Сетевые атаки и способы защиты от них

Особый интерес для рассмотрения представляют удалённые, сетевые атаки. Интерес к этой разновидности атак вызван тем, что всё большее распространение в мире получают распределённые системы обработки данных. Большинство пользователей работает с удалёнными ресурсами, используя сеть INTERNET и стек протоколов TCP/IP. Изначально сеть INTERNET создавалась для связи между государственными учреждениями и университетами в помощь учебному процессу и научным исследованиям, и создатели этой сети не подозревали, насколько широко она распространится. В результате в спецификациях ранних версий Интернет-протокола (IP) отсутствовали требования безопасности. Именно поэтому многие реализации IP являются изначально уязвимыми.

В курсе рассматриваются следующие атаки и способы борьбы с ними.

Атака «Сниффинг». Сниффер пакетов представляет собой прикладную программу, которая использует сетевую карту, работающую в режиме promiscuous mode (в этом режиме все пакеты, полученные по физическим каналам, сетевой адаптер отправляет приложению для обработки). При этом сниффер перехватывает все сетевые пакеты, которые передаются через определенный домен. В настоящее время снифферы работают в сетях на вполне законном основании. Они используются для диагностики неисправностей и анализа трафика. Однако ввиду того, что некоторые сетевые приложения передают данные в текстовом формате (Telnet, FTP, SMTP, POP3 и т.д.), с помощью сниффера можно узнать полезную, а иногда и конфиденциальную информацию (например, имена пользователей и пароли).

Перехват имен и паролей создает большую опасность, так как пользователи часто применяют один и тот же логин и пароль для множества приложений и систем. Многие пользователи вообще имеют один пароль для доступа ко всем ресурсам и приложениям. Если приложение работает в режиме клиент/сервер, а аутентификационные данные передаются по сети в читаемом текстовом формате, эту информацию с большой вероятностью можно использовать для доступа к другим корпоративным или внешним ресурсам. В самом худшем случае злоумышленник получает доступ к пользовательскому ресурсу на системном уровне и с его помощью создает нового пользователя, которого можно в любой момент использовать для доступа в сеть и к ее ресурсам.

Смягчить угрозу сниффинга пакетов можно с помощью следующих средств:

- Аутентификация. Сильные средства аутентификации являются первым способом защиты от сниффинга пакетов. Под «сильным» мы понимаем такой метод аутентификации, который трудно обойти. Примером такой аутентификации являются однократные пароли (OTP — One-Time Passwords). ОТР — это технология двухфакторной аутентификации. Типичным примером двухфакторной аутентификации является работа обычного банкомата, который опознает вас, во-первых, по вашей пластиковой карточке и, во-вторых, по вводимому ПИН-коду. Для аутентификации в системе ОТР также требуется ПИН-код и ваша личная карточка. Под «карточкой» (token) понимается аппаратное или программное средство, генерирующее (по случайному принципу) уникальный одномоментный однократный пароль. Если злоумышленник узнает этот пароль с помощью сниффера, эта информация будет бесполезной, потому что в этот момент пароль уже будет использован и выведен из употребления. Заметим, что этот способ борьбы со сниффингом эффективен только для борьбы с перехватом паролей. Снифферы, перехватывающие другую информацию (например, сообщения электронной почты), не теряют своей эффективности.

- Коммутируемая инфраструктура. Еще одним способом борьбы со сниффингом пакетов в сетевой среде является создание коммутируемой инфраструктуры. Если, к примеру, во всей организации используется коммутируемый Ethernet, злоумышленники могут получить доступ только к трафику, поступающему на тот порт, к которому они подключены. Коммутируемая инфраструктура не ликвидирует угрозу сниффинга, но заметно снижает ее остроту.

- Анти-снифферы. Третий способ борьбы со сниффингом заключается в установке аппаратных или программных средств, распознающих снифферы, работающие в сети. Эти средства не могут полностью ликвидировать угрозу, но, как и многие другие средства сетевой безопасности, они включаются в общую систему защиты. Так называемые «анти-снифферы» измеряют время реагирования хостов и определяют, не приходится ли хостам обрабатывать «лишний» трафик.

- Криптография. Самый эффективный способ борьбы со сниффингом пакетов не предотвращает перехвата и не распознает работу снифферов, но делает эту работу бесполезной. Если канал связи является криптографически защищенным, это значит, что злоумышленник перехватывает не сообщение, а зашифрованный текст (то есть непонятную последовательность битов).

