1.1 Обнаружение атак на сетевом уровне

Системы обнаружения атак сетевого уровня используют в качестве источника данных для анализа необработанные (raw) сетевые пакеты. Как правило, IDS сетевого уровня используют сетевой адаптер, функционирующий в режиме "прослушивания " (promiscuous), и анализируют трафик в реальном масштабе времени по мере его прохождения через сегмент сети. Модуль распознавания атак использует четыре широко известных метода для распознавания сигнатуры атаки:

Соответствие трафика шаблону (сигнатуре), выражению или байткоду, характеризующих об атаке или подозрительном действии;

Контроль частоты событий или превышение пороговой величины;

Корреляция нескольких событий с низким приоритетом;

Обнаружение статистических аномалий.

Как только атака обнаружена, модуль реагирования предоставляет широкий набор вариантов уведомления, выдачи сигнала тревоги и реализации контрмер в ответ на атаку. Эти варианты изменяются от системы к системе, но, как правило, включают в себя: уведомление администратора через консоль или по электронной почте, завершение соединения с атакующим узлом и/или запись сессии для последующего анализа и сбора доказательств.

1.2 Обнаружение атак на системном уровне

В начале 80-х годов, еще до того, как сети получили свое развитие, наиболее распространенная практика обнаружения атак заключалась в просмотре журналов регистрации на предмет наличия в них событий, свидетельствующих о подозрительной активности. Современные системы обнаружения атак системного уровня остаются мощным инструментом для понимания уже осуществленных атак и определения соответствующих методов для устранения возможностей их будущего применения. Современные IDS системного уровня по-прежнему используют журналы регистрации, но они стали более автоматизированными и включают сложнейшие методы обнаружения, основанные на новейших исследованиях в области математики. Как правило, IDS системного уровня контролируют систему, события и журналы регистрации событий безопасности (security log или syslog) в сетях, работающих под управлением Windows NT или Unix. Когда какой-либо из этих файлов изменяется, IDS сравнивает новые записи с сигнатурами атак, чтобы проверить, есть ли соответствие. Если такое соответствие найдено, то система посылает администратору сигнал тревоги или приводит в действие другие заданные механизмы реагирования.

IDS системного уровня постоянно развиваются, постепенно включая все новые и новые методы обнаружения. Один их таких популярных методов заключается в проверке контрольных сумм ключевых системных и исполняемых файлов через регулярные интервалы времени на предмет несанкционированных изменений. Своевременность реагирования непосредственно связана с частотой опроса. Некоторые продукты прослушивают активные порты и уведомляют администратора, когда кто-то пытается получить к ним доступ. Такой тип обнаружения вносит в операционную среду элементарный уровень обнаружения атак на сетевом уровне.

1.3 Достоинства систем обнаружения атак на сетевом уровне

IDS сетевого уровня имеют много достоинств, которые отсутствуют в системах обнаружения атак на системном уровне. В действительности, многие покупатели используют систему обнаружения атак сетевого уровня из-за ее низкой стоимости и своевременного реагирования. Ниже представлены основные причины, которые делают систему обнаружение атак на сетевом уровне наиболее важным компонентом эффективной реализации политики безопасности.

Низкая стоимость эксплуатации. IDS сетевого уровня необходимо устанавливать в наиболее важных местах сети для контроля трафика, циркулирующего между многочисленных систем. 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.

Обнаружение атак, которые пропускаются на системном уровне. IDS сетевого уровня изучают заголовки сетевых пакетов на наличие подозрительной или враждебной деятельности. IDS системного уровня не работают с заголовками пакетов, следовательно, они не могут определять эти типы атак. Например, многие сетевые атаки типа "отказ в обслуживании" ("denial-of-service") и "фрагментированный пакет" (TearDrop) могут быть идентифицированы только путем анализа заголовков пакетов, по мере того, как они проходят через сеть. Этот тип атак может быть быстро идентифицирован с помощью IDS сетевого уровня, которая просматривает трафик в реальном масштабе времени. IDS сетевого уровня могут исследовать содержание тела данных пакета, отыскивая команды или определенный синтаксис, используемые в конкретных атаках. Например, когда хакер пытается использовать программу Back Orifice на системах, которые пока еще не поражены ею, то этот факт может быть обнаружен путем исследования именно содержания тела данных пакета. Как говорилось выше, системы системного уровня не работают на сетевом уровне, и поэтому не способны распознавать такие атаки.

Для хакера более трудно удалить следы своего присутствия. IDS сетевого уровня используют "живой" трафик при обнаружении атак в реальном масштабе времени. Таким образом, хакер не может удалить следы своего присутствия. 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 журналами 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.

