Типы систем обнаружения вторжений. Подвиды IDS по способу мониторинга

Обнаружение вторжений - это еще одна задача, выполняемая сотрудниками, ответственными за безопасность информации в орга­низации, при обеспечении защиты от атак. Обнаружение вторжений - это активный процесс, при котором происходит обнаружение хакера при его попытках проникнуть в систему. В идеальном случае такая система лишь выдаст сигнал тревоги при попытке проникновения. Обнаружение вторжений помогает при идентификации активных уг­роз посредством оповещений и предупреждений о том, что злоумыш­ленник осуществляет сбор информации, необходимой для проведения атаки. В действительности это не всегда так.

Системы обнаружения вторжений (IDS) появились давно. Первыми из них можно считать ночной дозор и сторожевых собак. Дозорные и сторожевые собаки выполняли две задачи: они определяли иницииро­ванные кем-то подозрительные действия и пресекали дальнейшее про­никновение злоумышленника. Как правило, грабители избегали встречи с собаками и, в большинстве случае, старались обходить стороной зда­ния, охраняемые собаками. То же самое можно сказать и про ночной до­зор. Грабители не хотели быть замеченными вооруженными дозорными или охранниками, которые могли вызвать полицию.

Сигнализация в зданиях и в автомобилях также является разно­видностью системы обнаружения вторжений. Если система оповеще­ния обнаруживает событие, которое должно быть замечено (напри­мер, взлом окна или открытие двери), то выдается сигнал тревоги с зажиганием ламп, включением звуковых сигналов, либо сигнал тре­воги передается на пульт полицейского участка. Функция пресечения проникновения выполняется посредством предупреждающей наклей­ки на окне или знака, установленного перед домом. В автомобилях, как правило, при включенной сигнализации горит красная лампочка, предупреждающая об активном состоянии системы сигнализации.

Все эти примеры основываются на одном и том же принципе: об­наружение любых попыток проникновения в защищенный периметр объекта (офис, здание, автомобиль и т. д.). В случае с автомобилем или зданием периметр защиты определяется относительно легко. Стены строения, ограждение вокруг частной собственности, двери и окна автомобиля четко определяют защищаемый периметр. Еще од­ной характеристикой, общей для всех этих случаев, является четкий критерий того, что именно является попыткой проникновения, и что именно образует защищаемый периметр.

Если перенести концепцию системы сигнализации в компьютер­ный мир, то получится базовая концепция системы обнаружения вторжений. Необходимо определить, чем в действительности являет­ся периметр защигы компьютерной системы или сети. Очевидно, что периметр защиты в данном случае - это не стена и не ограждение.

Периметр защиты сети представляет собой виртуальный пери­метр, внутри которого находятся компьютерные системы. Этот пери­метр может определяться межсетевыми экранами, точками разделения соединений или настольными компьютерами с модемами. Данный пе­риметр может быть расширен для содержания домашних компьютеров сотрудников, которым разрешено соединяться друг с другом, или парт­неров по бизнесу, которым разрешено подключаться к сети. С появле­нием в деловом взаимодействии беспроводных сетей периметр защиты организации расширяется до размера беспроводной сети.

Сигнализация, оповещающая о проникновении грабителя, предна­значена для обнаружения любых попыток входа в защищаемую об­ласть, когда эта область не используется.

Система обнаружения вторжений IDS предназначена для разгра­ничения авторизованного входа и несанкционированного проникно­вения, что реализуется гораздо сложнее. Здесь можно в качестве при­мера привести ювелирный магазин с сигнализацией против грабите­лей. Если кто-либо, даже владелец магазина, откроет дверь, то срабо­тает сигнализация. После этого владелец должен уведомить компа­нию, обслуживающую сигнализацию, о том, что это он открыл мага­зин, и что все в порядке. Систему IDS, напротив, можно сравнить с охранником, следящим за всем, что происходит в магазине, и выяв­ляющим несанкционированные действия (как, например, пронос ог­
нестрельного оружия). К сожалению, в виртуальном мире «огне­стрельное оружие» очень часто остается незаметным.

Вторым вопросом, который необходимо принимать в расчет, яв­ляется определение того, какие события являются нарушением пери­метра безопасности. Является ли нарушением попытка определить работающие компьютеры? Что делать в случае проведения известной атаки на систему или сеть? По мере того как задаются эти вопросы, становится понятно, что найти ответы на них не просто. Более того, они зависят от других событий и от состояния системы-цели.

Существуют два основных типа IDS: узловые (HIDS) и сетевые (NIDS).

Система HIDS располагается на отдельном узле и отслеживает признаки атак на данный узел. Система NIDS находится на отдельной системе, отслеживающей сетевой трафик на наличие признаков атак, проводимых в подконтрольном сегменте сети.

Узловые IDS (H1DS) представляют собой систему датчиков, за­гружаемых на различные сервера организации и управляемых цен­тральным диспетчером. Датчики отслеживают различные типы собы­тий и предпринимают определенные действия на сервере либо пере­дают уведомления. Датчики HIDS отслеживают события, связанные с сервером, на котором они загружены. Сенсор HIDS позволяет опре-
делить, была ли атака успешной, если атака имела место на той же платформе, на которой установлен датчик.

Вероятно возникновение разногласий, связанных с управлением и настройкой, между администраторами безопасности (управляющими работой IDS) и системными администраторами. Так как процесс дол­жен постоянно находиться в активном состоянии, необходима хоро­шая координация в их работе.

Существует пять основных типов датчиков HIDS: анализаторы журналов; датчики признаков; анализаторы системных вызовов; анализаторы поведения приложений; контролеры целостности файлов.

Следует заметить, что количество датчиков HIDS увеличивается, и некоторые продукты предлагают функциональные возможности, преду­сматривающие использование датчиков более чем пяти основных видов.

Анализаторы журналов. Анализатор журнала представляет со­бой именно то, что отражает само название датчика. Процесс выпол­няется на сервере и отслеживает соответствующие файлы журналов в системе. Если встречается запись журнала, соответствующая некото­рому критерию в процессе датчика HIDS, предпринимается установ­ленное действие.

Большая часть анализаторов журналов настроена на отслеживание записей журналов, которые могут означать событие, связанное с безопасностью системы. Администратор системы, как правило, мо­жет определить другие записи журнала, представляющие определен­ный интерес.

