Защита от хакеров корпоративных сетей

7. Закон № 7: Безопасность зашифрованных данных определяется безопасностью ключа их расшифровки.

8. Закон № 8: Устаревший сканер вирусов ненамного лучше никакого.

9. Закон № 9: Абсолютная анонимность практически недостижима ни в реальной жизни, ни в Web-пространстве.

10. Закон № 10: Технология – не панацея.

Полный список (с разъяснениями смысла каждого правила) может быть найден на сайте www.microsoft.com/technet/columns/security/10imlaws.asp (http://www.microsoft.com/technet/columns/security/10imlaws.asp). Этот список приведен для иллюстрации подхода к теме с точки зрения администратора безопасности. По большей части читатель найдет, что приведенные законы – обратная сторона исследуемых авторами законов безопасности.

Перед применением законов для обнаружения потенциальных проблем следует сформулировать их рабочее определение. В следующих разделах рассмотрены законы безопасности и их значение для обеспечения безопасности вычислительных сетей и систем.

Закон 1. Невозможно обеспечить безопасность клиентской части

В первом законе безопасности следует определить пару понятий. Что именно имеется в виду, когда говорят о клиентской части (client-side)? Рассматривая сетевое (клиент-серверное) окружение, авторы определили бы клиента как приложение, которое инициирует запрос на обслуживание или соединение, а сервер – как приложение, которое или ожидает запрос на обслуживание и установление связи, или способно выполнять эти запросы. Термин «клиентская часть» применительно к вычислительным сетям используется для обозначения компьютера, за которым работает пользователь и при помощи которого пользователь (или злоумышленник) получает контроль над системой. В сформулированном законе отличие в использовании термина «клиентская часть» заключается в том, что он применяется без связи с какой-либо сетью или сервером, то есть авторы говорят о безопасности клиентской части даже в случае одного компьютера с частью программного обеспечения на дискете. Главное состоит в том, что подчеркивается мысль о возможности получения контроля пользователей (или злоумышленников) над собственными компьютерами и их способности сделать с ними все, что они захотят.

После определения термина клиентской части выясним, что понимается под ее безопасностью. Безопасность клиентской части – это некоторый механизм безопасности, работающий исключительно у клиента. В одних случаях его реализация допускает привлечение сервера, как в традиционной архитектуре клиент-сервер. В других – это может быть частью программного обеспечения, которое выполняется на компьютере клиента в интересах предотвращения действий пользователя, нежелательных с точки зрения безопасности.

Основная проблема безопасности клиентской части состоит в том, что человек, физически сидящий за клиентским компьютером, имеет абсолютный контроль над ним. Закон № 3 Скотта Кулпа (Scott Culp) иллюстрирует это более упрощенным способом: Если у злоумышленника неограниченный физический доступ к вашему компьютеру, то компьютер уже не ваш. Для полного понимания тонких моментов этого вопроса требуются дополнительные разъяснения. Вы не сможете разработать механизм безопасности клиентской части, который пользователи не смогли бы, если они этого захотят, преодолеть. В лучшем случае вы сможете усложнить им эту задачу. Проблема состоит в том, что поскольку большинство программного обеспечения и аппаратных средств ЭВМ – результат массового производства, то один профессионал, разгадавший, как обойти механизм безопасности, может, вообще говоря, рассказать кому-либо об этом или часто пользоваться результатами своего решения. Посмотрите на пакет программ, в котором предусмотрено ограничение его использования тем или иным способом. Какие инструменты нападающий имеет в его или ее распоряжении? Он или она могут использовать отладчики, дизассемблеры, редакторы шестнадцатеричного кода, модификацию операционной системы и системы мониторинга, не говоря уже о неограниченных копиях программного обеспечения.

