Автор работы: Пользователь скрыл имя, 11 Мая 2013 в 20:43, курс лекций
Информационная безопасность. Тема 10. Лекция 16.
Информационная безопасность. Лекция 6. Административный уровень обеспечения ИБ
Информационная безопасность. Тема 5-1. Лекция 7. Введение в криптографию
Информационная безопасность. Тема 5-2. Лекция 8. Симметричные алгоритмы шифрования. Алгоритм DES
Злоумышленник Х, находящийся в одном сегменте сети с узлами А и В или на пути между А и В, может произвести десинхронизацию TCP-соединения между А и В для установления полного контроля над соединением, то есть, злоумышленник получит возможность действовать как от имени А, так и от имени В. Для обозначения имперсонации, выполняемой таким методом, в англоязычной литературе используется термин TCP hijacking.
В десинхронизированном состоянии любая попытка обмена данными вызывает только ACK-шторм, а сами сегменты с данными участниками соединения уничтожаются. В это время злоумышленник берет на себя функции посредника.
Ранняя десинхронизация
В этом варианте злоумышленник, прослушивая сеть, обнаруживает момент установления соединения между А и В, от имени А сбрасывает соединение RST-сегментом и тут же открывает его заново, но уже с новыми номерами ISN.
Десинхронизация нулевыми данными
В данном варианте злоумышленник, дожидаясь момента, когда соединение находится в неактивном состоянии (данные не передаются), посылает узлу А от имени В и узлу В от имени А фальсифицированные сегменты с данными, вызывая тем самым десинхронизацию. Посылаемые данные должны быть «нулевыми» — то есть приложение-получатель должно их молча игнорировать и не посылать никаких данных в ответ. Этот метод десинхронизации подходит для Telnet-соединений, которые, во-первых, часто находятся в неактивном состоянии, а во-вторых, в протоколе Telnet имеется команда «нет операции» (IAC NOP). Сегмент, содержащий произвольное число таких команд (IAC NOP IAC NOP …), будет принят приложением и полностью проигнорирован.
Кроме того, в начале Telnet-сеанса производится аутентификация пользователя. Разумно (с точки зрения злоумышленника) произвести десинхронизацию после того, как введен пароль, а не в самом начале соединения. Использование одноразовых паролей в этом случае пользователю не поможет.
Для незаконного подключения к сети злоумышленник должен иметь физическую возможность такого подключения. В крупных корпоративных и особенно университетских сетях такая возможность часто имеется. Следующим шагом для злоумышленника является конфигурирование параметров стека TCP/IP его компьютера.
Прослушивая сеть (сегмент сети) злоумышленник может определить, какие IP-адреса имеют узлы сети, с помощью ICMP Echo-запросов (программа ping) определить, какие адреса не используются (или компьютеры выключены), найти IP-адрес маршрутизатора по умолчанию. После этого злоумышленник может присвоить себе неиспользуемый адрес.
Если в сети имеется сервер DHCP, который предоставляет IP-адреса всем желающим, то он полностью сконфигурирует узел злоумышленника без всяких усилий со стороны последнего. Это событие будет зарегистрировано в журнале сервера.
Для предотвращения несанкционированного подключения к сети администратор должен использовать статическую ARP-таблицу на маршрутизаторе (и ключевых хостах-серверах) и программу arpwatch. Статическая ARP-таблица не позволит злоумышленнику получить ни одну датаграмму от узла, который ее использует, поскольку MAC-адрес злоумышленника, естественно, не значится в таблице. Программа arpwatch уведомит администратора о появлении узла с неизвестным MAC-адресом.
Однако, если злоумышленник, определив IP- и MAC-адреса какого-либо компьютера в своей сети, дождется его выключения (или проведет против него атаку «отказ в обслуживании», приводящую к неспособности атакуемого хоста работать в сети), а потом присвоит себе его MAC- и IP-адреса, то обнаружить такого злоумышленника будет невозможно и все его действия будут приписаны атакованному хосту.
С целью обеспечения безопасности внутренней (корпоративной) сети на шлюзе могут использоваться фильтры, препятствующие прохождению определенных типов датаграмм. Датаграммы могут фильтроваться по IP-адресам отправителя или получателя, по протоколу (поле Protocol IP-датаграммы), по номеру порта TCP или UDP, по другим параметрам, а также по комбинации этих параметров. Злоумышленник может использовать следующие два приема для проникновения через некоторые фильтры.