Анализаторы журналов, в частности, хорошо адаптированы для от­слеживания активности авторизованных пользователей на внутренних системах. Таким образом, если в организации уделяется внимание кон­тролю за деятельностью системных администраторов или других поль­зователей системы, можно использовать анализатор журнала для от­слеживания активности и перемещения записи об этой активности в область, недосягаемую для администратора или пользователя.

Датчики признаков. Датчики этого типа представляют собой на­боры определенных признаков событий безопасности, сопоставляе­мых с входящим трафиком или записями журнала. Различие между датчиками признаков и анализаторами журналов заключается в воз­можности анализа входящего трафика.

Анализаторы системных вызовов. Анализаторы системных вы­зовов осуществляют анализ вызовов между приложениями и опера­ционной системой для идентификации событий, связанных с безо­пасностью. Датчики HIDS данного типа размещают программную спайку между операционной системой и приложениями. Когда при­ложению требуется выполнить действие, его вызов операционной системой анализируется и сопоставляется с базой данных признаков. Эти признаки являются примерами различных типов поведения, ко­торые являют собой атакующие действия, или объектом интереса для администратора IDS.

Анализаторы поведения приложений. Анализаторы поведения приложений аналогичны анализаторам системных вызовов в том, что они применяются в виде программной спайки между приложениями и операционной системой. В анализаторах поведения датчик проверяет вызов на предмет того, разрешено ли приложению выполнять данное действие, вместо определения соответствия вызова признакам атак.

Контролеры целостности файлов. Контролеры целостности файлов отслеживают изменения в файлах. Это осуществляется по­средством использования криптографической контрольной суммы или цифровой подписи файла. Конечная цифровая подпись файла бу­дет изменена, если произойдет изменение хотя бы малой части ис­ходного файла (это могут быть атрибуты файла, такие как время и да­та создания). Алгоритмы, используемые для выполнения этого про­цесса, разрабатывались с целью максимального снижения возможно­сти для внесения изменений в файл с сохранением прежней подписи.

При изначальной конфигурации датчика каждый файл, подлежа­щий мониторингу, подвергается обработке алгоритмом для создания начальной подписи. Полученное число сохраняется в безопасном месте. Периодически для каждого файла эта подпись пересчитывает- ся и сопоставляется с оригиналом. Если подписи совпадают, это оз­начает, что файл не был изменен. Если соответствия нет, значит, в файл были внесены изменения.

Сетевые IDS. NIDS представляет собой программный процесс, работающий на специально выделенной системе. NIDS переключает сетевую карту в системе в неразборчивый режим работы, при кото­ром сетевой адаптер пропускает весь сетевой трафик (а не только трафик, направленный на данную систему) в программное обеспече­ние NIDS. После этого происходит анализ трафика с использованием набора правил и признаков атак для определения того, представляет ли этот трафик какой-либо интерес. Если это так, то генерируется со­ответствующее событие.

На данный момент большинство систем NIDS базируется на при­знаках атак. Это означает, что в системы встроен набор признаков атак, с которыми сопоставляется трафик в канале связи. Если происходит атака, признак которой отсутствует в системе обнаружения вторжений, система NIDS не

замечает эту атаку. NIDS-системы позволяют указы­вать интересуемый трафик по адресу источника, конечному адресу, порту источника или конечному порту. Это дает возможность отслежи­вания трафика, не соответствующего признакам атак.

Чаще всего при применении NIDS используются две сетевые кар­ты (рис. 33). Одна карта используется для мониторинга сети. Эта кар­та работает в «скрытом» режиме, поэтому она не имеет IP-адреса и, следовательно, не отвечает на входящие соединения.

У скрытой карты отсутствует стек протоколов, поэтому она не может отвечать на такие информационные пакеты, как пинг-запросы. Вторая сетевая карта используется для соединения с системой управ­ления IDS и для отправки сигналов тревоги. Эта карта присоединяет­ся к внутренней сети, невидимой для той сети, в отношении которой производится мониторинг.

Сегодня возможности обнаружения вторжения становятся необходимыми добавлениями к инфраструктуре защиты информации каждой крупной компании. Вопрос о том, необходима ли система обнаружения вторжения (СОВ), для профессионалов защиты информации уже не стоит, однако перед ними возникает проблема выбора такой системы для конкретной организации. Кроме того, высокая стоимость подобных продуктов заставляет более тщательно подходить к обоснованию необходимости их использования .

Типы систем обнаружения вторжений

На сегодняшний день существует несколько различных типов СОВ, отличающихся различными алгоритмами мониторинга данных и подходами к их анализу. Каждому типу системы соответствуют те или иные особенности использования, преимущества и недостатки.

Один из способов классификации СОВ основывается на уяснении того, что они, собственно, контролируют. Одни контролируют весь сетевой трафик и анализируют сетевые пакеты, другие разворачиваются на отдельных компьютерах и контролируют операционную систему на предмет выявления признаков вторжения, третьи, как правило, контролируют отдельные приложения.

СОВ, защищающие сегмент сети

Этот класс СОВ в настоящее время наиболее распространен среди коммерческих продуктов. Система обычно состоит из нескольких специализированных серверов, которые анализируют сетевой трафик в различных сегментах сети и передают сообщения о возможном нападении на централизованную консоль управления. Никакие другие приложения не работают на серверах используемых СОВ, поэтому они могут быть защищены от нападения, в том числе специальными средствами. Многие из них могут функционировать в «стелс»-режиме, что затрудняет обнаружение нападающих и определение их местонахождения в сети.

Преимущества:

несколько удачно расположенных систем могут контролировать большую сеть;

их развертывание оказывает незначительное воздействие на существующую сеть. Подобные СОВ, как правило, пассивные устройства, которые перехватывают сетевой трафик, не загружая сеть служебными потоками;

cистема может быть весьма защищенной от нападений на нее саму, к тому же отдельные ее узлы можно сделать невидимыми для нападающих.

Недостатки:

не в состоянии распознавать нападение, начатое в момент высокой загрузки сети. Некоторые разработчики пытаются решить эту проблему, реализуя СОВ на основе аппаратных средств, обладающих более высокой скоростью. Кроме того, необходимость быстро анализировать пакеты вынуждает разработчиков обнаруживать нападение с минимальными затратами вычислительных ресурсов, что серьезно снижает эффективность обнаружения;

многие из преимуществ СОВ небольших сегментов (обычно один высокоскоростной канал Ethernet на сервер) и обеспечивают выделенные каналы между серверами, обслуживаемыми тем же коммутатором. Большинство коммутаторов не обеспечивают универсальные порты управления, что сокращает контролирующий диапазон датчика СОВ. В таких коммутаторах отдельный порт зачастую не может отразить весь трафик, проходящий через коммутатор;

не способны анализировать зашифрованную информацию;

сообщают об инициированном нападении, не анализируя степень проникновения.

