Компьютерные атаки и технологии их обнаружения

Системы обнаружения атак

 

 

Преподаватель ______________________ Чубаров А.В.

подпись, дата

 

Студент УБ15-11б ___________________ Селиванова Е.И.

подпись, дата

 

 

Красноярск 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

Компьютерные атаки и технологии их обнаружения. 4

Классификация систем обнаружения атак. 7

1 Системы анализа защищенности. 8

2 Системы обнаружения атак. 9

3 Системы контроля целостности. 11

4 Обманные системы.. 11

5 Сигнатурный анализ и обнаружение аномалий. 13

6 Локальные и сетевые системы обнаружения атак. 15

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 17

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 18

 

 

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; появление новых видов угроз.

Система обнаружения атак — это программный или программноаппаратный комплекс, предназначенный для выявления и по возможности предупреждения действий, угрожающих безопасности информационной системы.

Первые прототипы СОА появились в начале 1980-хгодов и были ориентированы в первую очередь на защиту автономных ЭВМ, не объединенных в сеть. Обнаружение атак производилось путем анализа журналов регистрации событий постфактум. Современные системы в основном ориентированы на защиту от угроз, направленных из сети, поэтому их архитектура существенным образом поменялась. Вместе с тем основные подходы к обнаружению атак остались прежними. Рассмотрим классификацию и принципы работы СОА более подробно.

 

Системы обнаружения атак

Аналогично системам анализа защищенности "классические" системы обнаружения атак также можно классифицировать по уровню информационной инфраструктуры, на котором обнаруживаются нарушения политики безопасности. Обнаружение атак реализуется посредством анализа или журналов регистрации операционной системы и прикладного ПО, или сетевого трафика в реальном времени. Компоненты обнаружения атак, размещенные на узлах или сегментах сети, оценивают различные действия, в том числе и использующие известные уязвимости. И вновь проводя аналогию с миром физической защиты, системы обнаружения атак - это охранные видеокамеры и различные датчики (движения, давления и т.д.). На входе в здание (корпоративную сеть) может и обязательно должен стоять охранник (межсетевой экран). Но квалифицированный и опытный злоумышленник может его обмануть, маскируясь под сотрудника фирмы (украв идентификатор и пароль пользователя) или проникая через "черный ход" (через модем). В этом случае датчики (агенты системы обнаружения атак) своевременно обнаружат такие несанкционированные действия. Обращаясь, к Рисунку 2, можно заметить, что средства обнаружения атак функционируют сразу на двух этапах - втором и третьем. На втором этапе эти средства дополняют традиционные механизмы новыми функциями, повышающими защищенность корпоративной сети. Например, в описанном выше случае с нарушителем, укравшим пароль и проникшим в сеть через межсетевой экран, система обнаружения атак сможет обнаружить и предотвратить действия, отличающие от нормального поведения пользователя, у которого украли пароль. Также эффективно системы обнаружения атак будут блокировать и враждебные действия привилегированных пользователей (администраторов). И, наконец, эти системы одинаково эффективно функционируют и для защиты периметра корпоративной сети, дополняя возможности межсетевых экранов, и для защиты внутренних сегментов сети. Тем более что по статистике до 70% всех компьютерных инцидентов происходит именно изнутри организации. Как частный и достаточно распространенный случай применения систем обнаружения атак я хотел бы привести ситуацию с неконтролируемым применением модемов, которые превращают сеть даже защищенную межсетевым экраном в решето.

Системы анализа защищенности позволяют обнаружить такие модемы, а системы обнаружения атак - идентифицировать и предотвратить несанкционированные действия, осуществляемые через них. При обнаружении атак эти системы сравнивают контролируемое пространство (сетевой трафик или журналы регистрации) с известными шаблонами (сигнатурами) несанкционированных действий.