Атака «IP-спуфинг». Эта атака происходит, когда злоумышленник, находящийся внутри корпорации или вне ее, выдает себя за санкционированного пользователя. Самая простая причина использования подложных IP-адресов заключается в желании взломщика скрыть свою деятельность в океане сетевой активности. Например, средство построения сетевых схем NMAP3 применяет рассылку дополнительных последовательностей пакетов, каждая из которых использует собственный подложный IP-адрес отправителя. При этом взломщик знает, какие IP-адреса являются подложными и какие пакеты в каждой последовательности являются реальными. Администратор по обеспечению безопасности системы, которая подвергается нападению, будет вынужден проанализировать множество подложных IP-адресов, прежде чем он определит реальный IP-адрес взломщика.

Еще одна причина, по которой взломщик использует подлог IP-адреса, заключается в желании скрыть свою личность. Дело в том, что существует возможность проследить IP-адрес вплоть до отдельной системы, а иногда даже до отдельного пользователя. Поэтому с помощью IP-подлога взломщик пытается избежать обнаружения. Однако использование подложного IP-адреса приносит отправителю ряд трудностей.

Все ответы атакуемой системы отправляются на подложный IP-адрес. Для того чтобы просмотреть или получить эти ответы, взломщик должен находиться на их пути от взломанной машины к подложному IP-адресу (по крайней мере теоретически). Поскольку ответ не обязательно проходит тем же маршрутом, что и отправленный подложный пакет, взломщик может потерять возвращаемый трафик. Чтобы избежать этого, нарушитель может вмешаться в работу одного или нескольких промежуточных маршрутизаторов, адреса которых будут использоваться в качестве подложных, чтобы перенаправить трафик в другое место.

Другой подход состоит в том, что злоумышленник заранее угадывает порядковые номера TCP, которые используются атакованной машиной. В этом случае ему не нужно получать пакет SYN-ACK, так как он просто генерирует и отправляет пакет АСК с предугаданным порядковым номером. В первых реализациях стеков IP использовались предугадываемые схемы вычисления порядковых номеров, поэтому они были чувствительны к подложным TCP-потокам данных. В современных реализациях предугадать порядковый номер уже более сложно. Средство построения сетевых схем NMAP обладает возможностью оценивать сложность предугадывания порядковых номеров систем, которые подвергаются сканированию.

В третьем варианте взломщик может вмешаться в работу одного или более маршрутизаторов, расположенных между его сервером и сервером, который подвергается нападению. Это дает возможность направить ответный трафик, предназначенный подложному IP-адресу, в систему, из которой произошло вторжение. После завершения взлома маршрутизатор освобождается, чтобы замести следы.

Наконец, злоумышленник может не иметь намерения отвечать на пакет SYN-ACK, который возвращается от "жертвы". На это может быть две причины. Возможно, взломщик производит полуоткрытое сканирование портов, известное под названием SYN-сканирование. В этом случае его интересует только начальный ответ от машины, которая подвергается нападению. Комбинации флажков RST-ACK означает, что сканируемый порт закрыт, а комбинация SYN-ACK — что открыт. Цель достигнута, следовательно, нет необходимости отвечать на этот пакет SYN-ACK. Также возможен вариант, когда осуществляется лавинообразный SYN-взлом. В этом случае взломщик не только не отвечает на пакеты SYN-ACK или RST-ACK, но вообще не интересуется типом пакетов, полученных от взломанной системы.

Атаки IP-спуфинга часто являются отправной точкой для прочих атак. Классический пример — атака DoS, которая начинается с чужого адреса, скрывающего истинную личность злоумышленника.

Обычно IP-спуфинг ограничивается вставкой ложной информации или вредоносных команд в обычный поток данных, передаваемых между клиентским и серверным приложением или по каналу связи между одноранговыми устройствами.

Как уже отмечалось, для двусторонней связи злоумышленник должен изменить все таблицы маршрутизации, чтобы направить трафик на ложный IP-адрес. Некоторые злоумышленники, однако, даже не пытаются получить ответ от приложений. Если главная задача состоит в получении от системы важного файла, ответы приложений не имеют значения. Если же злоумышленнику удается поменять таблицы маршрутизации и направить трафик на ложный IP-адрес, злоумышленник получит все пакеты и сможет отвечать на них так, будто он является санкционированным пользователем.

