Виды хакерских атак. Виды компьютерных атак Активные атаки осуществляемые на сетевом уровне

Переполнение буфера . Пожалуй, один из самых распространенных типов атак в Интернете. Принцип данной атаки построен на использовании программных ошибок, позволяющих вызвать нарушение границ памяти и аварийно завершить приложение или выполнить произвольный бинарный код от имени пользователя, под которым работала уязвимая программа. Если программа работает под учётной записью администратора системы, то данная атака позволит получить полный контроль над компьютером жертвы, поэтому рекомендуется работать под учётной записью рядового пользователя, имеющего ограниченные права на системе, а под учётной записью администратора системы выполнять только операции, требующие административные права.

Вирусы , троянские кони, почтовые черви, снифферы, Rootkit-ы и другие специальные программы. Следующий вид атаки представляет собой более изощренный метод получения доступа к закрытой информации - это использование специальных программ для ведения работы на компьютере жертвы. Такие программы предназначены для поиска и передачи своему владельцу секретной информации, либо просто для нанесения вреда системе безопасности и работоспособности компьютера жертвы. Принципы действия этих программ различны, поэтому мы не будем рассматривать отдельно.

Сетевая разведка . В ходе такой атаки хакер собственно не производит никаких деструктивных действий, но в результате он может получить закрытую информацию о построении и принципах функционирования вычислительной системы жертвы. Полученная информация может быть использована для грамотного построения предстоящей атаки, и обычно производится на подготовительных этапах. В ходе такой разведки злоумышленник может производить сканирование портов, запросы DNS, эхо-тестирование открытых портов, наличие и защищённость прокси-серверов. В результате можно получить информацию о существующих в системе DNS-адресах, кому они принадлежат, какие сервисы на них доступны, уровень доступа к этим сервисам для внешних и внутренних пользователей.

Сниффинг пакетов . Также довольно распространенный вид атаки, основанный на работе сетевой карты в режиме promiscuous mode, а также monitor mode для сетей Wi-Fi. В таком режиме все пакеты, полученные сетевой картой, пересылаются на обработку специальному приложению, называемым сниффером, для обработки. В результате злоумышленник может получить большое количество служебной информации: кто, откуда, куда передавал пакеты, через какие адреса эти пакеты проходили. Самой большой опасностью такой атаки является получение самой информации, например логинов и паролей сотрудников, которые можно использовать для незаконного проникновения в систему под видом обычного сотрудника компании.

Сниффер - анализатор трафика, или сниффер (от англ. to sniff - нюхать) - сетевой анализатор трафика, программа или программно-аппаратное устройство, предназначенное для перехвата и последующего анализа, либо только анализа сетевого трафика, предназначенного для других узлов. Во время работы сниффера сетевой интерфейс переключается в «режим прослушивания» (Promiscuous mode), что и позволяет ему получать пакеты, адресованные другим интерфейсам в сети.

Перехват трафика может осуществляться: обычным «прослушиванием» сетевого интерфейса; подключением сниффера в разрыв канала; ответвлением (программным или аппаратным) трафика и направлением его копии на сниффер; через анализ побочных электромагнитных излучений и восстановление, таким образом, прослушиваемого трафика; через атаку на канальном или сетевом уровне, приводящую к перенаправлению трафика жертвы или всего трафика сегмента на сниффер с последующим возвращением трафика в надлежащий адрес.

· Выявить в сети вредоносное и несанкционированное ПО;

· Локализовать неисправность сети или ошибку конфигурации сетевых агентов;

· Перехватить любой не зашифрованный пользовательский трафик с целью получения паролей и другой информации;

IP-спуфинг . Тоже распространенный вид атаки в недостаточно защищённых сетях, когда злоумышленник выдает себя за санкционированного пользователя, находясь в самой организации, или за её пределами. Для этого хакеру необходимо воспользоваться IP-адресом, разрешённым в системе безопасности сети. Такая атака возможна, если система безопасности позволяет идентификацию пользователя только по IP-адресу и не требует дополнительных подтверждений.

Man-in-the-Middle . Вид атаки, когда злоумышленник перехватывает канал связи между двумя системами, и получает доступ ко всей передаваемой информации. При получении доступа на таком уровне можно модифицировать информацию нужным образом, чтобы достичь своих целей. Цель такой атаки - кража или фальсифицированные передаваемой информации, или же получение доступа к ресурсам сети. Такие атаки крайне сложно отследить, так как обычно злоумышленник находится внутри организации.

Инъекция. Атака, связанная с различного рода инъекциями, подразумевает внедрение сторонних команд или данных в работающую систему с целью изменения хода работы системы, а в результате - получение доступа к закрытым функциям и информации, либо дестабилизации работы системы в целом. Наиболее популярна такая атака в сети Интернет, но также может быть проведена через командную строку системы.

Виды инъекций:

SQL-инъекция - атака, в ходе которой изменяются параметры SQL-запросов к базе данных. В результате запрос приобретает совершенно иной смысл, и в случае недостаточной фильтрации входных данных способен не только произвести вывод конфиденциальной информации, но и изменить/удалить данные. Очень часто такой вид атаки можно наблюдать на примере сайтов, которые используют параметры командной строки (в данном случае - переменные URL) для построения SQL-запросов к базам данных без соответствующей проверки.

PHP -инъекция – один из способов взлома веб-сайтов, работающих на PHP. Он заключается в том, чтобы внедрить специально сформированный злонамеренный сценарий в код веб-приложения на серверной стороне сайта, что приводит к выполнению произвольных команд. Известно, что во многих распространённых в интернете бесплатных движках и форумах, работающих на PHP (чаще всего это устаревшие версии) есть непродуманные модули или отдельные конструкции с уязвимостями. Хакеры анализируют такие уязвимости, как не экранированные переменные, получающие внешние значения.

C крипт-инъекция илиXSS Cross Site Scripting - тип уязвимости интерактивных информационных систем в вебе. «XSS» возникает, когда в генерируемые сервером страницы по какой-то причине попадают пользовательские скрипты. Специфика подобных атак заключается в том, что вместо непосредственной атаки сервера они используют уязвимый сервер в качестве средства атаки на клиента. Долгое время программисты не уделяли им должного внимания, считая их неопасными. Однако это мнение ошибочно: на странице или в HTTP- Cookies могут быть весьма уязвимые данные (например, идентификатор сессии администратора). На популярном сайте скрипт может устроить DoS-атакy.

XPath-инъекция. Вид уязвимостей, который заключается во внедрении XPath-выражений в оригинальный запрос к базе данных XML. Как и при остальных видах инъекций, уязвимость возможна ввиду недостаточной проверки входных данных.

