Сравнительный анализ систем обнаружения атак или вторжений. (Описание системы.)

Содержание:

1.1. Описание системы.

-Системы обнаружения вторжений используются для обнаружения некоторых типов вредоносной активности, которое может нарушить безопасность компьютерной системы. К такой активности относятся сетевые атаки против уязвимых сервисов, атаки, направленные на повышение привилегий, неавторизованный доступ к важным файлам, а также действия вредоносного программного обеспечения.

-Система обнаружения вторжений (СОВ) - программное или аппаратное средство, предназначенное для выявления фактов неавторизованного доступа в компьютерную систему или сеть либо несанкционированного управления ими в основном через Интернет. Соответствующий английский термин - Intrusion Detection System (IDS). Системы обнаружения вторжений обеспечивают дополнительный уровень защиты компьютерных систем.

Обычно архитектура СОВ включает:

- сенсорную подсистему, предназначенную для сбора событий, связанных с безопасностью защищаемой системы,

- подсистему анализа, предназначенную для выявления атак и подозрительных действий на основе данных сенсоров,

- хранилище, обеспечивающее накопление первичных событий и результатов анализа,

- консоль управления, позволяющая конфигурировать СОВ, наблюдать за состоянием защищаемой системы и СОВ, просматривать выявленные подсистемой анализа инциденты.

Существует несколько способов классифицировать СОВ в зависимости от типа и расположения сенсоров, а также методов, используемых подсистемой анализа для выявления подозрительной активности. Во многих простых СОВ все компоненты реализованы в виде одного модуля или устройства.

2) содержание.

2.1. Виды систем Обнаружения Вторжений.

В сетевой СОВ, сенсоры расположены на важных для наблюдения точках сети, часто в демилитаризованной зоне, или на границе сети. Сенсор перехватывает весь сетевой трафик и анализирует содержимое каждого пакета на наличие вредоносных компонентов. Протокольные СОВ используются для отслеживания трафика, нарушающего правила определенных протоколов либо синтаксис языка (например, SQL). В хостовых СОВ сенсор обычно является программным агентом, который ведет наблюдение за активностью хоста, на который установлен. Также существуют гибридные версии перечисленных видов СОВ.

Сетевая СОВ (Network- based IDS, NIDS) отслеживает вторжения, проверяя сетевой трафик и ведет наблюдение за несколькими хостами. Сетевая система обнаружения вторжений получает доступ к сетевому трафику, подключаясь к хабу или свитчу, настроенному на зеркалирование портов, либо сетевое TAP устройство. Примером сетевой СОВ является Snort.

Основанное на протоколе СОВ (Protocol -based IDS, PIDS) представляет собой систему (либо агента), которая отслеживает и анализирует коммуникационные протоколы со связанными системами или пользователями. Для веб- сервера подобная СОВ обычно ведет наблюдение за HTTP и HTTPS протоколами. При использовании HTTPS СОВ должна располагаться на таком интерфейсе, чтобы просматривать HTTPS пакеты еще до их шифрования и отправки в сеть.

Основанная на прикладных протоколах СОВ (Application Protocol-based IDS, APIDS) - это система (или агент), которая ведет наблюдение и анализ данных, передаваемых с использованием специфичных для определенных приложений протоколов. Например, на веб- сервере с SQL базой данных СОВ будет отслеживать содержимое SQL команд, передаваемых на сервер.

Хостовая СОВ (Host-based IDS, HIDS) - система (или агент), расположенная на хосте, отслеживающая вторжения, используя анализ системных выховов, логов приложений, модификаций файлов (исполняемых, файлов паролей, системных баз данных), состояния хоста и прочих источников. Примером является OSSEC.

Гибридная СОВ совмещает два и более подходов к разработке СОВ. Данные от агентов на хостах комбинируются с сетевой информацией для создания наиболее полного представления о безопасности сети. В качестве примера гибридной СОВ можно привести Prelude.

2.2. Пассивные и активные системы Обнаружения Вторжений:

В пассивной СОВ при обнаружении нарушения безопасности, информация о нарушении записывается в лог приложения, а также сигналы опасности отправляются на консоль и/или администратору системы по определенному каналу связи. В активной системе, также известной как система Предотвращения Вторжений (IPS - Intrusion Prevention system), СОВ ведет ответные действия на нарушение, сбрасывая соединение или перенастраивая межсетевой экран для блокирования трафика от злоумышленника. Ответные действия могут проводиться автоматически либо по команде оператора.