Угрозу спуфинга можно ослабить (но не устранить) с помощью следующих мер:

- Контроль доступа. Самый простой способ предотвращения IP-спуфинга состоит в правильной настройке управления доступом. Чтобы снизить эффективность IP-спуфинга, необходимо настроить контроль доступа на отсечение любого трафика, поступающего из внешней сети с исходным адресом, который должен располагаться внутри вашей сети. Заметим, что это помогает бороться с IP-спуфингом, когда санкционированными являются только внутренние адреса. Если санкционированными являются и некоторые адреса внешней сети, данный метод становится неэффективным.

- Фильтрация RFC 2827. Попытки спуфинга чужих сетей пользователями защищаемой сети пресекаются, если отбраковывается любой исходящий трафик, исходный адрес которого не является одним из IP-адресов защищаемой организации. Этот тип фильтрации, известный под названием «RFC 2827», может выполнять и ваш провайдер (ISP). В результате отбраковывается весь трафик, который не имеет исходного адреса, ожидаемого на определенном интерфейсе. К примеру, если ISP предоставляет соединение с IP-адресом 15.1.1.0/24, он может настроить фильтр таким образом, чтобы с данного интерфейса на маршрутизатор ISP допускался только трафик, поступающий с адреса 15.1.1.0/24. Заметим, что до тех пор, пока все провайдеры не внедрят этот тип фильтрации, его эффективность будет намного ниже возможной. Кроме того, чем дальше от фильтруемых устройств, тем труднее проводить точную фильтрацию. Так, например, фильтрация RFC 2827 на уровне маршрутизатора доступа требует пропуска всего трафика с главного сетевого адреса (10.0.0.0/8), тогда как на уровне распределения (в данной архитектуре) можно ограничить трафик более точно (адрес — 10.1.5.0/24).

- IP-спуфинг может функционировать только при условии, что аутентификация происходит на базе IP-адресов. Поэтому внедрение дополнительных методов аутентификации делает этот вид атак бесполезными. Лучшим видом дополнительной аутентификации является криптографическая. Если она невозможна, хорошие результаты может дать двухфакторная аутентификация с использованием одноразовых паролей.

Отказ в обслуживании (Denial of Service — DoS). DoS, без всякого сомнения, является наиболее известной формой атак. Кроме того, против атак такого типа труднее всего создать стопроцентную защиту. Простота реализации и огромный причиняемый вред привлекают к DoS пристальное внимание администраторов, отвечающих за сетевую безопасность. Наиболее известные разновидности атак являются: TCP SYN Flood; Ping of Death; Tribe Flood Network (TFN) и Tribe Flood Network 2000 (TFN2K); Trinco; Stacheldracht; Trinity.

Источником информации по этим атакам является группа экстренного реагирования на компьютерные проблемы (CERT — Computer Emergency Response Team), опубликовавшая работу по борьбе с атаками DoS.

Атаки DoS отличаются от атак других типов. Они не нацелены на получение доступа к вашей сети или на получение из этой сети какой-либо информации. Атака DoS делает сеть недоступной для обычного использования за счет превышения допустимых пределов функционирования сети, операционной системы или приложения. В случае использования некоторых серверных приложений (таких как web-сервер или FTP-сервер) атаки DoS могут заключаться в том, чтобы занять все соединения, доступные для этих приложений, и держать их в занятом состоянии, не допуская обслуживания обычных пользователей. В ходе атак DoS могут использоваться обычные Интернет-протоколы, такие как TCP и ICMP (Internet Control Message Protocol).

Большинство атак DoS опирается не на программные ошибки или бреши в системе безопасности, а на общие слабости системной архитектуры. Некоторые атаки сводят к нулю производительность сети, переполняя ее нежелательными и ненужными пакетами или сообщая ложную информацию о текущем состоянии сетевых ресурсов. Этот тип атак трудно предотвратить, так как для этого требуется координация действий с провайдером. Если трафик, предназначенный для переполнения сети, не остановить у провайдера, то на входе в сеть это сделать уже не получится, потому что вся полоса пропускания будет занята. Когда атака этого типа проводится одновременно через множество устройств, мы говорим о распределенной атаке DoS (DDoS — distributed DoS).

Угроза атак типа DoS может снижаться тремя способами:

- Функции анти-спуфинга. Правильная конфигурация функций анти-спуфинга на ваших маршрутизаторах и межсетевых экранах поможет снизить риск DoS. Эти функции, как минимум, должны включать фильтрацию RFC 2827. Если злоумышленник не сможет замаскировать свою истинную личность, он вряд ли решится провести атаку.

- Функции анти-DoS. Правильная конфигурация функций анти-DoS на маршрутизаторах и межсетевых экранах может ограничить эффективность атак. Эти функции часто ограничивают число полуоткрытых каналов в любой момент времени.