СОВ, защищающие отдельный сервер

Данные системы работают, анализируя активность процессов на конкретном сервере, на котором установлены; собирают информацию о контролируемом ими сервере. Это позволяет СОВ анализировать действия на сервере с высокой степенью детализации и точно определять, кто из пользователей выполняет злонамеренные действия в операционной системе сервера .

Некоторые СОВ этого класса имеют возможность управлять группой серверов, подготавливая централизованные отчеты о возможных нападениях, которые обобщаются на консоли администратора защиты. Другие генерируют сообщения, совместимые с системами управления сетью.

Преимущества:

обнаруживают нападения, которые не выявляют СОВ, защищающие сегмент сети, так как имеют представление о событиях, локализованных на конкретном сервере;

работают в сети, использующей шифрование данных, когда информация находится в открытом виде на сервере до ее отправки потребителю;

функционируют в коммутируемых сетях.

Недостатки:

механизмы сбора информации должны устанавливаться и поддерживаться на каждом сервере, который будет контролироваться;

могут быть атакованы и заблокированы подготовленным противником;

не способны контролировать ситуацию во всей сети, так как «видят» только сетевые пакеты, получаемые сервером, на котором они установлены;

трудности в обнаружении и противодействии нападениям с отказом в обслуживании;

используют вычислительные ресурсы сервера, который контролируют, снижая тем самым эффективность его работы.

СОВ на основе защиты приложений

Эти системы контролируют события, проявляющиеся в пределах отдельного приложения, и нередко обнаруживают нападения при анализе системных журналов приложения. Возможность связываться непосредственно с приложением посредством служебного интерфейса, а также большой запас прикладных знаний о приложении позволяют СОВ данного класса обеспечивать более детальное представление о подозрительной деятельности в приложении.

Преимущества:

контролируют деятельность с очень высокой степенью детализации, позволяющей им прослеживать неправомочную деятельность индивидуальных пользователей;

способны работать в зашифрованных средах.

Некоторые эксперты отмечают, что различие между системами на основе защиты приложений и системами на основе защиты отдельного сервера не всегда четко прослеживаются, поэтому в дальнейшем оба класса будем относить к системам обнаружения вторжений на основе защиты отдельного сервера.

Подходы к анализу событий.

В настоящее время существуют два основных подхода к анализу событий: обнаружение сигнатуры и обнаружение аномалии.

СОВ на основе сигнатуры

Подход к обнаружению вторжения на основе сигнатуры выявляет деятельность, которая соответствует предопределенному набору событий, уникально описывающих известное нападение. Следовательно, системы на основе сигнатуры должны быть заранее запрограммированы, чтобы обнаружить каждое известное нападение. Эта методика чрезвычайно эффективна и является основным методом, используемым в коммерческих программах.

Преимущества:

весьма эффективны при обнаружении нападений, не генерируя значительное число ложных тревог.

Недостатки:

системы на основе сигнатуры должны быть заранее запрограммированы, чтобы обнаруживать каждое нападение, и постоянно модифицироваться сигнатурами новых нападений;

сами сигнатуры во многих системах данного класса определены достаточно узко, что затрудняет обнаружение ими вариантов традиционных нападений, сигнатура которых незначительно отличается от имеющейся в их базе.

Дмитрий Костров ,
ЗАО "Эквант"
[email protected]

Не рост и мощь, а разум
Сулит в войне победу.
Уильям Шекспир

Системы обнаружения компьютерных атак (IDS - Intrusion Detection Systems) - один из важнейших элементов систем информационной безопасности сетей любого современного предприятия, учитывая, как растет в последние годы число проблем, связанных с компьютерной безопасностью (рис. 1). Хотя технология IDS не обеспечивает полную защиту информации, тем не менее она играет весьма заметную роль в этой области. Краткая история вопроса, а также некоторые экспериментальные и коммерческие системы были рассмотрены в статье ("BYTE/Россия", № 10"2001). Здесь же мы подробнее обсудим современные представленные на рынке продукты и направления дальнейшего развития IDS.

Рынок систем IDS бурно развивается с 1997 г. Именно в это время компания ISS (http://www.iss.com) предложила свой продукт под названием Real Secure. Год спустя Cisco Systems (http://www.cisco.com), осознав целесообразность разработки IDS, купила продукт NetRanger вместе с компанией Wheel Group. Нельзя не упомянуть здесь и объединение SAIC и Haystack Labs в Centrax Corporation (http://www.centrax.com).

Необходимо отметить, что обычные IDS своевременно обнаруживают только известные типы атак. Они работают в том же режиме, что и антивирусные программы: известные - ловятся, неизвестные - нет. Обнаружение неизвестной атаки - трудная задача, граничащая с областью систем искусственного интеллекта и адаптивного управления безопасностью. Современные IDS способны контролировать работу сетевых устройств и операционной системы, выявлять несанкционированные действия и автоматически реагировать на них практически в реальном масштабе времени. При анализе текущих событий могут учитываться уже произошедшие, что позволяет идентифицировать атаки, разнесенные во времени, и тем самым прогнозировать будущие события.

В 80-е годы большинство злоумышленников были экспертами в части взлома и сами создавали программы и методы несанкционированного проникновения в компьютерные сети; автоматизированные средства использовались редко. Сейчас появилось большое число "любителей", со слабым уровнем знаний в данной области, которые используют автоматические средства вторжения и эксплойты (exploit - вредоносный код, использующий известные ошибки в ПО и применяемый злоумышленником для нарушения нормальной работы программно-аппаратного комплекса). Иными словами, по мере усовершенствования автоматических средств вторжения снижались уровень знаний и квалификация большинства злоумышленников.

