Система обнаружения вторжения в сеть предприятия

В настоящее время  вопросам безопасности данных в распределенных компьютерных системах уделяется очень большое внимание. Разработано множество средств для обеспечения информационной безопасности, предназначенных для использования на различных компьютерах с разными ОС. В качестве одного из направлений можно выделить межсетевые экраны (firewalls), призванные контролировать доступ к информации со стороны пользователей внешних сетей.

Рассмотрим основные понятия экранирующих систем, а также  требования, предъявляемые к ним. 

Проблема межсетевого  экранирования формулируется следующим образом. Пусть имеется две информационные системы или два множества информационных систем. Экран (firewall) - это средство разграничения доступа клиентов из одного множества систем к информации, хранящейся на серверах в другом множестве.

Экран выполняет свои функции, контролируя все информационные потоки между этими двумя множествами  информационных систем, работая как  некоторая “информационная мембрана”. В этом смысле экран можно представлять себе как набор фильтров, анализирующих  проходящую через них информацию и, на основе заложенных в них алгоритмов, принимающих решение: пропустить ли эту информацию или отказать в ее пересылке. Кроме того, такая система может выполнять регистрацию событий, связанных с процессами разграничения доступа, в частности, фиксировать все “незаконные” попытки доступа к информации и, дополнительно, сигнализировать о ситуациях, требующих немедленной реакции, то есть поднимать тревогу.

Обычно экранирующие системы делают несимметричными. Для  экранов определяются понятия “внутри” и “снаружи”, и задача экрана состоит в защите внутренней сети от “потенциально враждебного” окружения. Важнейшим примером потенциально враждебной внешней сети является Интернет.

Рассмотрим более подробно, какие проблемы возникают при  построении экранирующих систем. При этом мы будем рассматривать не только проблему безопасного подключения к Интернет, но и разграничение доступа внутри корпоративной сети организации.

Первое, очевидное требование к таким системам, это обеспечение  безопасности внутренней (защищаемой) сети и полный контроль над внешними подключениями и сеансами связи.

Во-вторых, экранирующая система должна обладать мощными  и гибкими средствами управления для простого и полного воплощения в жизнь политики безопасности организации и, кроме того, для обеспечения простой реконфигурации системы при изменении структуры сети.

В-третьих, экранирующая система должна работать незаметно  для пользователей локальной  сети и не затруднять выполнение ими  легальных действий.

В-четвертых, экранирующая система должна работать достаточно эффективно и успевать обрабатывать весь входящий и исходящий трафик в “пиковых” режимах. Это необходимо для того, чтобы firewall нельзя было, образно говоря, “забросать” большим количеством вызовов, которые привели бы к нарушению ее работы.

Пятое. Система обеспечения  безопасности должна быть сама надежно  защищена от любых несанкционированных  воздействий, поскольку она является ключом к конфиденциальной информации в организации.

Шестое. В идеале, если у организации имеется несколько внешних подключений, в том числе и в удаленных филиалах, система управления экранами должна иметь возможность централизованно обеспечивать для них проведение единой политики безопасности.

Седьмое. Система Firewall должна иметь средства авторизации доступа пользователей через внешние подключения. Типичной является ситуация, когда часть персонала организации должна выезжать, например, в командировки, и в процессе работы им, тем немение, требуется доступ, по крайней мере, к некоторым ресурсам внутренней компьютерной сети организации. Система должна уметь надежно распознавать таких пользователей и предоставлять им необходимый доступ к информации.

Классическим примером, на котором хотелось бы проиллюстрировать  все вышеизложенные принципы, является программный комплекс Solstice FireWall-1 компании Sun Microsystems. Данный пакет неоднократно отмечался наградами на выставках и конкурсах. Он обладает многими полезными особенностями, выделяющими его среди продуктов аналогичного назначения.

Рассмотрим основные компоненты Solstice FireWall-1 и функции, которые они реализуют.

Центральным для системы FireWall-1 является модуль управления всем комплексом. С этим модулем работает администратор безопасности сети. Следует  отметить, что продуманность и удобство графического интерфейса модуля управления отмечалось во многих независимых обзорах, посвященных продуктам данного класса.