DoS - (Denial of Service - Отказ в обслуживании) - атака, имеющая своей целью заставить сервер не отвечать на запросы. Такой вид атаки не подразумевает получение некоторой секретной информации, но иногда бывает подспорьем в инициализации других атак. Например, некоторые программы из-за ошибок в своем коде могут вызывать исключительные ситуации, и при отключении сервисов способны исполнять код, предоставленный злоумышленником или атаки лавинного типа, когда сервер не может обработать огромное количество входящих пакетов.

DDoS - (Distributed Denial of Service) - имеющий ту же цель что и DoS, но производимой не с одного компьютера, а с нескольких компьютеров в сети. В данных типах атак используется либо возникновение ошибок, приводящих к отказу сервиса, либо срабатывание защиты, приводящей к блокированию работы сервиса, а в результате также к отказу в обслуживании. DDoS используется там, где обычный DoS неэффективен. Для этого несколько компьютеров объединяются, и каждый производит DoS атаку на систему жертвы. Вместе это называется DDoS-атака.

Любая атака представляет собой не что иное, как попытку использовать несовершенство системы безопасности жертвы либо для получения информации, либо для нанесения вреда системе, поэтому причиной любой удачной атаки является профессионализм хакера и ценность информации, а так же недостаточная компетенция администратора системы безопасности в частности, несовершенство программного обеспечения, и недостаточное внимание к вопросам безопасности в компании в принципе.

До сих пор нет точного определения термина "атака" (вторжение, нападение). Каждый специалист в области безопасности трактует его по-своему. Наиболее правильным и полным я считаю следующее определение.

Атакой на информационную систему называются преднамеренные действия злоумышленника, использующие уязвимости информационной системы и приводящие к нарушению доступности, целостности и конфиденциальности обрабатываемой информации.

Устраним уязвимости информационной системы - устраним и возможность реализации атак.

На сегодняшний день считается неизвестным, сколько существует методов атак. Говорят о том, что до сих пор отсутствуют какие-либо серьезные математические исследования в этой области. Но еще в 1996 году Фред Коэн описал математические основы вирусной технологии. В этой работе доказано, что число вирусов бесконечно. Очевидно, что и число атак бесконечно, поскольку вирусы - это подмножество множества атак.

Модели атак

Традиционная модель атаки строится по принципу (рис.1) или (рис.2), т.е. атака исходит из одного источника. Разработчики сетевых средств защиты (межсетевых экранов, систем обнаружения атак и т.д.) ориентированы именно на традиционную модель атаки. В различных точках защищаемой сети устанавливаются агенты (сенсоры) системы защиты, которые передают информацию на центральную консоль управления. Это облегчает масштабирование системы, обеспечивает простоту удаленного управления и т.д. Однако такая модель не справляется с относительно недавно (в 1998 году) обнаруженной угрозой - распределенными атаками.
Рисунок 1. Отношение "один к одному"

В модели распределенной атаки используются иные принципы. В отличие от традиционной модели в распределенной модели используются отношения (рис.3) и (рис.4).

Распределенные атаки основаны на "классических" атаках типа "отказ в обслуживании ", а точнее на их подмножестве, известном как Flood-атаки или Storm-атаки (указанные термины можно перевести как "шторм", "наводнение" или "лавина"). Смысл данных атак заключается в посылке большого количества пакетов на атакуемый узел. Атакуемый узел может выйти из строя, поскольку он "захлебнется" в лавине посылаемых пакетов и не сможет обрабатывать запросы авторизованных пользователей. По такому принципу работают атаки SYN-Flood, Smurf, UDP Flood, Targa3 и т.д. Однако в том случае, если пропускная способность канала до атакуемого узла превышает пропускную способность атакующего или атакуемый узел некорректно сконфигурирован, то к "успеху" такая атака не приведет. Например, с помощью этих атак бесполезно пытаться нарушить работоспособность своего провайдера. Но распределенная атака происходит уже не из одной точки Internet, а сразу из нескольких, что приводит к резкому возрастанию трафика и выведению атакуемого узла из строя. Например, по данным России-Онлайн в течение двух суток, начиная с 9 часов утра 28 декабря 2000 г. крупнейший Internet-провайдер Армении "Арминко" подвергался распределенной атаке. В данном случае к атаке подключились более 50 машин из разных стран, которые посылали по адресу "Арминко" бессмысленные сообщения. Кто организовал эту атаку, и в какой стране находился хакер - установить было невозможно. Хотя атаке подвергся в основном "Арминко", перегруженной оказалась вся магистраль, соединяющая Армению с всемирной паутиной. 30 декабря благодаря сотрудничеству "Арминко" и другого провайдера - "АрменТел" - связь была полностью восстановлена. Несмотря на это компьютерная атака продолжалась, но с меньшей интенсивностью.

Этапы реализации атак

Можно выделить следующие этапы реализации атаки:

Обычно, когда говорят об атаке, то подразумевают именно второй этап, забывая о первом и последнем. Сбор информации и завершение атаки ("заметание следов") в свою очередь также могут являться атакой и могут быть разделены на три этапа (см. рис.5).
Рисунок 5. Этапы реализации атаки

Cбор информации - это основной этап реализации атаки. Именно на данном этапе эффективность работы злоумышленника является залогом "успешности" атаки. Сначала выбирается цель атаки и собирается информация о ней (тип и версия операционной системы, открытые порты и запущенные сетевые сервисы, установленное системное и прикладное программное обеспечение и его конфигурация и т.д.). Затем идентифицируются наиболее уязвимые места атакуемой системы, воздействие на которые приводит к нужному злоумышленнику результату. Злоумышленник пытается выявить все каналы взаимодействия цели атаки с другими узлами. Это позволит не только выбрать тип реализуемой атаки, но и источник ее реализации. Например, атакуемый узел взаимодействует с двумя серверами под управлением ОС Unix и Windows NT. С одним сервером атакуемый узел имеет доверенные отношения, а с другим - нет. От того, через какой сервер злоумышленник будет реализовывать нападение, зависит, какая атака будет задействована, какое средство реализации будет выбрано и т.д. Затем, в зависимости от полученной информации и желаемого результата, выбирается атака, дающая наибольший эффект. Например:
SYN Flood, Teardrop, UDP Bomb - для нарушения функционирования узла;
CGI-скрипт - для проникновения на узел и кражи информации;
PHF - для кражи файла паролей и удаленного подбора пароля и т.п.