Обманные системы

Обычно, когда речь заходит об обмане в области информационной безопасности, сразу вспоминаются попытки злоумышленников использовать те или иные скрытые лазейки для обхода используемых средств защиты. Будь то кража паролей и работа от имени авторизованного пользователя или несанкционированное использование модемов. Однако обман может сослужить хорошую службу не только для злоумышленников, но и для защитников корпоративных ресурсов. Сразу необходимо отметить, что обман очень редко используется в качестве защитного механизма. Обычно, когда речь заходит о средствах защиты, на ум сразу приходят современные межсетевые экраны, блокирующие любые попытки проникновения хакеров. Или, если обратиться к фантастической литературе, то для защиты от проникновения используются системы с искусственным интеллектом, которые "адаптируются" к нападениям злоумышленников и противопоставляют им адекватные защитные меры. Такие системы описаны в "Лабиринте отражений" Сергея Лукьяненко или "Neuromancer" Уильяма Гибсона. Но "не межсетевым экраном единым". Приходится обращать свое внимание и на другие "нестандартные" защитные механизмы. Это частично собьет с толку злоумышленников и нарушителей, привыкших к широко известным средствам обеспечения информационной безопасности. Существует множество различных вариантов использования обмана в благих целях.

Механизмы обмана, основанные на классификации Даннигана (Dunnigan) и Ноуфи (Nofi):

1. Сокрытие

2. Камуфляж

3. Дезинформация

В той или иной мере эти механизмы используются в практике работ отделов безопасности. Однако, как правило, эти механизмы используются не для информационной, а для иных областей обеспечения безопасности (физическая, экономическая и т.д.).

В области информационной безопасности наибольшее распространение получил первый метод - сокрытие. Ярким примером использования этого метода в целях обеспечения информационной безопасности можно назвать сокрытие сетевой топологии при помощи межсетевого экрана. Примером камуфляжа можно назвать использование Unix-подобного графического интерфейса в системе, функционирующей под управлением операционной системы Windows NT. Если злоумышленник случайно увидел такой интерфейс, то он будет пытаться реализовать атаки, характерные для ОС Unix, а не для ОС Windows NT. Это существенно увеличит время, необходимое для "успешной" реализации атаки. Во многих американских фильмах о хакерах, последние, атакуя военные системы Пентагона, мгновенно определяли тип программного обеспечения военной системы, лишь взглянув на приглашение ввести имя и пароль. Как правило, каждая операционная система обладает присущим только ей представлением механизма идентификации пользователя, отличающимся от своих собратьев цветом и типом шрифта, которым выдается приглашение; текстом самого приглашения, местом его расположения и т.д. Камуфляж позволяет защититься от такого рода атак.

И, наконец, в качестве примера дезинформации можно назвать использование заголовков (banner), которые бы давали понять злоумышленнику, что атакуемая им система уязвима. Например, если в сети используется почтовая программа sendmail версии 8.9.3, а возвращаемый ею заголовок утверждает обратное, то нарушитель потратит много времени и ресурсов, чтобы попытаться эксплуатировать уязвимости, присущие ранним версиям sendmail (до 8.9.3).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итог, можно сказать, что система обнаружения атак - это больше, чем несколько модулей слежения, установленных на различных узлах корпоративной сети. Эффективная и надежная система обнаружения атак позволяет собирать, обобщать и анализировать информацию от множества удаленных сенсоров на центральной консоли. Она позволяет сохранять эту информацию для более позднего анализа, и предоставляет средства для проведения такого анализа. Эта система постоянно контролирует все установленные модули слежения и мгновенно реагирует в случае возникновения тревоги. Система обнаружения атак - это условие для обеспечения эффективной защиты информационной системы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Комплексный подход к построению интеллектуальной системы обнаружения атак / Васильев В. И., Свечников Л. А., Кашаев Т. Р. // Системы управления и информационные технологии, Воронеж, №2,2006. - С. 76-82.

2. Проблема построения защищенных Internet-серверов / Свечников Л.А., Кашаев Т.Р. // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы Всероссийской молодежной науч.-технич. конференции. Уфа: УГАТУ, 2004. - С. 9.

3. Использование AD для разработки защищенных приложений / Свечников Л.А., Кашаев Т.Р., Кустов Г.А. // Интеллектуальные системы управления и обработки информации: Материалы Всероссийской молодежной науч.-технич. конференции. Уфа: УГАТУ, 2004. -С. 21.