А если программное обеспечение обнаружит, что оно было модифицировано? Тогда удалите часть кода, которая обнаруживает модификацию. Что, если программное обеспечение скрывает информацию где-нибудь в компьютере? Контролирующие механизмы немедленно найдут это изменение. Имеется ли защита аппаратных средств ЭВМ от преступного использования? Нет. Если нарушитель может потратить неограниченное время и ресурсы, атакуя аппаратные средства вашего компьютера, то любое средство защиты в конечном счете признает себя побежденным. Это особенно справедливо для аппаратуры массового производства. Поэтому в общем случае следует полагать, что безопасность клиентской части невозможно обеспечить.

Примечание

Этот закон используется в главах 5 и 14.

Закон 2. Нельзя организовать надежный обмен ключами шифрования без совместно используемой порции информации

Для человека, знакомого с криптографией, этот закон может показаться очевидным. Тем не менее закон является уникальным вызовом защите данных и процедур обмена информацией. Основная проблема обмена зашифрованными данными заключается в надежности ключей сеансов обмена. Обмен ключами между клиентом и сервером обязателен и происходит до обмена данными (для дополнительной информации см. главу 6).

Для иллюстрации этого давайте рассмотрим процесс установления зашифрованной связи через Интернет. Пусть как на вашем компьютере, как и на компьютере, с которым вы, как предполагается, соединяетесь, установлена ныне модная программа CryptoX. Вы вводите известный вам IP-адрес другого компьютера и ударяете на клавишу Connect (установить соединение). Программное обеспечение сообщает вам об установке соединения и обмене ключами. Теперь вам доступна надежная связь с 1024-битным шифрованием. Следует ли вам верить этому? Да, следует. Ведь за простым интерфейсом работы этой программы скрывается сложная криптоинфраструктура, обеспечивающая описанный процесс соединения (позднее в этой главе будет объяснено, что это означает). К сожалению, похитить IP-связь не только не невозможно, но даже не слишком трудно (см. главу 11).

Проблема состоит в том, как узнать, с каким компьютером вы обменялись ключами. Вы могли установить соединение именно с тем компьютером, с которым вы и хотели осуществить обмен, так и со злоумышленником, ожидающим ваших действий по установке соединения, для того чтобы попытаться подменить IP-адрес компьютера, с которым вы соединяетесь, на свой. Единственный способ удостовериться в факте соединения с требуемым компьютером состоит в наличии на обоих компьютерах порции информации, которая позволила бы удостовериться в идентичности друг друга. Как это осуществить? Сразу приходит на ум пара методов. Во-первых, можно воспользоваться открытыми ключами, распространяемыми сертификационными центрами в Интернете. Во-вторых, можно использовать разделяемый секретный ключ или средства аутентификации протокола защищенных сокетов SSL, гарантирующего безопасную передачу данных по сети в результате комбинирования криптографической системы с открытым ключом и блочного шифрования данных. Конечно, все перечисленное является разделяемыми порциями информации, необходимой для проверки отправителя информации.

Отсюда следует необходимость решения задачи управления ключами, поэтому исследуем некоторые аспекты этого процесса, ответив на следующие вопросы. Как переслать ключи туда, где они необходимы? Защищен ли маршрут распространения ключей от злоумышленника, готового к атаке типа «злоумышленник посередине» (man-in-the-middle – MITM)? Какие затраты ресурсов необходимы и насколько оправдано их использование по отношению к ценности защищаемой информации? Участвует ли доверенное лицо в обмене ключей? Может ли оно быть атаковано? Какие методы используются для обмена ключей и насколько они уязвимы?

Давайте рассмотрим некоторые способы распределения и обмена ключами. После обмена ключами шифрования нужна дополнительная информация, чтобы удостовериться в том, что обмен состоялся именно с тем, с кем нужно, и ключи не стали добычей злоумышленника в результате его успешной атаки типа MITM. Доказать это трудно потому, что доказательство сводится к рассмотрению всевозможных протоколов обмена ключами, которые когда-либо могли быть изобретены, и поиску уязвимости каждого из них к атакам типа MITM.