Существует много различных типов атак, и их можно ранжировать в соответствии с возрастанием возможной опасности следующим образом:

• угадывание паролей
• репликационный код
• взлом паролей
• использование известных уязвимых мест
• отключение/обход систем аудита
• воровство данных
• back doors (специальные входы в программу, возникающие из-за ошибок при ее написании или оставленные программистами для отладки)
• использование снифферов и sweepers (систем контроля содержимого)
• использование программ диагностики сети для получения необходимых данных
• использование автоматизированных сканеров уязвимостей
• подмена данных в IP-пакетах
• атаки типа "отказ в обслуживании" (DoS)
• атаки на Web-серверы (CGI-скрипты)
• технологии скрытого сканирования
• распределенные средства атаки.

Теперь атака длится не больше нескольких секунд и может нанести очень чувствительный вред. Например, атака типа "отказ в обслуживании" может вывести из строя Web-магазин или online-биржу на длительное время. Такие атаки наиболее распространены, и способы защиты от них развиваются быстрыми темпами.

Цель любой IDS - обнаружить атаку с наименьшими ошибками. При этом объект атаки (жертва) обычно хочет получить ответ на следующие вопросы.

• Что случилось с моей системой?
• Что подверглось нападению, и насколько опасна атака?
• Кто злоумышленник?
• Когда атака началась и откуда?
• Как и почему произошло вторжение?

Злоумышленник, в свою очередь, как правило, пытается узнать следующее. ·

• Что представляет собой цель атаки?
• Есть ли уязвимости и какие?
• Какой вред можно нанести?
• Какие эксплойты или средства проникновения имеются?
• Есть ли риск быть раскрытым?

Типы IDS

Надежда победить приближает победу,
уверенность в победе лишает нас ее.
Тит Ливий

В первую очередь в IDS используются различные способы определения несанкционированной активности. Хорошо известны проблемы, связанные с атаками через межсетевой экран (брандмауэр). Межсетевой экран разрешает или запрещает доступ к определенным сервисам (портам), но не проверяет поток информации, проходящий через открытый порт. IDS, в свою очередь, пытается обнаружить атаку на систему или на сеть в целом и предупредить об этом администратора безопасности, в то время как атакующий полагает, что он остался незамеченным.

Здесь можно провести аналогию с защитой дома от воров. Закрытые на замок двери и окна - это межсетевой экран. А сигнализация для оповещения о взломе соответствует IDS.

Для классификации IDS существуют различные способы. Так, по способу реагирования различают пассивные и активные IDS. Пассивные просто фиксируют факт атаки, записывают данные в файл журнала и выдают предупреждения. Активные IDS пытаются противодействовать атаке, например, переконфигурируя межсетевой экран или генерируя списки доступа маршрутизатора. Продолжая аналогию, можно сказать, что если сигнализация в доме включает звуковую сирену для отпугивания вора - это аналог активной IDS, а если подает сигнал в милицию - это соответствует пассивной IDS.

По способу выявления атаки различают системы signature-based и anomaly-based. Первый тип основан на сравнении информации с предустановленной базой сигнатур атак. В свою очередь, можно классифицировать атаки по типу (например, Ping-of-Death, Smurf). Однако системы данного типа не могут отлавливать новые, неизвестные виды атак. Второй тип основан на контроле частоты событий или обнаружении статистических аномалий. Такая система ориентирована на выявление новых типов атак. Однако недостаток ее - необходимость постоянного обучения. В примере с охраной дома аналогом такой более продвинутой системы IDS выступают соседи, которые знают, кто приходил к вам, внимательно смотрят за незнакомыми людьми и собирают информацию о нештатной ситуации на улице. Это соответствует типу anomalous IDS.

Наиболее популярна классификация по способу сбора информации об атаке: network-based, host-based, application-based. Система первого типа работает по типу сниффера, "прослушивая" трафик в сети и определяя возможные действия злоумышленников. Поиск атаки идет по принципу "от хоста до хоста". Работа таких систем до последнего времени была затруднена в сетях, где использовались коммутация, шифрование и высокоскоростные протоколы (более 100 Мбит/с). Но недавно появились решения компаний NetOptics (http://www.netoptics.com) и Finisar (http://www.finisar.com) для работы в коммутируемой среде, в частности, технологии SPAN-портов (Switched Port Analyzer) и Network Tap (Test Access Port). Network Tap (в виде отдельного устройства или встроенного в коммутатор блока) позволяет проводить мониторинг всего трафика на коммутаторе. В то же время фирмы Cisco и ISS добились определенных успехов в реализации таких систем в высокоскоростных сетях.

Системы второго типа, host-based,предназначены для мониторинга, детектирования и реагирования на действия злоумышленников на определенном хосте. Система, располагаясь на защищаемом хосте, проверяет и выявляет направленные против него действия. Третий тип IDS, application-based, основан на поиске проблем в определенном приложении. Существуют также гибридные IDS, представляющие собой комбинацию различных типов систем.

Работа современных IDS и различные виды атак

Общая схема функционирования IDS приведена на рис. 2. В последнее время появилось много публикаций о системах, называемых distributed IDS (dIDS). dIDS состоит из множества IDS, которые расположены в различных участках большой сети и связаны между собой и с центральным управляющим сервером. Такая система усиливает защищенность корпоративной подсети благодаря централизации информации об атаке от различных IDS. dIDS состоит из следующих подсистем: центральный анализирующий сервер, агенты сети, сервер сбора информации об атаке.

Рис. 2. Общая схема функционирования IDS.

Центральный анализирующий сервер обычно состоит из базы данных и Web-сервера, что позволяет сохранять информацию об атаках и манипулировать данными с помощью удобного Web-интерфейса.

Агент сети - один из наиболее важных компонентов dIDS. Он представляет собой небольшую программу, цель которой - сообщать об атаке на центральный анализирующий сервер.

Сервер сбора информации об атаке - часть системы dIDS, логически базирующаяся на центральном анализирующем сервере. Сервер определяет параметры, по которым группируется информация, полученная от агентов сети. Группировка может осуществляться по следующим параметрам:

• IP-адресу атакующего;
• порту получателя;
• номеру агента;
• дате, времени;
• протоколу;
• типу атаки и т. д.

Несмотря на многочисленные упреки и сомнения в работоспособности IDS, пользователи уже широко применяют как коммерческие средства, так и свободно распространяемые. Разработчики оснащают свои продукты возможностями активного реагирования на атаку. Система не только определяет, но и пытается остановить атаку, а также может провести ответное нападение на атакующего. Наиболее распространенные типы активного реагирования - прерывание сессии и переконфигурирование межсетевого экрана.