4. Структура интеллектуальной распределенной системы обнаружения атак / Васильев В.И., Свечников Л.А., Калабухов М.С. // Компьютерные науки и информационные технологии: Труды 7-й Международной конференции (CSIT'2005), Т. 2, Уфа: Изд-во УГАТУ, 2005. - С. 200-206.

5. Архитектура распределенной системы обнаружения атак / Васильев В.И., Свечников Л.А., // Информационная безопасность: Материалы 8-й международной научно-практической конференции. Часть 1 - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2007. - С. 180-184.

6. Архитектура распределенной системы обнаружения атак/ Свечников Л.А. // Компьютерные науки и информационные технологии: Труды 8-й Международной конференции (CSIT'2006), г. Карлсруэ, Германия, Уфа: Изд-во УГАТУ, 2006. - Том 2, С. 177-179.

7. Подход к реализации нейросетевого сенсора интеллектуальной системы обнаружения атак / Васильев В.И., Свечников JI.A. // Вычислительная техника и новые информационные технологии. Межвузовский научный сборник, Уфа: Изд-во УГАТУ,2006. №6 - С. 161-166.

8. Моделирование и оптимизация системы обнаружения атак в локальных вычислительных сетях/ Свечников JI.A. // Интеллектуальные системы обработки информации и управления: Сборник статей 2-й региональной зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых, г. Уфа: Издательство "Технология", 2007 -Том 1, С. 175-178.

9. Подход к моделированию атак на автоматизированную информационную систему / Свечников JI.A. // Интеллектуальные системы обработки информации и управления: Сборник статей 2-й региональной зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых, г. Уфа: Издательство "Технология", 2012.-Том 1,С. 178-189.

10. Васильев В.И., Свечников JI.A. Свид. об офиц. per. программы для ЭВМ №2008611106. Модуль обнаружения, анализа и подавления атак. М.: Роспатент, 2008. Зарег. 29.08.2008.

11. Защита информации. Основные термины и определения: ГОСТ Р 50922-2006.

12. Об утверждении положения о методах и способах защиты информации в информационных системах персональных данных: Приказ от 5 февраля 2011 г. N 58 // Федеральная служба по техническому и экспортному контролю.

13. Руководство по разработке профилей защиты и заданий по безопасности: Руководящий документ // Гостехкомиссия России, 2011 г.

14. Профиль защиты систем обнаружения вторжений уровня сети четвертого класса защиты ИТ.СОВ.С4.ПЗ: Методический документ ФСТЭК России // Утвержден ФСТЭК России 3 февраля 2013 г.

Системы обнаружения атак

 

 

Преподаватель ______________________ Чубаров А.В.

подпись, дата

 

Студент УБ15-11б ___________________ Селиванова Е.И.

подпись, дата

 

 

Красноярск 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

Компьютерные атаки и технологии их обнаружения. 4

Классификация систем обнаружения атак. 7

1 Системы анализа защищенности. 8

2 Системы обнаружения атак. 9

3 Системы контроля целостности. 11

4 Обманные системы.. 11

5 Сигнатурный анализ и обнаружение аномалий. 13

6 Локальные и сетевые системы обнаружения атак. 15

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 17

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 18

 

 

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; появление новых видов угроз.

Система обнаружения атак — это программный или программноаппаратный комплекс, предназначенный для выявления и по возможности предупреждения действий, угрожающих безопасности информационной системы.

Первые прототипы СОА появились в начале 1980-хгодов и были ориентированы в первую очередь на защиту автономных ЭВМ, не объединенных в сеть. Обнаружение атак производилось путем анализа журналов регистрации событий постфактум. Современные системы в основном ориентированы на защиту от угроз, направленных из сети, поэтому их архитектура существенным образом поменялась. Вместе с тем основные подходы к обнаружению атак остались прежними. Рассмотрим классификацию и принципы работы СОА более подробно.

 

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.

Атакой 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 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.

Можно выделить следующие этапы реализации атаки (Рисунок 1):

- Предварительные действия перед атакой или "сбор информации"

- Собственно "реализация атаки"

- Завершение атаки

 

 

Рисунок 1 - Этапы осуществления 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. Сбор 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.

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.