Традиционные средства защиты, такие как межсетевые экраны или механизмы фильтрации в маршрутизаторах, вступают в действие лишь на втором этапе реализации атаки, совершенно "забывая" о первом и третьем. Это приводит к тому, что зачастую совершаемую атаку очень трудно остановить даже при наличии мощных и дорогих средств защиты. Пример тому - распределенные атаки. Логично было бы, чтобы средства защиты начинали работать еще на первом этапе, т.е. предотвращали бы возможность сбора информации об атакуемой системе. Это позволило бы если и не полностью предотвратить атаку, то хотя бы существенно усложнить работу злоумышленника. Традиционные средства также не позволяют обнаружить уже совершенные атаки и оценить ущерб после их реализации, т.е. не работают на третьем этапе реализации атаки. Следовательно, невозможно определить меры по предотвращению таких атак впредь.

В зависимости от желаемого результата нарушитель концентрируется на том или ином этапе реализации атаки. Например:
для отказа в обслуживании подробно анализируется атакуемая сеть, в ней выискиваются лазейки и слабые места;
для хищения информации основное внимание уделяется незаметному проникновению на атакуемые узлы при помощи обнаруженных ранее уязвимостей.

Рассмотрим основные механизмы реализации атак. Это необходимо для понимания методов обнаружения этих атак. Кроме того, понимание принципов действий злоумышленников - залог успешной обороны сети.

1. Сбор информации

Первый этап реализации атак - это сбор информации об атакуемой системе или узле. Он включает такие действия как определение сетевой топологии, типа и версии операционной системы атакуемого узла, а также доступных сетевых и иных сервисов и т.п. Эти действия реализуются различными методами.

Изучение окружения

На этом этапе нападающий исследует сетевое окружение вокруг предполагаемой цели атаки. К таким областям, например, относятся узлы Internet-провайдера "жертвы" или узлы удаленного офиса атакуемой компании. На этом этапе злоумышленник может пытаться определить адреса "доверенных" систем (например, сеть партнера) и узлов, которые напрямую соединены с целью атаки (например, маршрутизатор ISP) и т.д. Такие действия достаточно трудно обнаружить, поскольку они выполняются в течение достаточно длительного периода времени и снаружи области, контролируемой средствами защиты (межсетевыми экранами, системами обнаружения атак и т.п.).

Идентификация топологии сети

Существует два основных метода определения топологии сети, используемых злоумышленниками:

1. изменение TTL (TTL modulation),
2. запись маршрута (record route).

По первому методу работают программы traceroute для Unix и tracert для Windows. Они используют поле Time to Live ("время жизни") в заголовке IP-пакета, которое изменяется в зависимости от числа пройденных сетевым пакетом маршрутизаторов. Для записи маршрута ICMP-пакета может быть использована утилита ping . Зачастую сетевую топологию можно выяснить при помощи протокола SNMP, установленного на многих сетевых устройствах, защита которых неверно сконфигурирована. При помощи протокола RIP можно попытаться получить информацию о таблице маршрутизации в сети и т.д.

Многие из этих методов используются современными системами управления (например, HP OpenView, Cabletron SPECTRUM, MS Visio и т.д.) для построения карт сети. И эти же методы могут быть с успехом применены злоумышленниками для построения карты атакуемой сети.

Идентификация узлов

Идентификация узла, как правило, осуществляется путем посылки при помощи утилиты ping команды ECHO_REQUEST протокола ICMP. Ответное сообщение ECHO_REPLY говорит о том, что узел доступен. Существуют свободно распространяемые программы, которые автоматизируют и ускоряют процесс параллельной идентификации большого числа узлов, например, fping или nmap. Опасность данного метода в том, что стандартными средствами узла запросы ECHO_REQUEST не фиксируются. Для этого необходимо применять средства анализа трафика, межсетевые экраны или системы обнаружения атак.

Это самый простой метод идентификации узлов. Однако он имеет два недостатка.

1. Многие сетевые устройства и программы блокируют ICMP-пакеты и не пропускают их во внутреннюю сеть (или наоборот не пропускают их наружу). Например, MS Proxy Server 2.0 не разрешает прохождение пакетов по протоколу ICMP. В результате возникает неполная картина. С другой стороны, блокировка ICMP-пакета говорит злоумышленнику о наличии "первой линии обороны" - маршрутизаторов, межсетевых экранов и т.д.
2. Использование ICMP-запросов позволяет с легкостью обнаружить их источник, что, разумеется, не может входить в задачу злоумышленника.

Существует еще один метод идентификации узлов - использование "смешанного" режима сетевой карты, который позволяет определить различные узлы в сегменте сети. Но он не применим в тех случаях, в которых трафик сегмента сети недоступен нападающему со своего узла, т.е. этот метод применим только в локальных сетях. Другим способом идентификации узлов сети является так называемая разведка DNS, которая позволяет идентифицировать узлы корпоративной сети при помощи обращения к серверу службы имен.

Идентификация сервисов или сканирование портов

Идентификация сервисов, как правило, осуществляется путем обнаружения открытых портов (port scanning). Такие порты очень часто связаны с сервисами, основанными на протоколах TCP или UDP. Например:

• открытый 80-й порт подразумевает наличие Web-сервера,
• 25-й порт - почтового SMTP-сервера,
• 31337-й - серверной части троянского коня BackOrifice,
• 12345-й или 12346-й - серверной части троянского коня NetBus и т.д.

Идентификация операционной системы

Основной механизм удаленного определения ОС - анализ ответов на запросы, учитывающие различные реализации TCP/IP-стека в различных операционных системах. В каждой ОС по-своему реализован стек протоколов TCP/IP, что позволяет при помощи специальных запросов и ответов на них определить, какая ОС установлена на удаленном узле.

Другой, менее эффективный и крайне ограниченный, способ идентификации ОС узлов - анализ сетевых сервисов, обнаруженных на предыдущем этапе. Например, открытый 139-й порт позволяет сделать вывод, что удаленный узел, вероятнее всего, работает под управлением ОС семейства Windows. Для определения ОС могут быть использованы различные программы. Например, nmap или queso.

Определение роли узла

Предпоследним шагом на этапе сбора информации об атакуемом узле является определение его роли, например, выполнении функций межсетевого экрана или Web-сервера. Выполняется этот шаг на основе уже собранной информации об активных сервисах, именах узлов, топологии сети и т.п. Например, открытый 80-й порт может указывать на наличие Web-сервера, блокировка ICMP-пакета указывает на потенциальное наличие межсетевого экрана, а DNS-имя узла proxy.domain.ru или fw.domain.ru говорит само за себя.

Определение уязвимостей узла

Последний шаг - поиск уязвимостей. На этом шаге злоумышленник при помощи различных автоматизированных средств или вручную определяет уязвимости, которые могут быть использованы для реализации атаки. В качестве таких автоматизированных средств могут быть использованы ShadowSecurityScanner, nmap, Retina и т.д.