Как и в случае большинства нападений, может быть, разумнее всего положиться на то, что люди, как правило, не следуют хорошим советам по обеспечению безопасности, или на то, что результат шифрования обычно менее криптостоек, чем примененный алгоритм шифрования.

Давайте проанализируем часть документации, посвященной обмену общедоступными ключами, для того чтобы получить представление о реализации одного из способов их обмена. Подробнее познакомиться с документацией можно в Интернете: www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/software/ios113ed/113ed_cr/secur_c/scprt4/scencryp.htm#xtocid211509 (http://www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/software/ios113ed/113ed_cr/secur_c/scprt4/scencryp.htm#xtocid211509).

Это – документ компании Cisco Systems, Inc., который описывает, помимо всего прочего, как обмениваться ключами стандарта цифровой подписи DSS. DSS – стандарт открытых/секретных ключей (public/private key standard), который Cisco использует для аутентификации одноранговых маршрутизаторов. Шифрование с использованием открытых/секретных ключей обычно считается слишком медленным для шифрования в реальном масштабе времени, поэтому для обмена информацией применяются симметричные сеансовые криптографические ключи (типа ключей DES или 3DES алгоритмов). DES – американский правительственный стандарт алгоритма шифрования, принятый в 70-х годах. 3DES – улучшенная версия алгоритма DES, связывающая вместе три отдельных выполнения алгоритма DES для двукратного или трехкратного, в зависимости от реализации, повышения криптостойкости алгоритма. Для успешной работы по описываемой схеме у каждого маршрутизатора должен быть правильный открытый ключ другого маршрутизатора. Если в случае атаки типа MITM злоумышленнику удастся обмануть каждый маршрутизатор, подсунув свой ключ вместо открытого ключа другого маршрутизатора, то сначала он сможет узнать все ключи сессии, а затем контролировать любой трафик сети.

Cisco признает это и идет дальше, заявляя, что вы «должны устно проверить» открытые ключи. В документации описан сценарий, по которому два администратора маршрутизатора, имея безопасную связь с маршрутизатором (возможно, при помощи терминала, физически подключенного к консоли), связываются друг с другом по телефону. Во время обмена ключей они должны сообщить друг другу по телефону полученный ключ. Безопасность этого сценария основывается на предположении, что, во-первых, эти два администратора узнают голос друг друга, а во-вторых, трудно фальсифицировать чей-либо голос.

Если администраторы хорошо знают друг друга и каждый из них сможет получить ответы на свои вопросы, если они оба зарегистрированы на консоли маршрутизаторов и маршрутизаторы не скомпрометированы, если нет ошибок в алгоритме шифрования, то эта процедура безопасна.

Никто не собирается учить вас подражанию чьему-либо голосу или как захватывать коммутаторы телефонных компаний для неправильного соединения незнакомых друг с другом администраторов. В первую очередь критически разберем предположение о достижении безопасности при использовании двух администраторов и рассмотренного механизма безопасности.

Есть подозрение, что вопреки документации компании Cisco большинство обменов ключами между маршрутизаторами этой компании осуществляются одним администратором с использованием двух Telnet-окон. Если дело обстоит именно так и если злоумышленник в состоянии сыграть роль «нарушителя посередине» и похитить Telnet-окна и ключевой обмен, то он сможет взломать зашифрованную передачу данных.

Сформулируем выводы. Безопасность сети не может быть обеспечена в большей степени, чем безопасность наиболее уязвимого соединения. Если в нашем примере маршрутизатор может быть взломан и похищены секретные ключи, то не нужно никаких атак типа MITM. Кажется, в настоящее время компания Cisco уделяет большое внимание совершенствованию защиты секретных ключей. Их не могут просматривать даже уполномоченные администраторы. Однако ключи хранятся в памяти. Тот, кто захочет вскрыть маршрутизатор и воспользоваться той или иной разновидностью циклического опроса, сможет легко восстановить секретный ключ. К тому же до последнего времени в IOS Cisco не было проведено открытого изучения вопросов переполнения буфера и т. п. Авторы уверены, что когда-нибудь это произойдет, поскольку ряд известных нападений убедительно свидетельствует о возможности переполнения буфера.