Предположим, злоумышленник хочет отправить данные с узла Х узлу А, находящемуся за пределами его сети, однако правила фильтрации на маршрутизаторе запрещают отправку датаграмм узлу А (рис.5). В то же время разрешена отправка датаграмм узлу В, также находящемуся за пределами охраняемой сети.
Злоумышленник использует узел В как ретранслятор датаграмм, направленных в А. Для этого он создает датаграмму, направленную из Х в В, в поле Protocol которой помещается значение 4 («IP»), а в качестве данных эта датаграмма несет другую IP-датаграмму, направленную из Х в А. Фильтрующий маршрутизатор пропускает сформированную датаграмму, поскольку она адресована разрешенному узлу В, а IP-модуль узла В извлекает из нее вложенную датаграмму. Видя, что вложенная датаграмма адресована не ему, узел В отправляет ее по назначению, то есть узлу А (рис.5). Описанная операция называется туннелированием.
Адрес отправителя датаграммы скрыть нельзя, поэтому, если маршрутизатор не пропускает также датаграммы, идущие из А, то есть осуществляет фильтрацию по адресу отравителя, то обмануть его вышеописанным способом невозможно. В этом случае злоумышленник имеет только одностороннюю связь с узлом А.
Туннелирование может использоваться и в обратном направлении, то есть, для проникновения из Интернета внутрь охраняемой сети. При этом узел Х находится в Интернете, а узлы А и В — в охраняемой сети и узлу В разрешено получение датаграмм из внешних сетей.
Для защиты от туннелирования следует запретить маршрутизатору транслировать во внешнюю сеть датаграммы с полем Protocol=4 и датаграммы с опциями.
В случае, когда на вход фильтрующего маршрутизатора поступает фрагментированная датаграмма, маршрутизатор производит досмотр только первого фрагмента датаграммы (первый фрагмент определяется по значению поля IP-заголовка Fragment Offset=0). Если первый фрагмент не удовлетворяет условиям пропуска, он уничтожается. Остальные фрагменты можно безболезненно пропустить, не затрачивая на них вычислительные ресурсы фильтра, поскольку без первого фрагмента датаграмма все равно не может быть собрана на узле назначения.
Данный прием проникновения сквозь фильтр называется «Tiny Fragment Attack» (RFC-1858). Использование его в других случаях (для обхода других условий фильтрации) не имеет смысла, так как все остальные «интересные» поля в заголовке TCP и других протоколов находятся в первых 8 октетах заголовка и, следовательно, не могут быть перемещены во второй фрагмент.
Механизм реагирования на заторы сети
(congestion control), реализуемый протоколом
TCP (RFC-2581), позволяет злоумышленнику-
Узел В, вместо того, чтобы ответить одним подтверждением о получении всего сегмента (ACK SN=1001), высылает несколько подтверждений с возрастающими номерами ACK SN (например, 300, 600 и, наконец, 1001), как бы подтверждая получение сегмента по частям. Узел В, выслав три подтверждения вместо одного, вынуждает узел А увеличить значение cwnd до 4 и отправить 4 сегмента вместо двух.
Типичный размер поля данных сегмента — 1460 октетов. Наиболее агрессивное поведение получателя (1460 подтверждений на каждый сегмент) теоретически приведет к тому, что уже после третьего шага узел В может получить 2,9 Гбайт данных и создать заторы в сети.
Если узел В будет отвечать серией сфабрикованных подтверждений ACK SN, фактически узел А будет отправлять данные со скоростью, с которой В генерирует дубликаты подтверждений.
Еще одна разновидность атаки строится на том, что получатель может заранее высылать подтверждения еще не принятых им, находящихся в пути сегментов, заставляя отправителя поверить, что данные уже доставлены, результатом чего будет увеличение cwnd и преждевременная отправка новых данных.