2. Реализация атаки

С этого момента начинается попытка доступа к атакуемому узлу. При этом доступ может быть как непосредственный, т.е. проникновение на узел, так и опосредованный, например, при реализации атаки типа "отказ в обслуживании". Реализация атак в случае непосредственного доступа также может быть разделена на два этапа:

• проникновение;
• установление контроля.

Проникновение

Проникновение подразумевает под собой преодоление средств защиты периметра (например, межсетевого экрана). Реализовываться это может быть различными путями. Например, использование уязвимости сервиса компьютера, "смотрящего" наружу или путем передачи враждебного содержания по электронной почте (макровирусы) или через апплеты Java. Такое содержание может использовать так называемые "туннели" в межсетевом экране (не путать с туннелями VPN), через которые затем и проникает злоумышленник. К этому же этапу можно отнести подбор пароля администратора или иного пользователя при помощи специализированной утилиты (например, L0phtCrack или Crack).

Установление контроля

После проникновения злоумышленник устанавливает контроль над атакуемым узлом. Это может быть осуществлено путем внедрения программы типа "троянский конь" (например, NetBus или BackOrifice). После установки контроля над нужным узлом и "заметания" следов, злоумышленник может осуществлять все необходимые несанкционированные действия дистанционно без ведома владельца атакованного компьютера. При этом установление контроля над узлом корпоративной сети должно сохраняться и после перезагрузки операционной системы. Это может быть реализовано путем замены одного из загрузочных файлов или вставка ссылки на враждебный код в файлы автозагрузки или системный реестр. Известен случай, когда злоумышленник смог перепрограммировать EEPROM сетевой карты и даже после переустановки ОС он смог повторно реализовать несанкционированные действия. Более простой модификацией этого примера является внедрение необходимого кода или фрагмента в сценарий сетевой загрузки (например, для ОС Novell Netware).

Цели реализации атак

Этапом завершения атаки является "заметание следов" со стороны злоумышленника. Обычно это реализуется путем удаления соответствующих записей из журналов регистрации узла и других действий, возвращающих атакованную систему в исходное, "предатакованное" состояние.

Классификация атак

Существуют различные типа классификации атак. Например, деление на пассивные и активные, внешние и внутренние, умышленные и неумышленные. Однако дабы не запутать вас большим разнообразием классификаций, мало применимыми на практике, предлагаю более "жизненную" классификацию:

1. Удаленное проникновение (remote penetration) . Атаки, которые позволяют реализовать удаленное управление компьютером через сеть. Например, NetBus или BackOrifice.
2. Локальное проникновение (local penetration) . Атака, которая приводит к получению несанкционированного доступа к узлу, на котором она запущена. Например, GetAdmin.
3. Удаленный отказ в обслуживании (remote denial of service) . Атаки, которые позволяют нарушить функционирование или перегрузить компьютер через Internet. Например, Teardrop или trin00.
4. Локальный отказ в обслуживании (local denial of service) . Атаки, которые позволяют нарушить функционирование или перегрузить компьютер, на котором они реализуются. Примером такой атаки является "враждебный" апплет, который загружает центральный процессор бесконечным циклом, что приводит к невозможности обработки запросов других приложений.
5. Сетевые сканеры (network scanners) . Программы, которые анализируют топологию сети и обнаруживают сервисы, доступные для атаки. Например, система nmap.
6. Сканеры уязвимостей (vulnerability scanners) . Программы, которые ищут уязвимости на узлах сети и которые могут быть использованы для реализации атак. Например, система SATAN или ShadowSecurityScanner.
7. Взломщики паролей (password crackers) . Программы, которые "подбирают" пароли пользователей. Например, L0phtCrack для Windows или Crack для Unix.
8. Анализаторы протоколов (sniffers) . Программы, которые "прослушивают" сетевой трафик. При помощи этих программ можно автоматически искать такую информацию, как идентификаторы и пароли пользователей, информацию о кредитных картах и т.д. Например, Microsoft Network Monitor, NetXRay компании Network Associates или LanExplorer.

Компания Internet Security Systems, Inc. еще больше сократила число возможных категорий, доведя их до 5:

1. Сбор информации (Information gathering).
2. Попытки несанкционированного доступа (Unauthorized access attempts).
3. Отказ в обслуживании (Denial of service).
4. Подозрительная активность (Suspicious activity).
5. Системные атаки (System attack).

Первые 4 категории относятся к удаленным атакам, а последняя - к локальным, реализуемом на атакуемом узле. Можно заметить, что в данную классификацию не попал целый класс так называемых "пассивных" атак ("прослушивание" трафика, "ложный DNS-сервер", "подмена ARP-сервера" и т.п.).

Классификация атак, реализованная во многих системах обнаружения атак, не может быть категоричной. Например, атака, реализация которой для ОС Unix (например, переполнение буфера statd) может иметь самые плачевные последствия (самый высокий приоритет), для ОС Windows NT может быть вообще не применима или иметь очень низкую степень риска. Кроме того, существует неразбериха и в самих названиях атак и уязвимостей. Одна и та же атака, может иметь разные наименования у разных производителей систем обнаружения атак.

Одной из лучших баз уязвимостей и атак является база данных X-Force, находящаяся по адресу: http://xforce.iss.net/. Доступ к ней может осуществляться как путем подписки на свободно распространяемый список рассылки X-Force Alert, так и путем интерактивного поиска в базе данных на Web-сервере компании ISS.

Заключение

Не будь уязвимостей в компонентах информационных систем, нельзя было бы реализовать многие атаки и, следовательно, традиционные системы защиты вполне эффективно справлялись бы с возможными атаками. Однако программы пишутся людьми, которым свойственно делать ошибки. Вследствие чего и появляются уязвимости, которые используются злоумышленниками для реализации атак. Однако это только полбеды. Если бы все атаки строились по модели "один к одному", то с некоторой натяжкой, но межсетевые экраны и другие защитные системы смогли бы противостоять и им. Но появились скоординированные атаки, против которых традиционные средства уже не так эффективны. И тут на сцене и появляются новые технологии - технологии обнаружения атак. Приведенная систематизация данные об атаках и этапах их реализации дает необходимый базис для понимания технологий обнаружения атак.

Средства обнаружения компьютерных атак

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.

Классификация систем обнаружения атак

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 систем обнаружения атак

Можно долго перечислять различные достоинства систем обнаружения атак, функционирующих на уровне узла и сети. Однако я остановлюсь только на нескольких из них.

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.

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.

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.

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.