Обнаружение и реагирование в реальном масштабе времени. IDS сетевого уровня обнаруживают подозрительные и враждебные атаки ПО МЕРЕ ТОГО, КАК ОНИ ПРОИСХОДЯТ, и поэтому обеспечивают гораздо более быстрое уведомление и реагирование, чем IDS системного уровня. Например, хакер, инициирующий атаку сетевого уровня типа "отказ в обслуживании" на основе протокола TCP, может быть остановлен IDS сетевого уровня, посылающей установленный флаг Reset в заголовке TCP-пакета для завершения соединения с атакующим узлом, прежде чем атака вызовет разрушения или повреждения атакуемого хоста. IDS системного уровня, как правило, не распознают атаки до момента соответствующей записи в журнал и предпринимают ответные действия уже после того, как была сделана запись. К этому моменту наиболее важные системы или ресурсы уже могут быть скомпрометированы или нарушена работоспособность системы, запускающей IDS системного уровня. Уведомление в реальном масштабе времени позволяет быстро среагировать в соответствии с предварительно определенными параметрами. Диапазон этих реакций изменяется от разрешения проникновения в режиме наблюдения для того, чтобы собрать информацию об атаке и атакующем, до немедленного завершения атаки.

Обнаружение неудавшихся атак или подозрительных намерений. IDS сетевого уровня, установленная с наружной стороны межсетевого экрана (МСЭ), может обнаруживать атаки, нацеленные на ресурсы за МСЭ, даже несмотря на то, что МСЭ, возможно, отразит эти попытки. Системы системного уровня не видят отраженных атак, которые не достигают хоста за МСЭ. Эта потерянная информация может быть наиболее важной при оценке и совершенствовании политики безопасности.

Независимость от ОС. IDS сетевого уровня не зависят от операционных систем, установленных в корпоративной сети. Системы обнаружения атак на системном уровне требуют конкретных ОС для правильного функционирования и генерации необходимых результатов.

1.4 Достоинства систем обнаружения атак системного уровня

И хотя системы обнаружения атак системного уровня не столь быстры, как их аналоги сетевого уровня, они предлагают преимущества, которых не имеют последние. К этим достоинствам можно отнести более строгий анализ, пристальное внимание к данным о событии на конкретном хосте и более низкая стоимость внедрения.

Подтверждают успех или отказ атаки. Поскольку IDS системного уровня используют журналы регистрации, содержащие данные о событиях, которые действительно имели место, то IDS этого класса могут с высокой точностью определять - действительно ли атака была успешной или нет. В этом отношении IDS системного уровня обеспечивают превосходное дополнение к системам обнаружения атак сетевого уровня. Такое объединение обеспечивает раннее предупреждение при помощи сетевого компонента и "успешность" атаки при помощи системного компонента.

Контролирует деятельность конкретного узла. IDS системного уровня контролирует деятельность пользователя, доступ к файлам, изменения прав доступа к файлам, попытки установки новых программ и/или попытки получить доступ к привилегированным сервисам. Например, IDS системного уровня может контролировать всю logon- и logoff-деятельность пользователя, а также действия, выполняемые каждым пользователем при подключении к сети. Для системы сетевого уровня очень трудно обеспечить такой уровень детализации событий. Технология обнаружения атак на системном уровне может также контролировать деятельность, которая обычно ведется только администратором. Операционные системы регистрируют любое событие, при котором добавляются, удаляются или изменяются учетные записи пользователей. IDS системного уровня могут обнаруживать соответствующее изменение сразу, как только оно происходит. IDS системного уровня могут также проводить аудит изменений политики безопасности, которые влияют на то, как системы осуществляют отслеживание в своих журналах регистрации и т.д.

В конечном итоге системы обнаружения атак на системном уровне могут контролировать изменения в ключевых системных файлах или исполняемых файлах. Попытки перезаписать такие файлы или инсталлировать "троянских коней" могут быть обнаружены и пресечены. Системы сетевого уровня иногда упускают такой тип деятельности.

Обнаружение атак, которые упускают системы сетевого уровня. IDS системного уровня могут обнаруживать атаки, которые не могут быть обнаружены средствами сетевого уровня. Например, атаки, осуществляемые с самого атакуемого сервера, не могут быть обнаружены системами обнаружения атак сетевого уровня.