Прерывание сессии наиболее популярно, потому что для этого не используются драйверы внешних устройств, таких, как межсетевой экран. В оба конца соединения, например, просто посылаются пакеты TCP RESET (с корректным номером sequence/acknowledgement). Однако уже существуют и описаны способы обхода такой защиты злоумышленниками (например, использование флага PUSH в пакете TCP/IP или использование трюка с current pointer).

Второй способ - переконфигурирование межсетевого экрана, позволяет злоумышленнику узнать о наличии экрана в системе. Посылая большой поток ping-пакетов на хост и видя, что через некоторое время доступ прекратился (ping не проходит), атакующий может сделать вывод, что IDS провела переконфигурацию межсетевого экрана, установив новые правила запрета ping на хост. Однако есть способы обойти и эту защиту. Один из них заключается в применении эксплойтов до переконфигурирования межсетевого экрана. Существует и более простой путь. Злоумышленник, атакуя сеть, может задавать в качестве адреса отправителя IP-адреса известных фирм (ipspoofing). В ответ на это механизм переконфигурирования межсетевого экрана исправно закрывает доступ на сайты этих компаний (к примеру, ebay.com, cnn.com, cert.gov, aol.com), после чего начинаются многочисленные звонки возмущенных пользователей в службу поддержки "закрытых" компаний, и администратор вынужден отключить данный механизм. Это очень напоминает отключение ночью автомобильной сигнализации, постоянные срабатывания которой не дают уснуть жителям окрестных домов. После этого машина становится намного доступнее для автомобильных воров.

При этом необходимо помнить, что уже существуют средства для выявления IDS, работающих в режиме "прослушивания" трафика (http://www.securitysoftwaretech.com/antisniff/download.html); кроме того, многие IDS подвержены атакам типа DoS (отказ в обслуживании).

Наиболее продвинулись в этой области "вольные" разработчики мира posix. Простейшие атаки используют уязвимости, связанные с использованием signature-based IDS. Например, использование одной из версий свободно распространяемого продукта Snort может быть сведено к нулю следующим образом. При попытке доступа к файлу /etc/passwd, где в UNIX хранятся имена пользователей, принадлежность к группам и shell, Snort использует следующую сигнатуру для выявления данной активности:

Alert tcp $EXTERNAL_NET any -> $HTTP_SERVERS 80 (msg:"WEB-MISC /etc/passwd";flags: A+; content:"/etc/passwd"; nocase; classtype:attempted-recon; sid:1122; rev:1;)

Однако можно просто поменять символы в запросе - GET /etc//\//passwd или /etc/rc.d/.././\passwd и обойти эту сигнатуру.

Конечно, разработчики систем IDS уже давно учитывают эти изменения и отлавливают атаки, однако все еще встречаются плохо написанные сигнатуры атак.

Существуют атаки, основанные на полиморфном shell code. Данный код был разработан автором http://ktwo.ca / и основан на использовании вирусов. Данная технология более эффективна против систем signature-based, чем против anomaly- или protocol analysis-based. Полиморфный код использует различные способы для обхода систем на базе string-matching (их можно найти по адресу http://cansecwest.com/noplist-v1-1.txt).

Можно также вспомнить атаки, использующие фрагментацию пакетов, отказ сервиса IDS, разделение атаки между несколькими пользователями, кодировку атаки в кодировке "ebcdic" с изменением типа терминала на "ebcdic", реализацию атаки по зашифрованному каналу, подавление порта модуля слежения, изменение таблицы маршрутизации, чтобы избежать попадания трафика к системе обнаружения атак, и т. п.

Системы IDS используются для выявления не только внешних, но и внутренних нарушителей. Их, как показывает практика, порой гораздо больше, чем внешних. Внутренние атаки не относятся к общим типам атак. В отличие от внешних нарушителей, внутренний - это авторизованный пользователь, имеющий официальный доступ к ресурсам интрасети, в том числе к тем, на которых циркулирует конфиденциальная информация. Общая же практика состоит в использовании служб информационной безопасности для защиты периметра интрасети, при этом защите от внутренних угроз уделяется гораздо меньше внимания. Здесь-то и помогают IDS. Настройка IDS для защиты от внутренних атак - непростая задача; она требует кропотливой работы с правилами и профилями пользователей. Для борьбы с внутренними атаками необходимо использовать комбинацию различных IDS.

Компании и продукты

На рынке представлено несколько десятков коммерческих систем IDS, что обеспечивает выбор наиболее приемлемого решения. К сожалению, отечественные продукты пока отсутствуют, хотя две российские компании к концу этого года готовят выпуск своих систем обнаружения атак.

Ниже описаны продукты более двадцати компаний. По мнению автора, порядок их расположения в статье примерно соответствует степени известности в России.

Cisco Systems

Серия продуктов Cisco IDS содержит решения для различных уровней. В нее входят три системы 42xx версии v.2.2.1 (network-based), среди которых 4210 (рис. 3) оптимизирована для среды 10/100Base-T (45 Мбит/с), 4235 - для среды 10/100/1000Base-TX, (200 Мбит/с) и 4250 - для 10/100/1000Base-TX (500 Мбит/с).

Подсистема IDS имеется в коммутаторе Сatalyst - Catalyst 6000 Intrusion Detection System Module (swithed-integrated network-based).

Cisco IDS Host Sensor 2.0 и Cisco IDS Host Sensor Web Server, разработанные компанией Entercept, обеспечивают защиту на уровне хоста (host-based). IDS на уровне маршрутизатора (Firewall Feature Set 12.1(4)T) способна отражать 59 наиболее опасных видов атак (система network-based). При использовании IDS на уровне межсетевого экрана PIX 535, 525, 515Е, 506Е, 501 (v.6.2.2) отражается более 55 наиболее опасных видов атак (система network-based). Управление системами защиты осуществляется с помощью CiscoWorks VPN/Security Management Solution (VMS) или Cisco IDS software version 3.1(2). Рис. 4 иллюстрирует работу сетевого сенсора Сisco при попытке узнать имена хостов.

Рис. 4. Работа сетевого сенсора Сisco при попытке узнать имена хостов.

Internet Security Systems

Компания ISS в свое время совершила резкий скачок в данной области и занимает ведущие позиции в части реализации систем обнаружения атак. Она также предлагает целое семейство решений для различных уровней.

