Файл: Классификация угроз и атак на операционную систему (Оценка и предотвращение атак на операционную систему.).pdf

Известны случаи, когда для кражи пароля злоумышленники скрытно фиксировали отпечатки пальцев пользователя на клавиатуре непосредственно после набора пароля.

Наконец, если ключевая информация хранится пользователем на внешнем носителе (ключевая дискета, Touch Memory и т.д.), этот носитель может быть потерян и затем найден злоумышленником, а может быть просто украден.

6. Так называемая «сборка мусора». Во многих операционных системах информация, уничтоженная пользователем, не уничтожается физически, а помечается как уничтоженная. С помощью специальных программных средств эта информация может быть в дальнейшем восстановлена. Суть данной атаки заключается в том, что злоумышленник восстанавливает эту информацию, просматривает ее и копирует интересующие его фрагменты. По окончании просмотра и копирования вся эта информация вновь «уничтожается» [10, c. 43].

Сборка мусора может осуществляться не только на дисках компьютера, но и в оперативной памяти. В этом случае специальная программа, запущенная злоумышленником, выделяет себе всю или почти всю доступную оперативную память, просматривает ее содержимое и копирует фрагменты, содержащие заранее определенные ключевые слова. Если операционная система не предусматривает очистку памяти при выделении, злоумышленник может получить таким образом много интересной для него информации, например, содержание области памяти, только что освобожденной текстовым редактором, в котором редактировался конфиденциальный документ.

Таким образом, успех реализации того или иного алгоритма атаки на практике в значительной степени зависит от архитектуры и конфигурации конкретной операционной системы, являющейся объектом этой атаки. Однако имеются атаки, которым может быть подвергнута практически любая операционная система: кража пароля, сканирование жестких дисков компьютера, сборка «мусора», превышение полномочий и др.

2. ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ

2.1. Оценка и предотвращение атак на операционную систему

Обнаруживать, блокировать и предотвращать атаки можно несколькими путями.

Первый, и самый распространенный, способ - это обнаружение уже реализуемых атак. В соответствии с классификацией атаки по ее этапам данный способ функционирует на втором этапе осуществления атаки – ее реализации. Этот способ применяется в «классических» системах обнаружения атак (например, RealSecure компании Internet Security Systems), межсетевых экранах и т.п. Однако, недостаток средств данного класса в том, что атаки могут быть реализованы повторно. Они также повторно обнаруживаются и блокируются. И так далее, до бесконечности [8, c. 27].

Второй путь - предотвратить атаки еще до их реализации. Осуществляется это путем поиска уязвимостей, которые могут быть использованы для реализации атаки.

И, наконец, третий путь - обнаружение уже совершенных атак и предотвращение их повторного осуществления.

Таким образом, системы обнаружения атак могут быть классифицированы по этапам осуществления атаки:

1. Системы, функционирующие на первом этапе осуществления атак и позволяющие обнаружить уязвимости информационной системы, используемые нарушителем для реализации атаки. Иначе средства этой категории называются системами анализа защищенности (security assessment systems) или сканерами безопасности (security scanners). Обычно системы анализа защищенности не принято относить к классу средств обнаружения атак, однако, если следовать описанным выше этапам осуществления атаки, то такое отнесение вполне логично [8, c. 28].

2. Системы, функционирующие на втором этапе осуществления атаки и позволяющие обнаружить атаки в процессе их реализации, т.е. в режиме реального (или близкого к реальному) времени. Именно эти средства и принято считать системами обнаружения атак в классическом понимании. Помимо этого, в последнее время выделяется новый класс средств обнаружения атак - обманные системы.

3. Системы, функционирующие на третьем этапе осуществления атаки и позволяющие обнаружить уже совершенные атаки. Эти системы делятся на два класса - системы контроля целостности, обнаруживающие изменения контролируемых ресурсов, и системы анализа журналов регистрации [7].

Классификация систем обнаружения атак приведена на рисунке 2.1.

Рис. 2.1. Классификация систем обнаружения атак по этапу осуществления атаки [8, c. 29]

Помимо этого, существует еще одна распространенная классификация систем обнаружения нарушения политики безопасности - по принципу реализации: host-based, т.е. обнаруживающие атаки, направленные на конкретный узел сети, и network-based, направленные на всю сеть или сегмент сети. Обычно на этом дальнейшая классификация останавливается. Однако системы класса host-based можно разделить еще на три подуровня:

- Application IDS, обнаруживающие атаки на конкретные приложения;

- OS IDS, обнаруживающие атаки на операционные системы;

- DBMS IDS, обнаруживающие атаки на системы управления базами данных [13, c. 167].

Классификация систем обнаружения атак по уровню реализации показана на рисунке 2.2.

Рис. 2.2. Классификация систем обнаружения атак по принципу реализации [8, c. 30]

Принципиальное преимущество сетевых (network-based) систем обнаружения атак в том, что они идентифицируют нападения прежде, чем они достигнут атакуемого узла. 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. Эти системы проще для развертывания в крупных сетях, потому что они не требуют установки на различные платформы, используемые в организации. Кроме того, системы обнаружения атак на уровне сети практически не снижают производительности сети.

