоупотреблений является их способность «изучать» характеристики умышленных атак и идентифицировать элементы, которые не похожи на те, что наблюдались в сети прежде.
Каждый из описанных методов обладает рядом достоинств и недостатков, поэтому сейчас практически трудно встретить систему, реализующую только один из описанных методов. Как правило, эти методы используются в совокупности.