Хорошо подходит для сетей с шифрованием и коммутацией. Поскольку IDS системного уровня устанавливается на различных хостах сети предприятия, она может преодолеть некоторые из проблем, возникающие при эксплуатации систем сетевого уровня в сетях с коммутацией и шифрованием. Коммутация позволяет управлять крупномасштабными сетями, как несколькими небольшими сетевыми сегментами. В результате бывает трудно определить наилучшее место для установки IDS сетевого уровня. Иногда могут помочь административные порты (managed ports) и порты отражения (mirror ports, span ports) трафика на коммутаторах, но эти методы не всегда применимы. Обнаружение атак на системном уровне обеспечивает более эффективную работу в коммутируемых сетях, т.к. позволяет разместить IDS только на тех узлах, на которых это необходимо.Определенные типы шифрования также представляют проблемы для систем обнаружения атак сетевого уровня. В зависимости от того, где осуществляется шифрование (канальное или абонентское), IDS сетевого уровня может остаться "слепой" к определенным атакам. IDS системного уровня не имеют этого ограничения. К тому же ОС, и, следовательно, IDS системного уровня, анализирует расшифрованный входящий трафик.

Обнаружение и реагирование почти в реальном масштабе времени. Хотя обнаружение атак на системном уровне не обеспечивает реагирования в действительно реальном масштабе времени, оно, при правильной реализации, может быть осуществлено почти в реальном масштабе. В отличие от устаревших систем, которые проверяют статус и содержания журналов регистрации через заранее определенные интервалы, многие современные IDS системного уровня получают прерывание от ОС, как только появляется новая запись в журнале регистрации. Эта новая запись может быть обработана сразу же, значительно уменьшая время между распознаванием атаки и реагированием на нее. Остается задержка между моментом записи операционной системой события в журнал регистрации и моментом распознавания ее системой обнаружения атак, но во многих случаях злоумышленник может быть обнаружен и остановлен прежде, чем нанесет какой-либо ущерб.

Не требуют дополнительных аппаратных средств. Системы обнаружения атак на системном уровне устанавливаются на существующую сетевую инфраструктуру, включая файловые сервера, Web-сервера и другие используемые ресурсы. Такая возможность может сделать IDS системного уровня очень эффективными по стоимости, потому что они не требуют еще одного узла в сети, которому необходимо уделять внимание, осуществлять техническое обслуживание и управлять им.

Низкая цена. Несмотря на то, что системы обнаружения атак сетевого уровня обеспечивают анализ трафика всей сети, очень часто они являются достаточно дорогими. Стоимость одной системы обнаружения атак может превышать $10000. С другой стороны, системы обнаружения атак на системном уровне стоят сотни долларов за один агент и могут приобретаться покупателем в случае необходимости контролировать лишь некоторые узлы предприятия, без контроля сетевых атак.

1.5 Необходимость в обеих системах обнаружения атак сетевого и системного уровней

Оба решения: IDS и сетевого, и системного уровней имеют свои достоинства и преимущества, которые эффективно дополняют друг друга. Следующее поколение IDS, таким образом, должно включать в себя интегрированные системные и сетевые компоненты. Комбинирование этих двух технологий значительно улучшит сопротивление сети к атакам и злоупотреблениям, позволит ужесточить политику безопасности и внести большую гибкость в процесс эксплуатации сетевых ресурсов.Рисунок, представленный ниже, иллюстрирует то, как взаимодействуют методы обнаружения атак на системном и сетевом уровнях при создании более эффективной системы сетевой защиты. Одни события обнаруживаются только при помощи сетевых систем. Другие - только с помощью системных. Некоторые требуют применения обоих типов обнаружения атак для надежного обнаружения.

Рис.1. Взаимодействие метотодов обнаружения атак на системном и сетевом уровнях

1.6 Список требования к системам обнаружения атак следующего поколения

Характеристики для систем обнаружения атак следующего поколения:

Возможности обнаружения атак на системном и сетевом уровне, интегрированные в единую систему.

Совместно используемая консоль управления с непротиворечивым интерфейсом для конфигурации продукта, политики управления и отображения отдельных событий, как с системных, так и с сетевых компонентов системы обнаружения атак.

Интегрированная база данных событий.

Интегрированная система генерации отчетов.

Возможности осуществления корреляции событий.

Интегрированная он-лайновая помощь для реагирования на инциденты.

Унифицированные и непротиворечивые процедуры инсталляции.

Добавление возможности контроля за собственными событиями.

В четвертом квартале 1998 года вышла RealSecureT версии 3.0, которая отвечает всем этим требованиям.

Модуль слежения RealSecure - обнаруживает атаки на сетевом уровне в сетях Ethernet, Fast Ethernet, FDDI и Token Ring.

Агент RealSecure - обнаруживает атаки на серверах и других системных устройствах.

Менеджер RealSecure - консоль управления, которая обеспечивает конфигурацию модулей слежения и агентов RealSecure и объединяет анализ сетевого трафика и системных журналов регистрации в реальном масштабе времени. Лукацкий А.В. Системы обнаружения атак//Банковские технологии. 1999. № 2.