В отличие от двух предыдущих атак атака преждевременными подтверждениями разрушает механизм обеспечения надежности передачи данных: если какой-либо из сегментов с данными, отправленный из А в В, потеряется в пути, повторной передачи этого сегмента не будет, поскольку он был уже заранее подтвержден получателем. Однако прикладные протоколы HTTP и FTP, с помощью которых и передается большинство данных в Интернете, предоставляют возможность запрашивать у сервера не весь файл, а его определенные части (большинство серверов поддерживают эту возможность). Поэтому, применив описанную атаку и получив основной объем данных с HTTP- или FTP-сервера на завышенной скорости, злоумышленник может впоследствии с помощью запросов на частичную передачу «залатать дыры», образовавшиеся из-за потерянных сегментов.
Описанные атаки особенно эффективны при передаче сравнительно небольших объемов данных (файлов), когда весь файл может быть передан за одно время обращения. Скорость загрузки файла увеличивается в несколько раз. Работа конкурирующих TCP-соединений (имеющихся в том же коммуникационном канале) практически блокируется, поскольку из-за резко возросшей интенсивности трафика другие соединения диагностируют состояние затора и принимают соответствующие меры по уменьшению скорости передачи данных, фактически освобождая канал для злоумышленника.
В заключение можно сказать о достаточно простом способе ускоренного получения файлов от отправителя по протоколам HTTP и FTP. Для этого получатель использует программу, способную получать файл по частям (сервер также должен поддерживать соответствующие расширения протоколов HTTP и FTP); пример такой программы для ОС Windows — Flashget. Для загрузки файла с сервера программа одновременно открывает несколько соединений, каждое из которых запрашивает свой фрагмент файла. Фрагменты впоследствии будут состыкованы на локальном диске получателя.
Предположим, что в коммуникационном канале одновременно передают данные 10 TCP-соединений. В результате работы алгоритмов реагирования на заторы они примерно поровну делят между собой полосу пропускания канала, и каждое получает 1/10 его часть. Но если программа загрузки файла открывает не одно, а, например, 5 соединений, то общее число соединений равно 14, из них получением частей одного файла занято 5 соединений, то есть, на получение файла отведено 5/14 = 36% канала, а не 10%, как было раньше.
Атаки типа «отказ в обслуживании» (DoS, denial of service) являются наиболее распространенными и простыми в исполнении. Целью атаки является приведение атакуемого узла или сети в такое состояние, когда передача данных другому узлу (или передача данных вообще) становится невозможна или крайне затруднена. Вследствие этого пользователи сетевых приложений, работающих на атакуемом узле, не могут быть обслужены — отсюда название этого типа атак. Атаки DoS используются как в комплексе с другими (имперсонация), так и сами по себе.
DoS-атаки можно условно
Smurf
Атака smurf состоит в генерации шквала ICMP Echo-ответов, направленных на атакуемый узел. Для создания шквала злоумышленник направляет несколько сфальсифицированных Echo-запросов от имени жертвы на широковещательные адреса нескольких сетей, которые выступят в роли усилителей. Потенциально большое число узлов, находящихся в сетях-усилителях и поддерживающих обработку широковещательных Echo-запросов, одновременно отправляет ответы на атакуемый узел. В результате атаки сеть, в которой находится жертва, сам атакуемый узел, а также и сети-усилители могут быть временно заблокированы шквалом ответных сообщений.
Для атакуемого узла и его сети не существует адекватных способов защиты от этой атаки.
SYN flood и Naptha
Распространенная атака SYN flood (она
же Neptune) состоит в посылке
При получении каждого SYN-сегмента модуль TCP создает блок TCB, то есть выделяет определенные ресурсы для обслуживания будущего соединения, и отправляет свой SYN-сегмент. Ответа на него он никогда не получит. (Чтобы замести следы и не затруднять себя игнорированием ответных SYN-сегментов, злоумышленник будет посылать свои SYN-сегменты от имени несуществующего отправителя или нескольких случайно выбранных несуществующих отправителей.) Через несколько минут модуль TCP ликвидирует так и не открытое соединение, но если одновременно злоумышленник сгенерирует большое число SYN-сегментов, то он заполнит все ресурсы, выделенные для обслуживания открываемых соединений, и модуль TCP не сможет обрабатывать новые SYN-сегменты, пока не освободится от запросов злоумышленника. Постоянно посылая новые запросы, злоумышленник может продолжительно удерживать жертву в блокированном состоянии. Чтобы снять воздействие атаки, злоумышленник посылает серию сегментов с флагом RST, которые ликвидируют полуоткрытые соединения и освобождают ресурсы атакуемого узла.