Хотя и СОВ и межсетевой экран относятся к средствам обеспечения информационной безопасности, межсетевой экран отличается тем, что ограничивает поступление на хост или подсеть определенных видов трафика для предотвращения вторжений и не отслеживает вторжения, происходящие внутри сети. СОВ, напротив, пропускает трафик, анализируя его и сигнализируя при обнаружении подозрительной активности. Обнаружение нарушения безопасности проводится обычно с использованием эвристических правил и анализа сигнатур известных компьютерных атак.

2.3. Типы IDS. Системы обнаружения атак.

- Т.е. 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?

-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 anomalus 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.

2.4. Работа современных IDS и различные виды атак.

-Общая схема функционирования IDS приведена на рис. 1. 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.

-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.

- Первый способ - 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.

- 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.

-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. -Системы IDS используются для выявления не только внешних, но и внутренних нарушителей.

3) заключение, выводы.

3.1. История разработок СОВ.

-Первая концепция СОВ появилась благодаря Джеймсу Андерсону и статье. В 1984 Фред Коэн (см. Обнаружение вторжений) сделал заявление о том, что каждое вторжение обнаружить невозможно и ресурсы, необходимые для обнаружения вторжений, будут расти вместе с степенью использования компьютерных технологий.

Дороти Деннинг, при содействии Питера Неймана, опубликовали модель СОВ в 1986, сформировавшую основу для большинства современных систем. Ее модель использовала статистические методы для обнаружения вторжений и называлась IDES (Intrusion detection expert system - экспертная система обнаружения вторжений). Система работала на рабочих станциях Sun и проверяла как сетевой трафик, так и данные пользовательских приложений.

-IDES использовала два подхода к обнаружению вторжений: в ней использовалась экспертная система для определения известных видов вторжений и компонент обнаружения, основанный на статистических методах и профилях пользователей и систем охраняемой сети. Тереза Лунт предложила использовать искусственную нейронную сеть как третий компонент для повышения эффективности обнаружения. Вслед за IDES в 1993 вышла NIDES (Next -generation Intrusion Detection expert system - экспертная система обнаружения вторжений нового поколения).

-MIDAS (Multics Intrusion detection and alerting system), экспертная система, использующая P-BEST и LISP, была разработана в 1988 году на основе работы Деннинга и Неймана. В этом же году была разработана система Haystack, основанная на статистических методах.

-W&S (Wisdom & Sense - мудрость и чувство), основанный на статистических методах детектор аномалий, был разработан в 1989 году в Национальной Лаборатории Лос Аламоса. W&S создавал правила на основе статистического анализа и затем использовал эти правила для обнаружения аномалий.

-В 1990, в TIM (Time-based inductive machine) было реализовано обнаружение аномалий с использованием индуктивного обучения на основе последовательных паттернов пользователя на языке Common LISP. Программа была разработана для VAX 3500. Примерно в то же время был разработан NSM (Network Security Monitor - монитор сетевой безопасности), сравнивающий матрицы доступа для обнаружения аномалий на рабочих станциях Sun-3/50. В том же 1990 году был разработан ISOA (Information Security Officer's Assistant), содержащий в себе множество стратегий обнаружения, включая статистику, проверку профиля и экспертную систему. Computer Watch, разработанный в AT&T Bell Labs, использовал статистические методы и правила для проверки данных и обнаружения вторжений.

Далее, в 1991, разработчики Университета Калифорнии разработали прототип распределенной системы DIDS (Distributed Intrusion detection system), которая также являлась экспертной системой. Также в 1991 сотрудниками Национальной Лаборатории Встроенных Вычислительных Сетей (ICN) была разработана система NADIR (Network anomaly detection and intrusion reporter). На создание этой системы оказало большое влияние работа Деннинга и Люнт. NADIR использовала основанный на статистике детектор аномалий и экспертную систему.

В 1998 году Национальная Лаборатория Лоуренса Беркли представила Bro, использующий собственный язык правил для анализа данных libcap. NFR (Network Flight Recorder), разработанный в 1999, также работал на основе libcap. В ноябре 1998 был разработан APE, снифер пакетов, тоже использующий libpcap. Спустя месяц APE был переименован в Snort.

В 2001 году была разработана система ADAM IDS (Audit data analysis and mining IDS). Система использовала данные tcpdump для создания правил.

Свободно распространяемые СОВ:

-Snort NIDS;

-Endian Firewall;

-Untangle;

-Bro NIDS;

-Prelude Hybrid IDS;

-OSSEC HIDS.

Список используемой литературы:

1.https://vuzlit.ru/997678/analiz_sistem_obnaruzheniya_vtorzheniy

2. https://www.bytemag.ru/articles/detail.php?ID=6608