Системы обнаружения атак

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

по предмету: Информационная безопасность

на тему: Системы обнаружения атак

2015

План

Введение

1. Компьютерные атаки и технологии их обнаружения

1.1 Первый этап реализации атак

1.2 Реализация атаки

1.3 Завершение атаки

1.4 Средства обнаружения компьютерных атак

1.5 Сетевые системы обнаружения атак и межсетевые экраны

2. Программные средства анализа защищенности

3. Программные средства обнаружения и отражения угроз

4. Внедрение программных средств обнаружения атак для информационной системы предприятия

Заключение

Литература

Введение

В связи с увеличением объемов информации, циркулирующих в локальных вычислительных сетях (ЛВС) и расширением спектра задач, решаемых с помощью информационных систем (ИС), возникает проблема, связанная с ростом числа угроз и повышением уязвимости информационных ресурсов. Это обусловлено действием таких факторов, как: расширение спектра задач, решаемых ИС; повышение сложности алгоритмов обработки информации; увеличение объемов обрабатываемой информации; усложнение программных и аппаратных компонентов ЛВС, и соответственно - повышение вероятности наличия ошибок и уязвимостей; повышение агрессивности внешних источников данных (глобальных сетей); появление новых видов угроз.

Необходимо учитывать, что конкурентоспособность предприятий, размер получаемого ими дохода, их положение на рынке существенно зависят от корректности функционирования их информационной инфраструктуры, целостности основных информационных ресурсов, защищенности конфиденциальной информации от несанкционированного доступа. Исходя из этого, возрастают требования к системам защиты ЛВС, которые должны обеспечивать не только пассивное блокирование несанкционированного доступа к внутренним ресурсам сети предприятия из внешних сетей, но и осуществлять обнаружение успешных атак, анализировать причины возникновения угроз информационной безопасности и, по мере возможности, устранять их в автоматическом режиме.

Одним из основных качеств системы защиты информации ЛВС предприятия, удовлетворяющей перечисленным требованиям, является ее адаптивность, т.е. способность анализировать информацию, генерировать на ее основе знания и автоматически изменять конфигурацию системы для блокирования обнаруженных угроз информационной безопасности.

Анализ существующих подходов к реализации систем обнаружения атак показывает, что большинство программных продуктов, присутствующих в настоящее время на рынке, ориентируется на использование формальных описаний системной активности (сигнатур). Функции обнаружения и регистрации новых видов атак возлагаются в подобных системах на разработчика, выпускающего новые сигнатуры. Данный метод защиты является ненадежным, т.к. он ставит защищенность ИС в зависимость от действий внешнего неконтролируемого источника.

Несмотря на то, что разработка адаптивных систем защиты информации ведется уже достаточно длительное время, ни одно подобное решение не получило сколько нибудь широкого распространения в силу сложности и малоэффективное используемых алгоритмов, отсутствия в большинстве случаев адекватных инструментов их развертывания и администрирования, а также -пользовательской документации.

Анализ работ, ведущихся в данной области, показывает, что указанная проблема требует дальнейшего изучения как с точки зрения построения адекватных математических моделей предметной области, так и реализации эффективных алгоритмов обнаружения атак и принятия решений, что подтверждает актуальность исследований в данной предметной области.

Объект исследований - система защиты информации корпоративной информационной системы.

Предмет исследований - алгоритмическое и программное обеспечение защиты информации.

Цель работы - повышение эффективности обнаружения атак и принятия решений на основе оперативной оценки риска функционирования ИС с использованием динамических моделей на основе нечетких когнитивных карт.

1. Компьютерные атаки и технологии их обнаружения

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.

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

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.

Традиционная модель атаки строится по принципу "один к одному" или "один ко многим", 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.

В модели распределенной атаки используются иные принципы. В отличие от традиционной модели в распределенной модели используются отношения "многие к одному" и "многие ко многим" .

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.

Можно выделить следующие этапы реализации атаки:

1. предварительные действия перед атакой или "сбор информации",

2. собственно "реализация атаки",

3. завершение 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.

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.

1.1 Первый этап реализации атак

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.

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.).

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 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, 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.

Для идентификации сервисов и сканирования портов могут быть использованы различные программы, в т.ч. и свободно распространяемые. Например, nmap или netcat.

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.

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.

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.

1.2 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 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).

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).