RealSecure Network Sensor - программное решение, предназначенное для установки на выделенный компьютер в критичном сегменте сети. Анализируя сетевой трафик и сопоставляя его с базой сигнатур атак, сенсор обнаруживает различные нарушения политики безопасности (рис. 5).

Система RealSecure Gigabit Sensor обрабатывает более 500 тыс. пакетов в секунду, используя запатентованный алгоритм семиуровневого анализа, обнаруживает большое число атак, пропускаемых другими системами. Применяется главным образом в сетях, работающих с большой нагрузкой.

RealSecure Server Sensor позволяет обнаруживать атаки на всех уровнях, направленные на конкретный узел сети. Кроме того, может проводить анализ защищенности и обнаружения уязвимостей на контролируемом узле.

Программа RealSecure Desktop Protector (ранее называвшаяся BlackICE Agent) предназначена для обнаружения в реальном режиме времени атак, направленных на рабочие станции корпоративной сети.

RealSecure for Nokia - программно-аппаратное решение, разработанное компаниями ISS и Nokia. Оно объединяет все функциональные возможности RealSecure Network Sensor и Nokia IP Network Security Solutions. Система функционирует под управлением защищенной ОС IPSO, базирующейся на FreeBSD.

RealSecure Guard - программное решение, совмещающее в себе возможности межсетевого экрана и системы обнаружения атак в реальном режиме времени. Она устанавливается между защищаемым и открытым сегментами сети (так называемая inline-IDS) и анализирует весь проходящий через нее трафик в поисках запрещенных или опасных пакетов. Система может обнаруживать атаки как на сегменты сети, так и на отдельные, наиболее важные узлы.

Для управления перечисленными системами RealSecure используется модуль RealSecure SiteProtector, который служит основным компонентом централизованного управления и для систем Internet Scanner и System Scanner. Он ориентирован на применение в крупных, территориально распределенных сетях или в организациях, использующих одновременно несколько решений компании ISS.

Более простой модуль RealSecure WorkGroup Manager предназначен для управления только RealSecure Network Sensor, Gigabit Sensor, RealSecure Server Sensor и RealSecure for Nokia. Он может использоваться в отсутствие других решений ISS и при небольшом числе сенсоров в сети (до пяти).

RealSecure Command Line Interface предназначен для управления из командной строки только RealSecure Network Sensor и Gigabit Sensor. Этот модуль управления ориентирован на локальное использование.

Symantec

Продукты Intruder Alert и NetProwler (в настоящее время выпущены версии 3.6 и 3.5.1 соответственно) достаточно подробно описаны в упоминавшемся выше обзоре ("BYTE/Россия", № 10"2001, с.14).

Enterasys Networks

Enterasys Networks - часть бывшей компании Cabletron Systems. Она выпускает IDS Dragon (типа network-based). Внутренняя архитектура шестой версии системы обладает повышенной масштабируемостью. Система включает компоненты Network Sensor, Squire Host Sensor, управляющий модуль с Wеb-интерфейсом Dragon Policy Manager и систему централизованного мониторинга безопасности сети в реальном масштабе времени Dragon Security Information Manager.

Computer Associates

Система eTrust Intrusion Detection (прежнее название SessionWall) предоставляет средства для защиты и мониторинга локальной сети. Этот высокоэффективный и достаточно простой программный продукт предоставляет возможности мониторинга, обнаружения атак, контроля за WWW-трафиком, ведения журналов. Обширная библиотека шаблонов атак eTrust Intrusion Detection регулярно обновляется, и с ее помощью автоматически определяются атаки, соответствующие шаблонам.

Система может использоваться как сниффер, кроме того, позволяет ограничить доступ к узлам Интернета с помощью правил, содержащих ключевые слова. eTrust также ведет количественный учет трафика в сети.

Обнаруживаются вирусы и опасные компоненты Java/ActiveX. Идентифицируются и регистрируются попытки пользователей подобрать пароль для входа в систему, что может впоследствии пригодиться для организационных решений руководства компании.

eTrust Intrusion Detection обеспечивает контекстный просмотр всех циркулирующих в локальной сети пакетов и их блокировку при наличии определенных администратором ключевых слов.

NFR Security

Компания была основана в 1996 году с целью разработки перспективных систем IDS.

Система NFR NID обеспечивает мониторинг сетевого трафика в реальном масштабе времени, выявляя подозрительную активность, различные атаки, запрещенное поведение пользователей в сети и различные статистические отклонения. Используемые сенсоры могут работать со скоростями 1 Гбит/с и 100 Мбит/с без потерь пакетов. В отличие от традиционных систем IDS (сравнение трафика с сигнатурами атак), NFR NID использует специализированную базу знаний, проверяет активность в сети с использованием известных эксплойтов, что дает возможность выявлять в трафике новые виды атаки - такие, как Code Red и Nimda.

NFR HID работает на уровне хоста, позволяет идентифицировать уязвимости и слабые политики безопасности, выявлять подозрительную активность пользователей, проводить мониторинг защищаемого хоста на уровне сетевых атак. Способна поддерживать до 10 тыс. хостов, что очень удобно в больших сетях. В системе используются два типа программ-агентов: Log Analysis Agent проводит мониторинг ядра и файлов сетевых журналов, включая syslogs. Network Node Agent осуществляет мониторинг сетевого трафика и выявляет DoS-атаки на защищаемый хост (отказ в обслуживании), атаки FTP password grabbing, Web phf attacks, CGI scans, BackOrifice scans и т. п. Хорошо подходит для работы в сетях с шифрованием и в коммутируемых сетях.

Tripwire

История развития компаний Tripwire и NFR, а также некоторые функциональные особенности их продуктов изложены в том же обзоре в . Отметим, что существуют три основных продукта этой компании, названия которых говорят сами за себя (for Servers, for Network Devices и for Web Pages). Их главная технологическая особенность - вычисление контрольных сумм основных файлов и модулей.

Snort

Snort - облегченная система обнаружения вторжения. Программа анализирует протокол передачи, выявляет различные атаки, например, переполнение буфера, сканирование, CGI-атаки, попытки определения ОС и т. п. Snort использует специальные правила для поиска атак в трафике. Система проста в настройке и обслуживании, однако в ней довольно много приходится настраивать "руками", без удобного графического интерфейса.