Администратору безопасности сети для конфигурирования комплекса FireWall-1 необходимо выполнить следующий  ряд действий:

- Определить объекты, участвующие в процессе обработки информации. Здесь имеются в виду пользователи и группы пользователей, компьютеры и их группы, маршрутизаторы и различные подсети локальной сети организации.

- Описать сетевые протоколы и сервисы, с которыми будут работать приложения. Впрочем, обычно достаточным оказывается набор из более чем 40 описаний, поставляемых с системой FireWall-1.

- Далее, с помощью введенных понятий описывается политика разграничения доступа в следующих терминах: “Группе пользователей А разрешен доступ к ресурсу Б с помощью сервиса или протокола С, но об этом необходимо сделать пометку в регистрационном журнале”. Совокупность таких записей компилируется в исполнимую форму блоком управления и далее передается на исполнение в модули фильтрации.

Модули фильтрации могут располагаться  на компьютерах - шлюзах или выделенных серверах - или в маршрутизаторах  как часть конфигурационной информации. В настоящее время поддерживаются следующие два типа маршрутизаторов: Cisco IOS 9.x, 10.x, а также BayNetworks (Wellfleet) OS v.8.

Модули фильтрации просматривают  все пакеты, поступающие на сетевые  интерфейсы, и, в зависимости от заданных правил, пропускают или отбрасывают  эти пакеты, с соответствующей  записью в регистрационном журнале. Следует отметить, что эти модули, работая непосредственно с драйверами сетевых интерфейсов, обрабатывают весь поток данных, располагая полной информацией о передаваемых пакетах.

Рассмотрим  процесс практической реализации политики безопасности организации  с помощью программного пакета FireWall-1.

1. Прежде всего, разрабатываются и утверждаются на уровне руководства организации правила политики безопасности.

2. После утверждения эти правила  надо воплотить в жизнь. Для  этого их нужно перевести в  структуру типа “откуда, куда и каким способом доступ разрешен или, наоборот, запрещен. Такие структуры легко переносятся в базы правил системы FireWall-1.

3. Далее, на основе этой базы  правил формируются списки доступа  для маршрутизаторов и сценарии  работы фильтров на сетевых шлюзах. Списки и сценарии далее переносятся на физические компоненты сети, после чего правила политики безопасности “вступают в силу”.

4. В процессе работы фильтры  пакетов на шлюзах и серверах  генерируют записи обо всех  событиях, которые им приказали отслеживать, а, также, запускают механизмы “тревоги”, требующие от администратора немедленной реакции.

5. На основе анализа записей,  сделанных системой, отдел компьютерной  безопасности организации может  разрабатывать предложения по  изменению и дальнейшему развитию политики безопасности.

Рассмотрим простой пример реализации следующих правил:

1. Из локальных сетей подразделений,  возможно удаленных, разрешается  связь с любой локальной сетью  организации после аутентификации, например, по UNIX-паролю.

2. Всем запрещается доступ к сети финансового департамента, за исключением генерального директора и директора этого департамента.

3. Из Internet разрешается только отправлять  и получать почту. Обо всех  других попытках связи необходимо  делать подробную запись.

Все эти правила естественным образом  представляются средствами графического интерфейса Редактора Правил FireWall-1.

После загрузки правил, FireWall-1 для каждого  пакета, передаваемого по сети, последовательно  просматривает список правил до нахождения элемента, соответствующего текущему случаю.

Итак, сама суть Firewall-методики является абсолютно непогрешимой и логичной. Основной ее постулат состоит в создании выделенного бастиона (bastion host), на который возлагается задача обеспечения контроля и безопасности в защищаемом сегменте сети и через который осуществляется связь данного сегмента с внешним миром. Но это все действует пока в теории. На практике же на сегодняшний день известные нам системы Firewall неспособны к отражению большинства из описанных ниже удаленных атак.

 

2.2 Системы Обнаружения Вторжения.

Система Обнаружения  Вторжения (СОВ) – это система, которая  определяет наличие вторжения и  предпринимает контрмеры (наличие  алгоритма принятия контр мер  не является обязательным). Рассмотрим сначала различные виды СОВ, а затем различную тактику применения СОВ. 