Сетевые системы обнаружения атак и межсетевые экраны

Наиболее часто сетевые системы обнаружения атак пытаются заменить межсетевыми экранами, уповая на то, что последние обеспечивают очень высокий уровень защищенности. Однако не стоит забывать, что межсетевые экраны - это просто системы, основанные на правилах, которые разрешают или запрещают прохождение трафика через них. Даже межсетевые экраны, построенные по технологии "", не позволяют с уверенностью сказать, присутствует ли атака в контролируемом ими трафике или нет. Они могут сказать, соответствует ли трафик правилу или нет. Например, МСЭ сконфигурирован так, чтобы блокировать все соединения кроме TCP-соединений на 80 порту (то есть HTTP-трафик). Таким образом, любой трафик через 80-ый порт законен с точки зрения МСЭ. С другой стороны, система обнаружения атак также контролирует трафик, но ищет в нем признаки атаки. Ее мало заботит, для какого порта предназначен трафик. По умолчанию весь трафик для системы обнаружения атак подозрителен. То есть, несмотря на то, что система обнаружения атак работает с тем же источником данных, что и МСЭ, то есть с сетевым трафиком, они выполняют дополняющие друг друга функции. Например, HTTP-запрос "GET /../../../etc/passwd HTTP/1.0". Практически любой МСЭ разрешает прохождение данного запроса через себя. Однако система обнаружения атак легко обнаружит эту атаку и блокирует ее.

Можно провести следующую аналогию. Межсетевой экран - это обычный турникет, устанавливаемый на главном входе в вашу сеть. Но помимо главных дверей существуют и другие двери, а также окна. Маскируясь под реального сотрудника или войдя в доверие к охраннику на турникете, злоумышленник может пронести сквозь турникет взрывное устройство или пистолет. Мало того. Злоумышленник может залезть к вам через окно. Именно поэтому и нужны системы обнаружения атак, которые усиливают защиту, обеспечиваемую межсетевыми экранами, которые являются пусть и необходимым, но явно недостаточным элементом сетевой безопасности.

Межсетевой экран - не панацея!

Варианты реакций на обнаруженную атаку

Мало обнаружить атаку, - необходимо на нее соответствующим образом отреагировать. Именно варианты реагирования во многом определяют эффективность системы обнаружения атак. На сегодняшний день предлагаются следующие варианты реагирования:

• Уведомление на консоль (включая резервную) системы обнаружения атак или на консоль интегрированной системы (например, межсетевого экрана).
• Звуковое оповещение об атаке.
• Генерация управляющих последовательностей SNMP для систем сетевого управления.
• Генерация сообщения об атаке по электронной почте.
• Дополнительные уведомления на пейджер или факс. Очень интересная, хотя и редко применяемая возможность. Оповещение об обнаружении несанкционированной деятельности посылается не администратору, а злоумышленнику. По мнению сторонников данного варианта реагирования, нарушитель, узнав, что его обнаружили, вынужден прекратить свои действия.
• Обязательная регистрация обнаруживаемых событий. В качестве журнала регистрации могут выступать:
  • текстовый файл,
  • системный журнал (например, в системе Cisco Secure Integrated Software),
  • текстовый файл специального формата (например, в системе Snort),
  • локальная база данных MS Access,
  • SQL-база данных (например, в системе RealSecure).
  Надо только учитывать, что объемы регистрируемой информации требуют, как правило, SQL-базу - MS SQL или Oracle.
• Трассировка событий (event trace), т.е. запись их в той последовательности и с той скоростью, с которыми их реализовывал злоумышленник. Затем администратор в любое заданное время может прокрутить (replay или playback) необходимую последовательность событий с заданной скоростью (в реальном режиме времени, с ускорением или замедлением), чтобы проанализировать деятельность злоумышленника. Это позволит понять его квалификацию, используемые средства атаки и т.д.
• Прерывание действий атакующего, т.е. завершение соединения. Это можно сделать, как:
  • перехват соединения (session hijacking) и посылка пакета с установленным флагом RST обоим участникам сетевого соединения от имени каждого из них (в системе обнаружения атак, функционирующей на уровне сети);
  • блокировка учетной записи пользователя, осуществляющего атаку (в системе обнаружения атак на уровне узла). Такая блокировка может быть осуществлена либо на заданный промежуток времени, либо до тех пор, пока учетная запись не будет разблокирована администратором. В зависимости от привилегий, с которыми запущена система обнаружения атак, блокировка может действовать как в пределах самого компьютера, на который направлена атака, так и в пределах всего домена сети.
• Реконфигурация сетевого оборудования или межсетевых экранов. В случае обнаружения атаки на маршрутизатор или межсетевой экран посылается команда на изменение списка контроля доступа. Впоследствии все попытки соединения с атакующего узла будут отвергаться. Как и блокировка учетной записи злоумышленника, изменение списка контроля доступа может быть осуществлено или на заданный интервал времени или до того момента, как изменение будет отменено администратором реконфигурируемого сетевого оборудования.
• Блокирование сетевого трафика так, как это реализовано в межсетевых экранах. Этот вариант позволяет ограничить трафик, а также адресатов, которые могут получить доступ к ресурсам защищаемого компьютера, позволяя выполнять функции доступные в персональных межсетевых экранах.

Классификация атак

1. По характеру воздействия

• пассивное
• активное

Пассивное воздействие на распределенную вычислительную систему - воздействие, которое не оказывает непосредственного влияния на работу системы, но может нарушать ее политику безопасности.

Пассивное удаленное воздействие практически невозможно обнаружить.

Пример: прослушивание канала связи в сети.

Активное воздействие на распределенную вычислительную систему - воздействие, оказывающее непосредственное влияние на работу системы (изменение конфигурации РВС, нарушение работоспособности и т. д.) и нарушающее принятую в ней политику безопасности.

Практически все типы удаленных атак являются активными воздействиями. Особенностью активного воздействия по сравнению с пассивным является принципиальная возможность его обнаружения, так как в результате его осуществления в системе происходят определенные изменения. В отличие от активного, при пассивном воздействии не остается никаких следов.

2. По цели воздействия

• нарушение конфиденциальности информации
• нарушение целостности информации
• нарушение работоспособности (доступности) системы

При перехвате информации нарушается её конфиденциальность.

Пример: прослушивание канала в сети.

При искажении информации нарушается её целостность.

Пример: внедрение ложного объекта в РВС.

При нарушении работоспособности не происходит несанкционированного доступа, т.е. сохраняется целостность и конфиденциальность информации, однако доступ к ней легальных пользователей также невозможен.

3. По условию начала осуществления воздействия

• Атака по запросу от атакуемого объекта
• Атака по наступлению ожидаемого события на атакуемом объекте
• Безусловная атака

В случае запроса атакующий ожидает передачи от потенциальной цели атаки запроса определенного типа, который и будет условием начала осуществления воздействия.

Пример: DNS- и ARP-запросы в стеке TCP /IP .