Программа работает в трех режимах: sniffer, packet logger и network intrusion detection system. В первом случае система просматривает пакеты на сетевом уровне и выводит информацию о них на консоль, во втором - записывает файлы журнала на диск, в третьем - анализирует сетевой трафик на предмет совпадения сигнатур атак и сигнализирует о них.

Internetwork Research group, BBN Technologies

Продукты серии NIDS, SecureNet, включают устройства, предназначенные для высокоскоростных сетей (SecureNet 5000 и 7000), защиты персонального компьютера (SecureNet 2000), а также систему мониторинга SecureNet Provider и специальное ПО SecureNet Pro.

Система SecureHost (host-based IDS) разработана для защиты ПК и серверов с помощью внедрения специальных сенсоров - программ-агентов. Агенты обеспечивают принятие решения при возникновении атаки в реальном масштабе времени в соответствии с принятой политикой защиты. Набор программ Intrusion SecureHost состоит из управляющей консоли на базе ОС Microsoft Windows 2000 Server и агентов, работающих в системах с Microsoft Windows NT, Windows 2000 или Sun Solaris 2.8.

Firestorm

Высокоскоростная NIDS Firestorm, разработанная Джиани Тедеско и свободно распространяемая, пока представлена в основном в качестве сенсора, работающего под управлением ОС Linux. Особенности системы таковы:

• сбор информации идет с помощью библиотек libpcap, позволяющих перехватывать пакеты из сетевого трафика;
• система поддерживает правила, написанные для Snort;
• легко настраивается путем редактирования файла firestorm.conf;
• понимает режим работы stateful inspection (технология инспекции пакетов с учетом состояния протокола);
• готовит файлы журналов в формате ASCII или tcpdump;
• проводит корреляцию событий;
• выдает сигналы об атаке на удаленное устройство - консоль.

Однако (как это часто бывает с бесплатными программами) данная система подвержена атакам. Существует возможность атаки на данную систему, которая приведет к "зависанию" NIDS. Атака уже описана в лентах новостей, проблема оказалась в ошибке модуля обработки памяти.

Psionic Technologies

Продукт TriSentry (ранее Abacus Project tools) предназначен для повышения защищенности сети компании путем выявления различных атак. Система состоит из трех базовых компонентов: PortSentry, HostSentry и LogSentry. IDS предназначена для работы в UNIX-окружении.

PortSentry - простой детектор сканирования, который прекращает связь между хостом-жертвой и атакующим. Хост "сбрасывает" локальные маршруты, устанавливает динамические правила доступа и добавляет хост в специальные файлы TCP wrappers hosts.deny, причем все это происходит в реальном времени.

Программа HostSentry позволяет администратору безопасности выявлять необычную активность пользователей (Login Anomaly Detection, LAD).

LogSentry (прежнее название Logcheck) автоматически проводит мониторинг файлов системных журналов нарушений безопасности в почтовых системах. Этот набор программ, ранее поставляемых с TIS Gauntlet firewall, был существенно переработан для аудита более широкого спектра систем.

Lancope

Программно-аппаратный комплекс StealthWatch - мощная система для мониторинга, детектирования и реагирования на атаки в высокоскоростной среде. В отличие от традиционных систем, имеет архитектуру flow-based, которая позволяет выявлять новые атаки без обращения к базе данных существующих сигнатур. Новая архитектура обеспечивает углубленное выявление атак на основе аномальной активности, работу в высокоскоростной среде (от полного дуплекса 100 Мбит/с до 1 Гбит/с), а также значительно меньше реагирует на ложные атаки.

OneSecure

В системе The OneSecure Intrusion Detection and Prevention (IDP) компания предложила специальный механизм - Multi-Method Detection (MMD), который объединяет наиболее известные способы выявления уязвимостей.

Recourse Technologies

Компания предлагает два продукта: ManTrap обеспечивает защиту наиболее критичных серверов, ManHunt выявляет атаки на уровне сети, в том числе в гигабитном окружении. Используются распределенные сенсоры и центральный сервер обработки и принятия решений. При этом разработанная компанией методика (zero-day) выявляет не только известные, но и новые атаки.

Продукты Emerald, NetStat, Shadow и Bro подробно рассмотрены в в "BYTE/Россия", № 10"2001.

Новые веяния

Коммутаторы все шире используются в корпоративных сетях, поскольку они обладают большей пропускной способностью по сравнению с концентраторами и защищают от атак с использованием программ-снифферов для перехвата конфиденциальной информации. Тем не менее проблемы с применением NIDS сохраняются. Существуют коммутаторы с зеркалированием портов (SPAN-порты), которые копируют данные, проходящие через коммутатор, на выделенный порт. Теоретически с помощью SPAN-порта возможно проверить весь поток данных, однако если объем зеркалируемого трафика превысит допустимый предел, то начинаются потери пакетов.

Сейчас уже существуют решения для гигабитной сети, но есть еще одна проблема - шифрование. Сегодня ни один уважающий себя администратор не работает удаленно со своими системами без SSH или SSL, а поскольку передача данных идет в шифрованном виде, проблема использования IDS остается. Она заключается в невозможности расшифровать весь трафик и, как следствие, проверить сигнатуры атак. В ближайшем будущем практически все производители (если они хотят занимать достойное место на рынке IDS) доработают свои продукты для применения в гигабитной сети.

Еще один вопрос - сбор информации и ее анализ. Даже самый серьезный специалист по безопасности - тоже человек и может не заметить некоторых деталей, которые скроют от него подготовку или проведение атаки на хост компании. Начаты проекты Spice и Spade, направленные на развитие технологии выявления аномальной активности, и они должны помочь в решении данной проблемы.

Несомненно, что IDS развиваются в направлении сбора и корреляции информации. При этом информация должна поступать от разнообразных источников (сенсоров). Скорее всего, различия между NIDS и HIDS постепенно исчезнут, и в дальнейшем будут созданы системы централизованного управления с возможностями принятия решения (хотя бы в простых случаях), что заметно снизит нагрузку на администраторов, ответственных за безопасность компьютерных сетей.

В вышедшем на прошлой неделе обзоре корпоративных IPS-решений на российском рынке от Anti-Malware всё хорошо, кроме, собственно, самого обзора именно российских решений. Позволю себе немного дополнить коллег.