 Итак, СОВ наблюдает  за различной деятельностью определенного  компьютера/хоста или сети. Различными  методами, описанными ниже, система  пытается выяснить угрожает ли  рассматриваемому объекту  какие-либо действия (т.е. есть ли атака) и предпринять соответственно полученным данным меры противодействия. Поскольку в большинстве случаев объектами создаются файлы журналирования всех их действий и запросов к ним, одним из действенных способов выявления атак является анализ таких файлов.

СОВ можно разделить  на три области, в которых она  присутствует:

- информационные источники;

- анализ;

- контрмеры.

Рассмотрим сначала  область информационных ресурсов. Поскольку  возможности атаки на хост или  сеть очень обширны, существуют различные  типы СОВ (которые, могут комбинироваться  друг с другом), различие которых  в основном состоит в том, где они контролируют и что они контролируют (информационные источники)

Говоря о системах обнаружения вторжений на уровне хоста, нужно заметить, что системы  обнаружения на уровне хоста анализируют  информацию на отдельном хосте. Поскольку они обычно не обозревают активность всей сети, а лишь только одного хоста, такие системы могут делать более точные заключения о типе атаки. Кроме того, такие системы  могут видеть напрямую влияние атаки на хост, поскольку имеют доступ к его внутренним ресурсам и могут отслеживать изменения на них, связывая эти изменения с произошедшими действиями со стороны сети. СОВ на уровне хоста обычно используют два источника для получения информации о деятельности хоста – это:

- журналы приложений;

- отчеты аудита ОС.

Оба способа имеют  как достоинства, так и недостатки – отчеты аудита ОС являются более  точными, детальными и могут предоставить лучшую информацию, в то время как  в журналы приложений записывается лишь наиболее важная информация. Это и дает им преимущество – размер таких журналов значительно меньше, и они, соответственно, могут быть проанализированы быстрее и контроль за их изменениями оказывается проще.

Перечислим, какие преимущества имеет СОВ на основе хоста.

- возможность оценки влияние атаки на хост и лучше среагировать на неё;

- возможность лучше  распознавать троянских коней,  вирусы т.к. имеющаяся информация  о системе и возможности её  анализа;

- возможность определения  атак, которые невозможно определить  сетевыми СОВ, так как сетевой трафик часто зашифрован;

- возможность точного  наблюдения за всеми изменениями  внутри хоста.

Говоря же о недостатках  СОВ на основе хоста, необходимо упомянуть  следующие:

- бесполезность или  ненадежность в определении сканирований;

- большую уязвимость к атакам типа DОS;

- анализ данных отчетов аудита ОС вследствие их размера занимает часто недопустимое количество вычислительных ресурсов.

Приведем несколько  примеров решений СОВ на основе хоста:

- Tripwire [http://www.tripwire.com/products/index.cfml]

- SWATCH [http://freshmeat.net/redir/swatch/10125/url_homepage/swatch]

- Dragon Squire [http://www.enterasys.com/ids/squire/]

- Tiger[http://freshmeat.net/redir/tiger-audit/30581/url_homepage/tiger]

- Security Manager [http://www.netiq.com/products/sm/default.asp]

Рассмотрим сетевые СОВ. Главная задача Сетевых СОВ – это анализ и интерпретация передаваемых по сети пакетов. Для определения пакетов, передающих потенциально-опасную информацию, используются так называемые сигнатуры – описание примерного содержания пакета или последовательности пакетов, соответствующее тому или иному виду атаки. Например, если в пакете будет обнаружена строка '/etc/passwd' – можно сказать, что такой пакет является потенциально-опасным, так как содержит информацию о местоположении файла паролей UNIX. Обычно сетевые СОВ расположены на так называемых “сенсорах” – хостах, назначение которых – анализ сетевого трафика и, если требуется, сигнализация об атаках. Поскольку это их единственная задача – существует возможность их самих максимально обезопасить от атак. Так, например, обычно сенсоры работают в режиме stealth (“невидимка”). То есть сенсоры не отправляют ничего в сеть – такое поведение затрудняет их обнаружение и атаки на них.