Системы обнаружения атак на уровне хоста 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 средствами обнаружения атак. 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, 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 и, в принципе, не применимы для высоко критичных систем, работающих в режиме реального времени. Однако в последнее время стали получать распространение системы, тесно интегрированные с ядром операционной системы, тем самым, предоставляя более эффективный способ обнаружения нарушений политики безопасности. Причем такая интеграция может быть реализовано двояко. Во-первых, могут контролироваться все системные вызовы операционной системы (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 [13, c. 168].

Host wrapper или персональные межсетевые экраны могут быть сконфигурированы для просмотра всех сетевых пакетов и попыток соединений с защищаемым компьютером. Эти средства также регистрируют все попытки доступа по коммутируемым каналам (через модем) или через иные коммуникационные порты (например, инфракрасные). Лучшим примером такого средства является TCPWrapper для Unix и Nuke Nabber для Windows. Лучшим персональным межсетевым экраном считается AtGuard [13, c. 170].

Агенты систем обнаружения атак могут также контролировать доступ и изменения к системным файлам, а также изменения полномочий пользователей и групп пользователей. Лучшими коммерческими продуктами считаются системы компаний ISS, CyberCafe, Tripwire.

Можно долго перечислять различные достоинства систем обнаружения атак, функционирующих на уровне узла и сети. Остановимся на нескольких из них.

Коммутация позволяет управлять крупномасштабными сетями, как несколькими небольшими сетевыми сегментами. В результате бывает трудно определить наилучшее место для установки системы, обнаруживающей атаки в сетевом трафике. Иногда могут помочь специальные порты (span ports) на коммутаторах, но не всегда. Обнаружение атак на уровне конкретного узла обеспечивает более эффективную работу в коммутируемых сетях, так как позволяет разместить системы обнаружения только на тех узлах, на которых это необходимо [19, c. 32].

Системы сетевого уровня не требуют, чтобы на каждом хосте устанавливалось программное обеспечение системы обнаружения атак. Поскольку для контроля всей сети число мест, в которых установлены IDS невелико, то стоимость их эксплуатации в сети предприятия ниже, чем стоимость эксплуатации систем обнаружения атак на системном уровне. Кроме того, для контроля сетевого сегмента, необходим только один сенсор, независимо от числа узлов в данном сегменте.

Сетевой пакет, будучи ушедшим с компьютера злоумышленника, уже не может быть возвращен назад. Системы, функционирующие на сетевом уровне, используют «живой» трафик при обнаружении атак в реальном масштабе времени. Таким образом, злоумышленник не может удалить следы своей несанкционированной деятельности. Анализируемые данные включают не только информацию о методе атаки, но и информацию, которая может помочь при идентификации злоумышленника и доказательстве в суде. Поскольку многие хакеры хорошо знакомы с механизмами системной регистрации, они знают, как манипулировать этими файлами для скрытия следов своей деятельности, снижая эффективность систем системного уровня, которым требуется эта информация для того, чтобы обнаружить атаку [19, c. 32].

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.

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 операционная система сгенерировала тот или иной пакет, если он в соответствие со стандартами, поддерживаемыми системой обнаружения. Например, в сети могут работать операционные системы семейства Windows, Netware, Linux, MacOS, 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 операционные системы.

Совместное применение систем обнаружения атак на уровне сети и уровне узла повысит защищенность сети.

Но и у самых лучших технологий обнаружения атак возникают проблемы. Основные из них – следующие.

1. Распределенное по времени сканирование. Из-за большого объема сетевого трафика NIDS с трудом поддерживают регистрацию продолжительного трафика. Таким образом, трудно обнаруживать «распределенное по времени сканирование» (ping sweeps или port scans), при котором нарушители сканируют один порт/адрес каждый час [16, c. 109].

2. Загруженные сегменты. В настоящее время NIDS не могут поддерживать сильно загруженные сегменты, например, 100-Мбит/сек. Таким образом, в то время как они являются подходящими для незначительно загруженных сетей или WAN-связей, они имеют проблемы с сильно загруженными сегментами.

3. Коммутируемые сети. Коммутируемые сети ставят множество проблем перед NIDS, а также перед сетевым анализом вообще. Есть много решений этой проблемы, но они не всегда являются удовлетворительными.

4. Скоординированные атаки с невысокой пропускной способностью. Иногда хакеры собираются вместе и запускают медленное сканирование с многочисленных IP-адресов. Это затрудняет диагностику атаки системой обнаружения атак [16, c. 109].

Современные системы обнаружения атак способны контролировать в реальном масштабе времени сеть и деятельность операционной системы, обнаруживать несанкционированные действия и автоматически реагировать на них также практически в реальном масштабе времени. Данные системы могут анализировать текущие события с учетом уже произошедших событий, что позволяет идентифицировать атаки, разнесенные во времени, и тем самым прогнозировать будущие события [18, c. 213].