Как и большинство продуктов на нашем рынке средств информационной безопасности, системы детектирования/предотвращения атак можно классифицировать по следующим двум признакам:

• сертификация:
  • отсутствует
  • сделана минимальная «для галочки»
  • высокий уровень сертификации
• признанность (распространённость) продукта:
  • известен и используется в мире
  • присутствует только на региональном рынке

В зависимости от сочетания этих двух параметров можно так описать тип вендора, принимая во внимание, конечно, что на практике, ситуация чаще всего будет смешанная.

Теперь, собственно, перейдём к отечественным IPS/IDS, сам факт существование которых во многом определяется наличием соответствующих требований регуляторов. Формализованные требования к этому классу решений достаточно давно (с 2002 года) существуют у ФСБ, а с прошлого года появились и у ФСТЭК.

ФСБ называет этот класс устройств СОА (системы обнаружения атак) и выделяет 4 класса — от Г до А (от низшего к высшему), при этом каждый последующий класс включает весь функционал предыдущих. Требования ФСБ имеют пометку «Для служебного пользования» и просто так их не достать.

ФСТЭК такие системы называет СОВ (системы обнаружения вторжений), что невероятно удобно, так как сертификацию ФСБ и ФСТЭК ни за что не спутаешь =) С сутью требований ФСТЭК чуть легче: есть хотя бы общая информация в письме на сайте ФСТЭК , где поясняется, что всего устанавливается шесть классов защиты СОВ (шестой — низший). Соответствующие профили защиты для классов с шестого по четвёртый на сайте ФСТЭК отсутствуют (хотя в письме указано иное), но в Интернет их найти при желании можно.

Всего по требованиям ФСБ, согласно сертифицировано шесть продуктов (все отечественные), а по новым требованиям ФСТЭК пока только четыре (два отечественных и два импортных). При этом есть ещё IDS, сертифицированные во ФСТЭК на соответствие техническим условиям (ТУ) ещё до вступления в силу новых требований к СОВ, но сегодня нас интересуют только отечественные производители, а таковы среди этих решений только два.

Итоговый список отечественных IDS и их сертификатов выглядит так:

Со мной можно спорить, но по моему мнению все данные продукты чётко попадают в категорию «Бумаженщиков», как бы обидно такое определение для них ни звучало.

К сожалению, по некоторым решениям общедоступные сведения есть только обрывочные, что связано, видимо, с их очень специфической областью применения. По части отечественных систем обнаружения атак чуть ли не самым информативным источником оказалась вот эта презентация представителя ФСБ Д.Н. Сатанина. Найденные в сети Интернет описания всех продуктов добавил в и дабы не дублировать информацию из Каталога в посте, привожу только ссылки на продукты.

Обнаружения вторжений представляет собой процесс выявления несанкционированного доступа или попыток несанкционированного доступа к ресурсам АС.

Система обнаружения вторжений(Intrusion Detection System(IDS)) в общем случае представляет собой программно-аппаратный комплекс, решающий данную задачу.

Сигнатура – совокупность событий или действий, характерные для данного типа угрозы безопасности.

Сенсор получает сетевой пакет.

Пакет передается ядру для анализа.

Проверяется совпадение сигнатуры.

Если совпадений нет, то от узла получается следующий пакет.

Если есть совпадение, то появляется предупреждающее сообщение.

Происходит вызов модуля ответного реагирования.

Ошибки первого и второго рода:

Ошибки второго рода, когда нарушитель воспринимается системой безопасности, как авторизованный субъект доступа.

Все системы, использующие сигнатуры для проверки доступа, подвержены ошибкам второго рода, в том числе антивирусы, работающие на антивирусной базе.

Функционирование системы IDS во многом аналогично межсетевому экрану. Сенсоры получают сетевой трафик, а ядро, путем сравнения полученного трафика, с записями имеющихся базами сигнатур, пытается выявить следы попыток несанкционированного доступа. Модуль ответного реагирования представляет собой дополнительный компонент, который может быть использован для оперативного блокирования угрозы, например, может быть сформированного новое правило для межсетевого экрана.

Существует две основных категории IDS:

IDS уровня сети. В таких системах сенсор функционирует на выделенном для этих целей хосте(узле), защищаемом сегменте сети. Обычно он работает в прослушивающем режиме, чтобы анализировать весь ходящий по сегменту сетевой трафик.

IDS уровня хоста. В случае, если сенсор функционирует на уровне хоста для анализа может быть использована следующая информация:

1. Записи стандартных средств. Протоколирование ОС.

   Информация об использованных ресурсах.

   Профили ожидаемого поведения пользователя.

Каждый из типов IDS имеет свои достоинства и недостатки.

IDS уровня сети не снижает общую производительность системы, а IDS уровня хоста более эффективно выявляет атаки и позволяет анализировать активность, связанную с отдельным хостом. На практике целесообразно применять оба этих типа.

Протоколирование и аудит

Подсистема протоколирования и аудита является обязательным компонентом любой АС. Протоколирование(регистрация) представляет собой механизм подотчетности системы обеспечения информационной безопасности, фиксирующая все события, относящиеся к информационной безопасности. Аудит – анализ протоколирования информации с целью оперативного выявления и предотвращения нарушений режима информационной безопасности.

Назначения механизма регистрации и аудита:

Обеспечение подотчетности пользователей и администратора.

Обеспечение возможности реконструкции последовательности событий(например при инцидентах).

Обнаружение попыток нарушения режима информационной безопасности.

Выявление технических проблем, напрямую не связанных с информационной безопасностью.

Протоколируемые данные заносятся в регистрационный журнал, который представляет собой хронологически-упорядоченную совокупность записи результатов деятельности субъектов АС, влияющих на режим информационной безопасности. Основными полями такого журнала являются следующие:

Временная метка.

Тип события.

Инициатор события.

Результат события.

Так, как системные журналы являются основными источниками информации для последующего аудита и выявления нарушения безопасности должен быть поставлен вопрос о защите их от не санкционированной модификации. Система протоколирования должна быть спроектирована таким образом, чтобы не один пользователь, включая администраторов, не мог произвольным образом изменять записи системных журналов.

Поскольку файлы журналов хранятся на том или ином носителе, рано или поздно может возникнуть проблема нехватки пространства на этом носителе, при этом реакция системы может быть различной, например:

Продолжить работу системы, без протоколирования.

Заблокировать систему до решения проблемы.

Автоматически удалять самые старые записи в системном журнале.

Первый вариант является наименее приемлемым с точки зрения безопасности.