В случае наступления события, атакующий осуществляет постоянное наблюдение за состоянием операционной системы удаленной цели атаки и при возникновении определенного события в этой системе начинает воздействие.

Инициатором осуществления начала атаки является атакуемый объект.

Пример: прерывание сеанса работы пользователя с сервером в сетевых ОС без выдачи команды LOGOUT.

В случае безусловной атаки начало её осуществления безусловно по отношению к цели атаки, то есть атака осуществляется немедленно и безотносительно к состоянию системы и атакуемого объекта. Следовательно, в этом случае атакующий является инициатором начала осуществления атаки.

4. По наличию обратной связи с атакуемым объектом

• с обратной связью
• без обратной связи(однонаправленная атака)

Атака с обратной связью - атака, во время которой атакующий получает ответ от атакуемого объекта на часть своих действий. Эти ответы нужны, чтобы иметь возможность продолжить атаку и/или осуществлять её более эффективно, реагируя на изменения, происходящие на атакуемой системе.

Атака без обратной связи - атака, происходящая без реакции на поведение атакуемой системы.

Пример: отказ в обслуживании (DoS ).

5. По расположению атакующего относительно атакуемого объекта

• внутрисегментное
• межсегментное

Внутрисегментная атака - атака, при которой субъект и объект атаки находятся внутри одного сегмента сети, где сегмент - есть физическое объединение станций с помощью коммуникационных устройств не выше канального уровня.

Межсегментная атака - атака, при которой субъект и объект атаки находятся в разных сегментах сети.

6. По количеству атакующих

• распределённая
• нераспределённая

Распределённая атака - атака, производимая двумя или более атакующими на одну и ту же вычислительную систему, объединёнными единым замыслом и во времени.

Нераспределённая атака проводится одним атакующим.

7. По уровню эталонной модели ISO/OSI, на котором осуществляется воздействие

• физический
• канальный
• сетевой
• транспортный
• сеансовый
• представительный
• прикладной

2. Классификация способов обнаружения и защиты от атак

Классификация средств обеспечения секретности

информации по уровням модели ISO/OSI

в стандарте ISO 7498-2.

Физический уровень.

Средства, предоставляемые на этом уровне,ограничиваются конфиденциальностью для соединений и конфиденциальностью для потока данных, согласно ISO 7498-2.Конфиденциальность на этом уровне обеспечивается обычно с помощью шифрования бит. Эти средства могут быть реализованы как почти прозрачные, то есть без появления дополнительных данных(кроме установления соединения).

Целостность и аутентификация обычно невозможны здесь из-за того, что интерфейс на уровне бит этого уровня не имеет возможностей для передачи дополнительных данных, требуемых при реализации этих средств. Тем не менее, использование соответствующих технологий шифрования на этом уровне может обеспечить предоставление этих средств на более высоких уровнях.

Например, криптографические модели, такие как DES в режиме обратной связи по выходу, не обеспечивают возникновения очень большого числа ошибок при модификации шифрованного текста, поэтому этот режим будет плохим выбором, если нужна не только конфиденциальность. В отличие от этого, режим DES, такой как режим с обратной связью по одному шифрованному биту, обеспечивает требуемые характеристики для ошибок, и может служить подходящей основой для целостности и аутентификации. Средства секретности физического и канального уровня обычно реализуются в виде дополнительной аппаратуры.

Канальный уровень

Согласно ISO 7498-2, средствами, предоставляемыми на канальном уровне, являются конфиденциальность для соединений и конфиденциальность для дейтаграмм.

Средства секретности канального уровня обычно обеспечиваются на основе точка-точка, как и средства физического уровня. И снова, область действия средств должна заканчиваться в местах, где находятся взаимодействующие равноправные сущности, то есть конечные системы и коммутаторы. В среде ЛВС(ГВС) средства секретности также могут предоставляться для широковещательной или групповой передачи, на основе технологий ЛВС, а также канала точка-точка.

Сетевой уровень

Средства секретности сетевого уровня могут предоставляться между конечными системами в сети, независимо от используемых коммутаторов (например коммутаторов пакетов Х.25). ISO 7498-2 отмечает применимость нескольких средств секретности для этого уровня: конфиденциальность для соединений, конфиденциальность для дейтаграмм, конфиденциальность потока данных, целостность (для соединений без восстановления и для дейтаграмм), аутентификацию источника данных и взаимодействующих сущностей, а также управление доступом.

Транспортный уровень

Для транспортного уровня ISO 7498-2 определяет следующие средства секретности: конфиденциальность (для соединений или дейтаграмм), целостность(любая, кроме отдельных полей), аутентификация источника данных и взаимодействующих сущностей, и управление доступом. Существует лишь одно отличие между средствами секретности, предоставляемыми для дейтаграммного взаимодействия на транспортном уровне и средствами, предлагаемыми над сетевым уровнем. Оно заключается в способности обеспечить защиту в промежуточных системах (используя механизмы сетевого уровня), а не только в конечных системах (используя мезанизмы транспортного уровня).

Сеансовый уровень

ISO 7498-2 не позволяет предоставлять средства на сеансовом уровне. Этот уровень мало что дает в смысле средств взаимодействия по сравнению с транспортным или прикладным уровнем. Основываясь на принципе, что не стоит предоставлять средства секретности, не соответствующие базовым средствам взаимодействия на данном уровне, можно возражать против предоставления средств секретности на сеансовом уровне. Кроме того, можно утверждать, что средства секретности лучше предоставлять на транспортном, представительном или прикладном уровнях.

Представительный уровень

Так как этот уровень используется для преобразования данных между обычным и сетевым представлениями, то выгодно шифровать данные на этом уровне, а не на прикладном. Если приложение выполняет шифрование, оно предохраняет представительный уровень от реализации этой функции. Это аргумент против реализации шифрования на прикладном уровне для приложений, которые взаимодействуют напрямую (а не через посредников). Альтернативой этому является дублирование возможностей представительного уровня в приложениях. В стеке TCP/IP, из-за того, что функции представления включены в состав приложений, а не выделены в отдельный уровень, этот конфликт преодолен.

Прикладной уровень

ISO 7498-2 утверждает, что все секретные средства могут быть предоставлены на прикладном уровне, а контроль за участниками взаимодействия может быть предоставлен только на этом уровне. Тем не менее, предоставление некоторых средств на этом уровне вызывает проблемы из-за конфликта с возможностями представительного уровня. Это ограничение обходится для случая приложений с многоэтапной доставкой данных, например средств электронной почты или справочника(спецификации Х.400 и Х.500). Этот конфликт также преодолен в стеке TCP/IP, в котором функции представления обычно включены в приложения.