1.7 Атаками весь мир полнится

Для защиты от разного рода атак можно применить две стратегии. Первая заключается в приобретении самых расхваливаемых (хотя не всегда самых лучших) систем защиты от всех возможных видов атак. Этот способ очень прост, но требует огромных денежных вложений. Ни один домашний пользователь или даже руководитель организации не пойдет на это. Поэтому обычно используется вторая стратегия, заключающаяся в предварительном анализе вероятных угроз и последующем выборе средств защиты от них.

Анализ угроз, или анализ риска, также может осуществляться двумя путями. Сложный, однако более эффективный способ заключается в том, что прежде, чем выбирать наиболее вероятные угрозы, осуществляется анализ информационный системы, обрабатываемой в ней информации, используемого программно-аппаратного обеспечения и т.д. Это позволит существенно сузить спектр потенциальных атак и тем самым повысить эффективность вложения денег в приобретаемые средства защиты. Однако такой анализ требует времени, средств и, что самое главное, высокой квалификации специалистов, проводящих инвентаризацию анализируемой сети. Немногие компании, не говоря уже о домашних пользователях, могут позволить себе пойти таким путем. Что же делать? Можно сделать выбор средств защиты на основе так называемых стандартных угроз, то есть тех, которые распространены больше всего. Несмотря на то что некоторые присущие защищаемой системе угрозы могут остаться без внимания, большая часть из них все же попадет в очерченные рамки. Какие же виды угроз и атак являются самыми распространенными? Ответу на этот вопрос и посвящена данная статья. Чтобы приводимые данные были более точны, я буду использовать статистику, полученную из различных источников.

Цифры, цифры, цифры…

Кто же чаще всего совершает компьютерные преступления и реализует различные атаки? Какие угрозы самые распространенные? Приведу данные, полученные самым авторитетным в этой области источником -- Институтом компьютерной безопасности (CSI) и группой компьютерных нападений отделения ФБР в Сан-Франциско. Эти данные были опубликованы в марте 2000 года в ежегодном отчете «2000 CSI/FBI Computer Crime and Security Survey». Согласно этим данным:

90% респондентов (крупные корпорации и государственные организации) зафиксировали различные атаки на свои информационные ресурсы;

70% респондентов зафиксировали серьезные нарушения политики безопасности, например вирусы, атаки типа «отказ в обслуживании», злоупотребления со стороны сотрудников и т.д.;

74% респондентов понесли немалые финансовые потери вследствие этих нарушений.

За последние несколько лет также возрос объем потерь вследствие нарушений политики безопасности. Если в 1997 году сумма потерь равнялась 100 млн. долл., в 1999-м 124 млн., то в 2000-м эта цифра возросла до 266 млн. долл.. Размер потерь от атак типа «отказ в обслуживании» достиг 8,2 млн. долл. К другим интересным данным можно отнести источники атак, типы распространенных атак и размеры потерь от них .

Другой авторитетный источник -- координационный центр CERT -- также подтверждает эти данные. Кроме того, согласно собранным им данным, рост числа инцидентов, связанных с безопасностью, совпадает с распространением Internet.

Интерес к электронной коммерции будет способствовать усилению этого роста в последующие годы. Отмечена и другая тенденция. В 80-е -- начале 90-х годов внешние злоумышленники атаковали узлы Internet из любопытства или для демонстрации своей квалификации. Сейчас атаки чаще всего преследуют финансовые или политические цели. Как утверждают многие аналитики, число успешных проникновений в информационные системы только в 1999 году возросло вдвое по сравнению с предыдущим годом (с 12 до 23%). И в 2000-м, и 2001-м годах эта тенденция сохраняется.

В данной области существует и российская статистика. И хотя она неполная и, по мнению многих специалистов, представляет собой лишь верхушку айсберга, я все же приведу эти цифры. За 2000 год, согласно данным МВД, было зарегистрировано 1375 компьютерных преступлений. По сравнению с 1999 годом эта цифра выросла более чем в 1,6 раза. Данные управления по борьбе с преступлениями в сфере высоких технологий МВД РФ (Управление «Р») показывают, что больше всего преступлений -- 584 от общего количества -- относится к неправомерному доступу к компьютерной информации; 258 случаев -- это причинение имущественного ущерба с использованием компьютерных средств; 172 преступления связано с созданием и распространением различных вирусов, а вернее, «вредоносных программ для ЭВМ»; 101 преступление -- из серии «незаконное производство или приобретение с целью сбыта технических средств для незаконного получения информации», 210 -- мошенничество с применением компьютерных и телекоммуникационных сетей; 44 -- нарушение правил эксплуатации ЭВМ и их сетей. КомпьютерПресс 10'2001