Необходимо отметить, что злоумышленник на втором этапе может преследовать две цели. Во-первых, получение несанкционированного доступа к самому узлу и содержащейся на нем информации. Во-вторых, получение несанкционированного доступа к узлу для осуществления дальнейших атак на другие узлы. Первая цель, как правило, осуществляется только после реализации второй. То есть, сначала злоумышленник создает себе базу для дальнейших атак и только после этого проникает на другие узлы. Это необходимо для того, чтобы скрыть или существенно затруднить нахождение источника атаки.

1.3 Завершение атаки

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.

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:

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.

1.4 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.

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.

1.5 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. 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.

2. Программные средства анализа защищенности

Сетевые и информационные технологии меняются настолько быстро, что статичные защитные механизмы, к которым относятся и системы разграничения доступа, и межсетевые экраны, и системы аутентификации, сильно ограничены и во многих случаях не могут обеспечить эффективной защиты. Следовательно, необходимы динамические методы, позволяющие обнаруживать и предотвращать нарушения безопасности. Одной из технологий, которая может быть применена для обнаружения нарушений, которые не могут быть идентифицированы при помощи моделей контроля доступа, является технология обнаружения атак.

Средства защиты информации на основе методов построения систем обнаружения атак (СОА) принято условно делить на два класса:

1. СОА на уровне сети анализируют сетевой трафик. Принципиальное преимущество сетевых СОА в том, что они идентифицируют нападения прежде, чем они достигнут атакуемого узла. Эти системы проще для развертывания в крупных сетях, потому что они не требуют установки на различные платформы, используемые в организации, практически не снижают производительности сети.

2. СОА на уровне хоста анализирует регистрационные журналы операционной системы или приложений. Они были разработаны для работы под управлением конкретной операционной системы, что накладывает на них определенные ограничения. Используя знание того, как должна себя "вести" операционная система, средства, построенные с учетом этого подхода, иногда могут обнаружить вторжения, пропускаемые сетевыми СОА.

Однако зачастую это достигается дорогой ценой, потому что постоянная регистрация, необходимая для выполнения такого рода обнаружения, существенно снижает производительность защищаемого хоста. Такие системы сильно загружают процессор и требуют больших объемов дискового пространства для хранения журналов регистрации.

Системы, входящие в первый класс, анализируют сетевой трафик, используя, как правило, сигнатуры атак и анализ "на лету", в то время как системы второго класса проверяют регистрационные журналы операционной системы или приложения.

Метод анализа "на лету" заключается в мониторинге сетевого трафика в реальном или близком к реальному времени и использовании соответствующих алгоритмов обнаружения. Часто используется механизм поиска в трафике определенных строк, которые могут характеризовать несанкционированную деятельность. К таким строкам, к примеру, можно отнести /etc/passwd (описывает путь к списку паролей ОС UNIX).

Анализ журналов регистрации - один из самых первых реализованных методов обнаружения атак. Он заключается в анализе журналов регистрации (log, audit trail), создаваемых операционной системой, прикладным программным обеспечением, маршрутизаторами и т. д. Записи журнала регистрации анализируются и интерпретируются системой обнаружения атак.

Уровень защищенности компьютерных систем от угроз безопасности определяется многими факторами. Одним из определяющих факторов является адекватность конфигурации системного и прикладного ПО, средств защиты информации и активного сетевого оборудования существующим рискам.

Для проведения активного аудита безопасности могут использоваться специализированные программные средства, выполняющие обследование АС с целью выявления уязвимых мест (наличия "дыр") для электронного вторжения, а также, обеспечивающие комплексную оценку степени защищенности от атак нарушителей. Специальные открытые и коммерческие средства анализа защищенности позволяют оперативно проверить десятки и сотни территориально разнесенных узлов сети. При этом они не только выявляют большинство угроз и уязвимых мест информационной системы, но и позволяют выработать рекомендации администраторам безопасности по их устранению.

Существуют два метода автоматизации процессов анализа, защищенности:

- использование технологии интеллектуальных программных агентов;

- активное тестирование механизмов защиты путем эмуляции действий злоумышленника по осуществлению попыток сетевого вторжения в АС.

В первом случае система защиты строится на архитектуре консоль/менеджер/ агент. На каждую из контролируемых систем устанавливается программный агент, который выполняет настройки ПО и проверяет их правильность, контролирует целостность файлов, своевременность установки пакетов программных коррекций, а также выполняет другие полезные задачи по контролю защищенности АС. Менеджеры являются центральными компонентами подобных систем. Они посылают управляющие команды всем агентам контролируемого ими домена и сохраняют все данные, полученные от агентов в центральной базе данных. Администратор управляет менеджерами при помощи графической консоли, позволяющей выбирать, настраивать и создавать политики безопасности, анализировать изменения состояния системы, осуществлять ранжирование уязвимостей и т. п. Все взаимодействия между агентами, менеджерами и управляющей консолью осуществляются по защищенному клиент-серверному протоколу. Для активного тестирования механизмов защиты путем эмуляции действий злоумышленника по осуществлению попыток сетевого вторжения в АС применяются сетевые сканеры, эмулирующие действия потенциальных нарушителей. В основе работы сетевых сканеров лежит база данных, содержащая описание известных уязвимостей ОС, МЭ, маршрутизаторов и сетевых протоколов, а также алгоритмов осуществления попыток вторжения (сценариев атак). Например, сетевые сканеры Nessиs и Symantec NetRecon являются достойными представителями данного класса программных средств анализа защищенности.

Таким образом, программные средства анализа защищенности условно можно разделить на два класса:

- Первый класс, к которому принадлежат сетевые сканеры, иногда называют средствами анализа защищенности сетевого уровня.

- Второй класс, к которому относятся все остальные рассмотренные здесь средства, иногда называют средствами, анализа защищенности системного уровня.

Данные классы средств имеют свои достоинства и недостатки, а на практике взаимно дополняют друг друга.

Сетевые сканеры являются, пожалуй, наиболее доступными и широко используемыми средствами анализа защищенности. Основной принцип их функционирования заключается в эмуляции действий потенциального злоумышленника по осуществлению сетевых атак. Поиск уязвимостей путем имитации возможных атак является одним из наиболее эффективных способов анализа защищенности АС, который дополняет результаты анализа конфигурации по шаблонам, выполняемый локально с использованием шаблонов (списков проверки). Сканер является необходимым инструментом в арсенале любого администратора безопасности АС.

Современные сканеры способны обнаруживать сотни уязвимостей сетевых ресурсов, предоставляющих те или иные виды сетевых протоколов, они выполняют четыре основные задачи:

- идентификацию доступных сетевых ресурсов;

- идентификацию доступных сетевых служб;

- идентификацию имеющихся уязвимостей сетевых служб;

- выдачу рекомендаций по устранению уязвимостей.

В функционaльность сетевого сканера не входит выдача рекомендаций по использованию найденных уязвимостей для реализации атак на сетевые ресурсы. Возможности сканера по анализу уязвимостей ограничены той информацией, которую могут предоставить ему доступные сетевые службы.

Принцип работы сканера заключается в моделировании действий злоумышленника, производящего анализ сети при помощи стандартных сетевых утилит. При этом используются известные уязвимости сетевых служб, сетевых протоколов и ОС для осуществления удаленных атак на системные ресурсы и осуществляется документирование удачных попыток.

Число уязвимостей в базах данных современных сканеров медленно, но уверенно приближается к 1000. Одним из наиболее продвинутых коммерческих продуктов этого класса является сетевой сканер NetRecon компании Symantec, база данных которого содержит около 800 уязвимостей UNIX,Windows и NetWare систем и постоянно обновляется через Web.

Преимущества сетевых сканеров. Для функционирования сетевого сканера необходим только один компьютер, имеющий сетевой доступ к анализируемым системам, поэтому в отличие от продуктов, построенных на технологии программных агентов, нет необходимости устанавливать в каждой анализируемой системе своего агента (своего для каждой ОС). Кроме того, сканеры являются более простым, доступным, дешевым и, во многих случаях, более эффективным средством анализа защищенности.

К недостаткам сетевых сканеров можно отнести большие временные затраты, необходимые для сканирования всех сетевых компьютеров из одной системы, и создание большой нагрузки на сеть. Кроме того, в общем случае трудно отличить сеанс сканирования от действительных попыток осуществления атак. Сетевыми сканерами также с успехом пользуются злоумышленники.

Средства анализа защищенности системного уровня выполняют проверки конфигурационныx параметров ОС и приложений "изнутри". Такого рода системы зачастую строятся с применением интеллектуальных программных агентов. Это обусловлено тем, что системы анализа защищенности, построенные на интеллектуальных программных агентах, обладают следующими достоинствами:

- являются потенциально более мощным средством, чем сетевые сканеры;

- обычно способны выполнять более сложные проверки и анализировать параметры ПО, недоступные сетевым сканерам, поскольку действуют изнутри; D анализ защищенности может планироваться по времени и выполняться одновременно на всех контролируемых компьютерах;

- не оказывают большого влияния на пропускную способность сети;

- осуществляют шифрование (защита данных путем использования криптографических методов и гарантия невозможности чтения информации без знания секретного ключа) результатов проверок при передаче данных по сети.

Примером развитого средства анализа защищенности системного уровня рассматриваемого типа является автоматизированная система управления безопасностью предприятия ESM компании Symantec и System Scanner компании ISS. Система ESM построена на архитектуре консоль/менеджер/агент.

На сегодняшний день практически ни одна компания, использующая Интернет в связи с ИБ, не обходится без применения технологии VPN - виртуальной частной сети.

В основе построения лежит следующая идея: если в глобальной сети есть два узла, которые хотят обменяться информацией, то для обеспечения конфиденциальности и целостности передаваемой по открытым каналам информации необходимо построить виртуальный туннель , доступ к которому должен быть затруднен всем возможным активным и пассивным внешним наблюдателям.

Под термином виртуальная частная сеть чаще всего понимается организация защищенных информационных потоков между объектами виртуальной сети, организованных через сети общего пользования.

При этом потоки данных локальной и общей сетей не должны влиять друг на друга. Термин виртуальная указывает на то, что соединение между двумя узлами сети не является постоянным и существует только во время прохождения трафика по сети. Объектами виртуальной корпоративной сети могут выступать объединения локальных сетей и отдельных компьютеров.

Инфраструктура сети VPN моделируется на основе реальных каналов связи: выделенных линий - проводных линий, соединенных с провайдером, который обладает высокоскоростными магистральными каналами (оптоволоконными, спутниковыми, радиорелейными), объединенными в Интернет, или коммутируемых линий - обычных телефонных каналов. При этом реальная открытая сеть может служить основой для целого множества VPN, конечное число которых определяется пропускной способностью открытых каналов связи.

VPN позволяют организовать прозрачное для пользователей соединение локальных сетей, сохраняя секретность и целостность передаваемой информации с помощью шифрования. При этом при передаче по Интернет шифруется не только данные пользователя, но и сетевая информация - сетевые адреса, номера портов и т.д. Технология виртуальных частных сетей позволяет использовать сети общего пользования для построения защищенных сетевых соединений.

Технология VPN выполняет две основные функции: шифрование данных для обеспечения безопасности сетевых соединений и туннелирование протоколов.

Под туннелированием понимают безопасную передачу данных через открытые сети при помощи безопасного логического соединения, позволяющего упаковывать данные одного протокола в пакеты другого .

Защищенные потоки (каналы) виртуальной частной сети могут быть созданы между VРN:-шлюзами сети, VРN-шлюзами и VРN-клиентами, а также между VPNклиентами. Создание виртуальных защищенных каналов достигается за счет шифрования трафика и туннелирования протоколов между объектами VРN-сети.

VРN-шлюз - сетевое устройство, установленное на границе сети, выполняющее функции образования защищенных VРN-каналов, аутентификации и авторизации клиентов VPN-сеТИ. VРN-шлюз располагается аналогично МЭ таким образом, чтобы через него проходил весь сетевой трафик организации. В большинстве случаев VPN-сеть для пользователей внутренней сети остается прозрачной и не требует установки специального программного обеспечения.

VРN-клuеllт - программное оБGспечение (иногда с аппаратным акселератором), устанавливаемое на кqмпьютеры пользователей, осуществляющих подключение к сетиVРN (через VРN-шлюзы). VРN-клиент выполняет функции передачи параметров аутентификации и шифрования/дешифрования трафика.

В большинстве случаев необходимо одновременно обеспечить функционирование двух каналов - Internet и VPN. При этом можно использовать или различные физические линии связи, или одну. Однако стоимость эксплуатации одного канала связи для доступа к сети Internet и поддержки VPN обходится значительно ниже.