Фактически, приложения, такие, как средства электронной почты и справочника, могут быть засекречены только с помощью секретности прикладного уровня. Электронная почта требует средств секретности на этом уровне по нескольким причинам.

Во-первых, некоторые средства секретности, используемые в ней, могут быть предоставлены только на этом уровне, например контроль участников. Во-вторых, сообщения обычно адресуются группам получателей (групповая передача на прикладном уровне), и доставка осуществляется за несколько этапов с помощью коммутаторов сообщений. Защита на нижних уровнях часто предоставляется только в реальном времени, для каналов типа точка-точка.

Для электронной почты использование механизмов секретности на более нижних уровнях может обеспечить защиту от отправителя коммутатору сообщений (MTA), защиту между MTA, между MTA и получателями, но только пошаговую. Для обеспечения сквозной секретности, " автор - читатель", требуется использование технологий, специфичных для электронной почты.

Для средств справочника аналогичные проблемы не позволяют средствам секретности нижних уровней адекватно обеспечивать требования секретности. Например, запрос от пользователя к серверу справочника может быть переадресован другим серверам в процессе выдачи ответа. Если сервер справочника, который в конечном счете получает запрос, должен принять решение о предоставлении доступа на основе идентификации отправителя запроса, то это решение не может быть принято на основе информации от протоколов нижних уровней.

Более того, не доверяя серверам, переадресовавшим этот запрос, отвечающий сервер не может быть уверенным в том, что запрос не модифицирован. Поэтому, это приложение, как и электронная почта иллюстрирует основную причину обеспечения секретности на прикладном уровне, то есть неспособность удовлетворить требования секретности только на основе средств нижних уровней.

Классификация способов обнаружения атак.

По технологии обнаружения

· обнаружение аномалий (anomaly detection)

Этот подход сосредотачивается на формировании статистической модели нормального поведения пользователей. Отклонение от модели является признаком нападения. Подход страдает тем, что порождает слишком большое число ложных тревог.

· обнаружение злоупотреблений (misuse detection)

При использовании этого подхода система ищет известные сигнатуры и поднимает тревогу, когда найдет их. Более надежно и выполнимо. Именно на этом подходе основаны практически все предлагаемые сегодня на рынке системы обнаружения атак. Сейчас намечаются сдвиги в развитии первого подхода.

По уровню обнаружения

Обнаружение атак на сетевом уровне

Системы обнаружения атак сетевого уровня используют в качестве источника данных для анализа необработанные (raw) сетевые пакеты. Как правило, системы обнаружения атак (Intrusion Detection Systems, IDS) сетевого уровня используют сетевой адаптер, функционирующий в режиме "прослушивания " (promiscuous), и анализируют трафик в реальном масштабе времени по мере его прохождения через сегмент сети. Модуль распознавания атак использует четыре широко известных метода для распознавания сигнатуры атаки:

· Соответствие трафика шаблону (сигнатуре), выражению или байткоду, характеризующих об атаке или подозрительном действии;

· Контроль частоты событий или превышение пороговой величины;

· Корреляция нескольких событий с низким приоритетом;

· Обнаружение статистических аномалий.

Как только атака обнаружена, модуль реагирования предоставляет широкий набор вариантов уведомления, выдачи сигнала тревоги и реализации контрмер в ответ на атаку. Эти варианты изменяются от системы к системе, но, как правило, включают в себя: уведомление администратора через консоль или по электронной почте, завершение соединения с атакующим узлом и/или запись сессии для последующего анализа и сбора доказательств.

Достоинства систем обнаружения атак на сетевом уровне

IDS сетевого уровня имеют много достоинств, которые отсутствуют в системах обнаружения атак на системном уровне. В действительности, многие покупатели используют систему обнаружения атак сетевого уровня из-за ее низкой стоимости и своевременного реагирования. Ниже представлены основные причины, которые делают систему обнаружение атак на сетевом уровне наиболее важным компонентом эффективной реализации политики безопасности.

1.Низкая стоимость эксплуатации . IDS сетевого уровня необходимо устанавливать в наиболее важных местах сети для контроля трафика, циркулирующего между многочисленных систем. 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.

2.Обнаружение атак, которые пропускаются на системном уровне . IDS сетевого уровня изучают заголовки сетевых пакетов на наличие подозрительной или враждебной деятельности. IDS системного уровня не работают с заголовками пакетов, следовательно, они не могут определять эти типы атак. Например, многие сетевые атаки типа "отказ в обслуживании" ("denial-of-service") и "фрагментированный пакет" (TearDrop) могут быть идентифицированы только путем анализа заголовков пакетов, по мере того, как они проходят через сеть. Этот тип атак может быть быстро идентифицирован с помощью IDS сетевого уровня, которая просматривает трафик в реальном масштабе времени. IDS сетевого уровня могут исследовать содержание тела данных пакета, отыскивая команды или определенный синтаксис, используемые в конкретных атаках. Например, когда хакер пытается использовать программу Back Orifice на системах, которые пока еще не поражены ею, то этот факт может быть обнаружен путем исследования именно содержания тела данных пакета. Как говорилось выше, системы системного уровня не работают на сетевом уровне, и поэтому не способны распознавать такие атаки.

3.Для хакера более трудно удалить следы своего присутствия . IDS сетевого уровня используют "живой" трафик при обнаружении атак в реальном масштабе времени. Таким образом, хакер не может удалить следы своего присутствия. 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 журналами 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.Обнаружение и реагирование в реальном масштабе времени . IDS сетевого уровня обнаруживают подозрительные и враждебные атаки ПО МЕРЕ ТОГО, КАК ОНИ ПРОИСХОДЯТ, и поэтому обеспечивают гораздо более быстрое уведомление и реагирование, чем IDS системного уровня. Например, хакер, инициирующий атаку сетевого уровня типа "отказ в обслуживании" на основе протокола TCP, может быть остановлен IDS сетевого уровня, посылающей установленный флаг Reset в заголовке TCP-пакета для завершения соединения с атакующим узлом, прежде чем атака вызовет разрушения или повреждения атакуемого хоста. IDS системного уровня, как правило, 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 IDS системного уровня. 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.

5.Обнаружение неудавшихся атак или подозрительных намерений . IDS сетевого уровня, установленная с наружной стороны межсетевого экрана (МСЭ), может обнаруживать атаки, нацеленные на ресурсы за МСЭ, даже несмотря на то, что МСЭ, возможно, отразит эти попытки. Системы системного уровня не видят отраженных атак, которые не достигают хоста за МСЭ. Эта потерянная информация может быть наиболее важной при оценке и совершенствовании политики безопасности.

6.Независимость от ОС . IDS сетевого уровня не зависят от операционных систем, установленных в корпоративной сети. Системы обнаружения атак на системном уровне требуют конкретных ОС для правильного функционирования и генерации необходимых результатов.

Обнаружение атак на системном уровне

В начале 80-х годов, еще до того, как сети получили свое развитие, наиболее распространенная практика обнаружения атак заключалась в просмотре журналов регистрации на предмет наличия в них событий, свидетельствующих о подозрительной активности. Современные системы обнаружения атак системного уровня остаются мощным инструментом для понимания уже осуществленных атак и определения соответствующих методов для устранения возможностей их будущего применения. Современные IDS системного уровня по-прежнему используют журналы регистрации, но они стали более автоматизированными и включают сложнейшие методы обнаружения, основанные на новейших исследованиях в области математики.

Как правило, IDS системного уровня контролируют систему, события и журналы регистрации событий безопасности (security log или syslog) в сетях, работающих под управлением Windows NT или Unix. Когда какой-либо из этих файлов изменяется, IDS сравнивает новые записи с сигнатурами атак, чтобы проверить, есть ли соответствие. Если такое соответствие найдено, то система посылает администратору сигнал тревоги или приводит в действие другие заданные механизмы реагирования. IDS системного уровня постоянно развиваются, постепенно включая все новые и новые методы обнаружения. Один их таких популярных методов заключается в проверке контрольных сумм ключевых системных и исполняемых файлов через регулярные интервалы времени на предмет несанкционированных изменений. Своевременность реагирования непосредственно связана с частотой опроса. Некоторые продукты прослушивают активные порты и уведомляют администратора, когда кто-то пытается получить к ним доступ.

Достоинства систем обнаружения атак системного уровня

И хотя системы обнаружения атак системного уровня не столь быстры, как их аналоги сетевого уровня, они предлагают преимущества, которых не имеют последние. К этим достоинствам можно отнести более строгий анализ, пристальное внимание к данным о событии на конкретном хосте и более низкая стоимость внедрения.

1.Подтверждают успех или отказ атаки . Поскольку IDS системного уровня используют журналы регистрации, содержащие данные о событиях, которые действительно имели место, то IDS этого класса могут с высокой точностью определять - действительно ли атака была успешной или нет. В этом отношении IDS системного уровня обеспечивают превосходное дополнение к системам обнаружения атак сетевого уровня. Такое объединение обеспечивает раннее предупреждение о начале атаки при помощи сетевого компонента и о ее успешности при помощи системного компонента.

2.Контролирует деятельность конкретного узла . IDS системного уровня контролирует деятельность пользователя, доступ к файлам, изменения прав доступа к файлам, попытки установки новых программ и/или попытки получить доступ к привилегированным сервисам. Например, IDS системного уровня может контролировать всю logon- и logoff-деятельность пользователя, а также действия, выполняемые каждым пользователем при подключении к сети. Для системы сетевого уровня очень трудно обеспечить такой уровень детализации событий. Технология обнаружения атак на системном уровне может также контролировать деятельность, которая обычно ведется только администратором. Операционные системы регистрируют любое событие, при котором добавляются, удаляются или изменяются учетные записи пользователей. IDS системного уровня могут обнаруживать соответствующее изменение сразу, как только оно происходит. IDS системного уровня могут также проводить аудит изменений политики безопасности, которые влияют на то, как системы осуществляют отслеживание в своих журналах регистрации и т.д.

В конечном итоге системы обнаружения атак на системном уровне могут контролировать изменения в ключевых системных файлах или исполняемых файлах. Попытки перезаписать такие файлы или инсталлировать "троянских коней" могут быть обнаружены и пресечены. Системы сетевого уровня иногда упускают такой тип деятельности.

3.Обнаружение атак, которые упускают системы сетевого уровня . IDS системного уровня могут обнаруживать атаки, которые не могут быть обнаружены средствами сетевого уровня. Например, атаки, осуществляемые с самого атакуемого сервера, не могут быть обнаружены системами обнаружения атак сетевого уровня.

4.Хорошо подходит для сетей с шифрованием и коммутацией . Поскольку IDS системного уровня устанавливается на различных хостах сети предприятия, она может преодолеть некоторые из проблем, возникающие при эксплуатации систем сетевого уровня в сетях с коммутацией и шифрованием.

Коммутация позволяет управлять крупномасштабными сетями, как несколькими небольшими сетевыми сегментами. В результате бывает трудно определить наилучшее место для установки IDS сетевого уровня. Иногда могут помочь административные порты (managed ports) и порты отражения (mirror ports, span ports) трафика на коммутаторах, но эти методы не всегда применимы. Обнаружение атак на системном уровне обеспечивает более эффективную работу в коммутируемых сетях, т.к. позволяет разместить IDS только на тех узлах, на которых это необходимо.

Определенные типы шифрования также представляют проблемы для систем обнаружения атак сетевого уровня. В зависимости от того, где осуществляется шифрование (канальное или абонентское), IDS сетевого уровня может остаться "слепой" к определенным атакам. IDS системного уровня не имеют этого ограничения. К тому же ОС, и, следовательно, IDS системного уровня, анализирует расшифрованный входящий трафик.

5.Обнаружение и реагирование почти в реальном масштабе времени . Хотя обнаружение атак на системном уровне не обеспечивает реагирования в действительно реальном масштабе времени, оно, при правильной реализации, может быть осуществлено почти в реальном масштабе. В отличие от устаревших систем, которые проверяют статус и содержания журналов регистрации через заранее определенные интервалы, многие современные IDS системного уровня получают прерывание от ОС, как только появляется новая запись в журнале регистрации. Эта новая запись может быть обработана сразу же, значительно уменьшая время между распознаванием атаки и реагированием на нее. Остается задержка между моментом записи операционной системой события в журнал регистрации и моментом распознавания ее системой обнаружения атак, но во многих случаях злоумышленник может быть обнаружен и остановлен прежде, чем нанесет какой-либо ущерб.

6.Не требуют дополнительных аппаратных средств . Системы обнаружения атак на системном уровне устанавливаются на существующую сетевую инфраструктуру, включая файловые сервера, Web-сервера и другие используемые ресурсы. Такая возможность может сделать IDS системного уровня очень эффективными по стоимости, потому что они не требуют еще одного узла в сети, которому необходимо уделять внимание, осуществлять техническое обслуживание и управлять им.

7.Низкая цена . Несмотря на то, что системы обнаружения атак сетевого уровня обеспечивают анализ трафика всей сети, очень часто они являются достаточно дорогими. Стоимость одной системы обнаружения атак может превышать $10000. С другой стороны, системы обнаружения атак на системном уровне стоят сотни долларов за один агент и могут приобретаться покупателем в случае необходимости контролировать лишь некоторые узлы предприятия, без контроля сетевых атак.