- Ограничение объема трафика (traffic rate limiting). Организация может попросить провайдера (ISP) ограничить объем трафика. Этот тип фильтрации позволяет ограничить объем некритического трафика, проходящего по вашей сети. Обычным примером является ограничение объемов трафика ICMP, который используется только для диагностических целей. Атаки (D) DoS часто используют ICMP.

Парольные атаки. Злоумышленники могут проводить парольные атаки с помощью целого ряда методов, таких как простой перебор (brute force attack), «троянский конь», IP-спуфинг и сниффинг пакетов. Хотя логин и пароль часто можно получить при помощи IP-спуфинга и сниффинга пакетов, хакеры часто пытаются подобрать пароль и логин, используя для этого многочисленные попытки доступа. Такой подход носит название простого перебора (brute force attack).

Часто для такой атаки используется специальная программа, которая пытается получить доступ к ресурсу общего пользования (например, к серверу). Если в результате злоумышленник получает доступ к ресурсам, он получает его на правах обычного пользователя, пароль которого был подобран. Если этот пользователь имеет значительные привилегии доступа, злоумышленник может создать для себя «проход» для будущего доступа, который будет действовать, даже если пользователь изменит свой пароль и логин.

Еще одна проблема возникает, когда пользователи применяют один и тот же (пусть даже очень хороший) пароль для доступа ко многим системам: корпоративной, персональной и системам Интернет. Поскольку устойчивость пароля равна устойчивости самого слабого хоста, злоумышленник, узнавший пароль через этот хост, получает доступ ко всем остальным системам, где используется тот же пароль.

Прежде всего, парольных атак можно избежать, если не пользоваться паролями в текстовой форме. Одноразовые пароли и/или криптографическая аутентификация могут практически свести на нет угрозу таких атак. К сожалению, не все приложения, хосты и устройства поддерживают указанные выше методы аутентификации.

При использовании обычных паролей старайтесь придумать такой пароль, который было бы трудно подобрать. Минимальная длина пароля должна быть не менее восьми символов. Пароль должен включать символы верхнего регистра, цифры и специальные символы (#, %, $ и т.д.). Лучшие пароли трудно подобрать и трудно запомнить, что вынуждает пользователей записывать пароли на бумаге. Чтобы избежать этого, пользователи и администраторы могут поставить себе на пользу ряд последних технологических достижений. Так, например, существуют прикладные программы, шифрующие список паролей, который можно хранить в карманном компьютере. В результате пользователю нужно помнить только один сложный пароль, тогда как все остальные пароли будут надежно защищены приложением.

Атаки типа «Man-in-the-Middle». Для атаки типа «Man-in-the-Middle» злоумышленнику нужен доступ к пакетам, передаваемым по сети. Такой доступ ко всем пакетам, передаваемым от провайдера в любую другую сеть, может, к примеру, получить сотрудник этого провайдера. Для атак этого типа часто используются снифферы пакетов, транспортные протоколы и протоколы маршрутизации. Атаки проводятся с целью кражи информации, перехвата текущей сессии и получения доступа к частным сетевым ресурсам для анализа трафика и получения информации о сети и ее пользователях, для проведения атак типа DoS, искажения передаваемых данных и ввода несанкционированной информации в сетевые сессии.

Эффективно бороться с атаками типа Man-in-the-Middle можно только с помощью криптографии. Если злоумышленник перехватит данные зашифрованной сессии, у него на экране появится не перехваченное сообщение, а бессмысленный набор символов. Заметим, что если злоумышленник получит информацию о криптографической сессии (например, ключ сессии), это может сделать возможной атаку Man-in-the-Middle даже в зашифрованной среде.

Атаки на уровне приложений. Атаки на уровне приложений могут проводиться несколькими способами. Самый распространенный из них состоит в использовании хорошо известных слабостей серверного программного обеспечения (sendmail, HTTP, FTP). Используя эти слабости, злоумышленники могут получить доступ к компьютеру от имени пользователя, работающего с приложением (обычно это бывает не простой пользователь, а привилегированный администратор с правами системного доступа). Сведения об атаках на уровне приложений широко публикуются, чтобы дать возможность администраторам исправить проблему с помощью коррекционных модулей (патчей, заплаток). К сожалению, многие злоумышленники также имеют доступ к этим сведениям, что позволяет им учиться.

Главная проблема с атаками на уровне приложений состоит в том, что они часто пользуются портами, которым разрешен проход через межсетевой экран. Полностью исключить атаки на уровне приложений невозможно.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: