Анализаторы сетевых протоколов; сетевые мониторы

Рис.4. Интерфейс NetForensics.

Существует некий обязательный набор «умений», которым мониторы обязательно должны обладать, согласно тенденциям сегодняшнего дня:

1. Как минимум:

• задание шаблонов фильтрации трафика;

• централизованное управление модулями слежения;
• фильтрация и анализ большого числа сетевых протоколов, в т.ч. TCP, UDP и ICMP;
• фильтрация сетевого трафика по протоколу, портам и IP-адресам отправителя и получателя;
• аварийное завершение соединения с атакующим узлом;
• управление межсетевыми экранами и маршрутизаторами;
• задание сценариев по обработке атак;
• запись атаки для дальнейшего воспроизведения и анализа;
• поддержка сетевых интерфейсов Ethernet, Fast Ethernet и Token Ring;
• отсутствие требования использования специального аппаратного обеспечения;
• установление защищенного соединения между компонентами системы, а также другими устройствами;
• наличие всеобъемлющей базы данных по всем обнаруживаемым атакам;
• минимальное снижение производительности сети;
• работа с одним модулем слежения с нескольких консолей управления;
• мощная система генерация отчетов;
• простота использования и интуитивно понятный графический интерфейс;
• невысокие системные требования к программному и аппаратному обеспечению.

2. Уметь создавать отчеты:

• Распределение трафика по пользователям;
• Распределение трафика по IP адресам;
• Распределение трафика по сервисам;
• Распределение трафика по протоколам;
• Распределение трафика по типу данных (картинки, видео, тексты, музыка);
• Распределение трафика по программам, используемыми пользователями;
• Распределение трафика по времени суток;
• Распределение трафика по дням недели;
• Распределение трафика по датам и месяцам;
• Распределение трафика по сайтам, по которым ходил пользователь;
• Ошибки авторизации в системе;
• Входы и выходы из системы.

Примеры конкретных атак, которые могут распознавать сетевые  мониторы:

"Отказ в  обслуживании" (Denial of service). Любое действие или последовательность действий, которая приводит любую часть атакуемой системы к выходу из строя, при котором та перестают выполнять свои функции. Причиной может быть несанкционированный доступ, задержка в обслуживании и т.д. Примером могут служить атаки SYN Flood, Ping Flood, Windows Out-of-Band (WinNuke) и т.п.

"Неавторизованный доступ" (Unauthorized access attempt). Любое действие или последовательность действий, которая приводит к попытке чтения файлов или выполнения команд в обход установленной политики безопасности. Также включает попытки злоумышленника получить привилегии, большие, чем установлены администратором системы. Примером могут служить атаки FTP Root, E-mail WIZ и т.п.

"Предварительные действия  перед атакой" (Pre-attack probe)  
Любое действие или последовательность действий по получению информации ИЗ или О сети (например, имена и пароли пользователей), используемые в дальнейшем для осуществления неавторизованного доступа. Примером может служить сканирование портов (Port scan), сканирование при помощи программы SATAN (SATAN scan) и т.п.

"Подозрительная  активность" (Suspicious activity)  
Сетевой трафик, выходящий за рамки определения "стандартного" трафика. Может указывать на подозрительные действия, осуществляемые в сети. Примером могут служить события Duplicate IP Address, IP Unknown Protocol и т.п.

"Анализ  протокола" (Protocol decode. Сетевая активность, которая может быть использована для осуществления одной из атак вышеназванных типов. Может указывать на подозрительные действия, осуществляемые в сети. Примером могут служить события FTP User decode, Portmapper Proxy decode и т.п.

ОПАСНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СЕТЕВЫХ МОНИТОРОВ

Применение сетевых мониторов  также таит в себе потенциальную  опасность. Хотя бы потому, что через  них проходит огромное количество информации, в том числе и конфиденциальной. Рассмотрим пример уязвимости на примере вышеупомянутого Network Monitor, входящего в поставку Windows семейства NT. В этом мониторе существует так называемая HEX-панель (см. рис. 2), которая позволяет увидеть данные кадра в виде текста ASCII. Здесь, например, можно увидеть гуляющие по сети незашифрованные пароли. Можно попробовать, например, прочесть пакеты почтового приложения Eudora. Потратив немного времени, можно спокойно увидеть их в открытом виде. Впрочем, начеку надо быть всегда, так как и шифрование не спасает. Здесь возможны два случая. В литературе есть жаргонный термин «похабник» - это сосед определенной машины в том же сегменте, на том же хабе, или, как это называется сейчас, свитче. Так вот, если «продвинутый» «похабник» решил просканировать трафик сети и повыуживать пароли, то администратор с легкостью вычислит такого злоумышленника, поскольку монитор поддерживает идентификацию пользователей, его использующих. Достаточно нажать кнопку – и перед администратором открывается список «хакеров-похабников». Гораздо более сложной является ситуация, когда совершается атака извне, например, из сети Интернет. Сведения, предоставляемые монитором, чрезвычайно информативны. Показывается список всех захваченных кадров, порядковые номера кадров, времена их захвата, даже МАС-адреса сетевых адаптеров, что позволяет идентифицировать компьютер вполне конкретно. Панель детальной информации содержит «внутренности» кадра – описание его заголовков и т.д. Даже любопытному новичку многое здесь покажется знакомым.

Внешние атаки куда более опасны, так как, как правило, вычислить злоумышленника очень и очень сложно. Для защиты в этом случае необходимо использовать на мониторе парольную защиту. Если драйвер сетевого монитора установлен, а пароль не задан, то любой, кто использует на другом компьютере сетевой монитор из той же поставки (та же программа), может присоединиться к первому компьютеру и использовать его для перехвата данных в сети. Кроме того, сетевой монитор должен обеспечивать возможность обнаружения других инсталляций в локальном сегменте сети. Однако здесь тоже есть своя сложность. В некоторых случаях архитектура сети может подавить обнаружение одной установленной копии сетевого монитора другой. Например, если установленная копия сетевого монитора отделяется от второй копии маршрутизатором, который не пропускает многоадресные посылки, то вторая копия сетевого монитора не сможет обнаружить первую.

Хакеры и прочие злоумышленники не теряют времени даром. Они постоянно  ищут все новые и новые способы  вывода из строя сетевых мониторов. Оказывается, способов много, начиная от вывода монитора из строя переполнением его буфера, заканчивая тем, что можно заставить монитор выполнить любую команду, посланную злоумышленником.

Существуют специальные  лаборатории, анализирующие безопасность ПО. Их отчеты внушают тревогу, так как серьезные бреши находятся довольно часто. Примеры реальных брешей в реальных продуктах:

1. RealSecure - коммерческая Система Обнаружения Вторжения (IDS) от ISS.

RealSecure ведет себя нестабильно  при обработке некоторых DHCP сигнатур (DHCP_ACK - 7131, DHCP_Discover - 7132, и DHCP_REQUEST - 7133), поставляемых с системой. Посылая  злонамеренный DHCP трафик, уязвимость позволяет удаленному нападающему нарушить работу программы. Уязвимость обнаружена в Internet Security Systems RealSecure Network Sensor 5.0 XPU 3.4-6.5

2. Программа: RealSecure 4.9 network-monitor

Опасность: Высокая; наличие эксплоита: Нет.

Описание: Несколько уязвимостей обнаружено в RS. Удаленный пользователь может определить местоположение устройства. Удаленный пользователь может также определить и изменить конфигурацию устройства.

Решение: Установите обновленную версию программы. Обратитесь к производителю.

АНАЛИЗАТОРЫ ПРОТОКОЛОВ, ИХ ДОСТОИНСТВА, ОПАСНОСТИ И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ОПАСНОСТЕЙ

Анализаторы протоколов являются отдельным  классом программного обеспечения, хотя они, по сути, есть часть сетевых мониторов. В каждый монитор встроено как минимум несколько анализаторов протоколов. Зачем же тогда их применять, если можно реализовать более достойную систему на сетевых мониторах? Во-первых, устанавливать мощный монитор не всегда целесообразно, а во-вторых, далеко не каждая организация может позволить себе приобрести его за тысячи долларов. Иногда встает вопрос о том, не будет ли монитор сам по себе дороже той информации, защиту которой он призван обеспечить? Вот в таких (или подобных) случаях и применяются анализаторы протоколов в чистом виде. Роль их схожа с ролью мониторов.

Сетевой адаптер каждого  компьютера в сети Ethernet, как правило, "слышит" все, о чем "толкуют" между собой его соседи по сегменту этой сети. Но обрабатывает и помещает в свою локальную память он только те порции (так называемые кадры) данных, которые содержат уникальный адрес, присвоенный ему в сети. В дополнение к этому подавляющее большинство современных Ethernet-адаптеров допускают функционирование в особом режиме, называемом беспорядочным (promiscuous), при использовании которого адаптер копирует в локальную память компьютера все без исключения передаваемые по сети кадры данных. Специализированные программы, переводящие сетевой адаптер в беспорядочный режим и собирающие весь трафик сети для последующего анализа, называются анализаторами протоколов.

Последние широко применяются  администраторами сетей для осуществления  контроля за работой этих сетей. К  сожалению, анализаторы протоколов используются и злоумышленниками, которые  с их помощью могут наладить перехват чужих паролей и другой конфиденциальной информации.

Надо отметить, что анализаторы протоколов представляют серьезную опасность. Установить анализатор протоколов мог посторонний человек, который проник в сеть извне (например, если сеть имеет выход в Internet). Но это могло быть и делом рук "доморощенного" злоумышленника, имеющего легальный доступ к сети. В любом случае, к сложившейся ситуации следует отнестись со всей серьезностью. Специалисты в области компьютерной безопасности относят атаки на компьютеры при помощи анализаторов протоколов к так называемым атакам второго уровня. Это означает, что компьютерный взломщик уже сумел проникнуть сквозь защитные барьеры сети и теперь стремится развить свой успех. При помощи анализатора протоколов он может попытаться перехватить регистрационные имена и пароли пользователей, их секретные финансовые данные (например, номера кредитных карточек) и конфиденциальные сообщения (к примеру, электронную почту). Имея в своем распоряжении достаточные ресурсы, компьютерный взломщик в принципе может перехватывать всю информацию, передаваемую по сети.

Анализаторы протоколов существуют для любой платформы. Но даже если окажется, что для какой-то платформы анализатор протоколов пока еще не написан, с угрозой, которую  представляет атака на компьютерную систему при помощи анализатора протоколов, по-прежнему приходится считаться. Дело в том, что анализаторы протоколов подвергают анализу не конкретный компьютер, а протоколы. Поэтому анализатор протоколов может быть инсталлирован в любой сегмент сети и оттуда осуществлять перехват сетевого трафика, который в результате широковещательных передач попадает в каждый компьютер, подключенный к сети.

Наиболее частыми целями атак компьютерных взломщиков, которые  те осуществляют посредством использования анализаторов протоколов, являются университеты. Хотя бы из-за огромного количества различных регистрационных имен и паролей, которые могут быть украдены в ходе такой атаки. Использование анализатора протоколов на практике не является такой уж легкой задачей, как это может показаться. Чтобы добиться пользы от анализатора протоколов, компьютерный взломщик должен обладать достаточными знаниями в области сетевых технологий. Просто установить и запустить анализатор протоколов на исполнение нельзя, поскольку даже в небольшой локальной сети из пяти компьютеров за час трафик составляет тысячи и тысячи пакетов. И следовательно, за короткое время выходные данные анализатора протоколов заполнят доступную память "под завязку". Поэтому компьютерный взломщик обычно настраивает анализатор протоколов так, чтобы он перехватывал только первые 200-300 байт каждого пакета, передаваемого по сети. Обычно именно в заголовке пакета размещается информация о регистрационном имени и пароле пользователя, которые, как правило, больше всего интересуют взломщика. Тем не менее, если в распоряжении взломщика достаточно пространства на жестком диске, то увеличение объема перехватываемого им трафика пойдет ему только на пользу и позволит дополнительно узнать много интересного.

В руках сетевого администратора анализатор протоколов является весьма полезным инструментом, который помогает ему находить и устранять неисправности, избавляться от узких мест, снижающих пропускную способность сети, и своевременно обнаруживать проникновение в нее компьютерных взломщиков. А как уберечься от злоумышленников? Посоветовать можно следующее. Вообще, эти советы относятся не только к анализаторам, но и к мониторам. Во-первых, попытаться обзавестись сетевым адаптером, который принципиально не может функционировать в беспорядочном режиме. Такие адаптеры в природе существуют. Некоторые из них не поддерживают беспорядочный режим на аппаратном уровне (таких меньшинство), а остальные просто снабжаются спецдрайвером, который не допускает работу в беспорядочном режиме, хотя этот режим и реализован аппаратно. Чтобы отыскать адаптер, не имеющий беспорядочного режима, достаточно связаться со службой технической поддержки любой компании, торгующей анализаторами протоколов, и выяснить, с какими адаптерами их программные пакеты не работают. Во-вторых, учитывая, что спецификация РС99, подготовленная в недрах корпораций Microsoft и Intel, требует безусловного наличия в сетевой карте беспорядочного режима, приобрести современный сетевой интеллектуальный коммутатор, который буферизует передаваемое по сети сообщение в памяти и отправляет его по мере возможности точно по адресу. Тем самым надобность в "прослушивании" адаптером всего трафика для того, чтобы выуживать из него сообщения, адресатом которых является данный компьютер, отпадает. В-третьих, не допускать несанкционированного внедрения анализаторов протоколов на компьютеры сети. Здесь следует применять средства из арсенала, который используется для борьбы с программными закладками и в частности - с троянскими программами (установка брандмауэров) В-четвертых, шифровать весь трафик сети. Имеется широкий спектр программных пакетов, которые позволяют делать это достаточно эффективно и надежно. Например, возможность шифрования почтовых паролей предоставляется надстройкой над почтовым протоколом POP (Post Office Protocol) - протоколом APOP (Authentication POP). При работе с APOP по сети каждый раз передается новая шифрованная комбинация, которая не позволяет злоумышленнику извлечь какую-либо практическую пользу из информации, перехваченной с помощью анализатора протоколов. Проблема только в том, что сегодня не все почтовые серверы и клиенты поддерживают APOP.