Другой способ реализации обмена заключается в использовании протокола SSL вашим браузером. При нормальном режиме обмена информацией, если от вас не запросили никакой информации, криптозащита должна быть отключена. Как в этом случае работает протокол SSL? Когда вы посещаете защищенную Wed-страницу, то от вас не требуется никаких действий по обеспечению безопасности. Подразумевает ли это, что SSL – жульничество? Нет, некоторая часть информации действительно используется совместно. Прежде всего это открытый ключ основного сертификата полномочий. Всякий раз, когда вы загружаете программное обеспечение браузера, оно активизирует встроенные в программу сертификаты. Эти сертификаты содержат необходимую информацию для обеспечения безопасности. Да, сохраняется вероятность атаки типа MITM во время загрузки файла. Если кто-то подпортил файл во время его нахождения на сервере, с которого файл был загружен, или во время загрузки по пути к вашему компьютеру, то теоретически весь ваш трафик по протоколу SSL может быть скомпрометирован.

SSL особенно интересен, так как это один из лучших работающих образцов массового рынка средств обеспечения защиты, поскольку он управляет ключами и т. д. Конечно, протокол не без недостатков. Если вам интересны технические детали работы SSL, посетите сайт: www.rsasecurity.com/standards/SSL/index.html (http://www.rsasecurity.com/standards/SSL/index.html).

Примечание

Этот закон используется в главе 6.

Закон 3. От кода злоумышленника нельзя защититься на 100 %

В течение последних лет зафиксировано увеличивающееся число атак, которые использовали слабые места в операционных системах и прикладном программном обеспечении для получения доступа к системам пользователя. Недавно мы стали свидетелями широкомасштабных разрушений сервисов и потери данных в результате быстрой модификации ряда программ и их повторной загрузки в Интернет. Почему это произошло? Потому, что нельзя на 100 % защититься от разрушительного кода, когда он изменяется так быстро, как теперь. Авторы рассмотрят некоторые примеры на эту тему в следующем разделе и обсудят в качестве примера способ защиты против вирусов.

Если, подобно большинству людей, вы работаете с Windows-подобной операционной системой, то вы запускаете антивирусные программы. Возможно, вы даже прилежно обновляете ваши средства обнаружения вирусов современными копиями. Вы полностью защищены от вирусов? Конечно, нет.

Давайте посмотрим, какими бывают вирусы и Троянские кони (программы, которые выдают себя за другие программы с целью получения информации) и как они попадают на ваш компьютер. Вирусы и Троянские кони – просто программы, каждая из которых имеет специфическую характеристику. Вирусы размножаются, и им нужны другие программы, к которым они присоединяются. Троянские кони выдают себя не за то, чем они на самом деле являются. В основном это программы, которые программист разработал для выполнения чего-то такого, чего бы вы вообще никогда не допустили, если бы знали про это. Эти программы обычно попадают на ваш компьютер обманным путем. Они скрывают свое истинное предназначение, присоединяясь к нужным вам программам или, находясь на носителях информации, которыми вы пользуетесь, не зная об их инфицировании. Они могут попасть к вам и в результате действий удаленного злоумышленника, вскрывшего вашу систему безопасности.

Как работает антивирусное программное обеспечение? Перед выполнением программы антивирусные средства сканируют ее код или носитель информации для определения «вредных штучек», которые обычно состоят из вирусов, Троянских коней и даже потенциального инструментария хакера. Тем не менее имейте в виду, что только разработчик вашего антивирусного программного обеспечения определяет, что именно проверяется. Это справедливо при условии, что у вас нет ни времени, ни инструментария для формирования собственных файлов сигнатур. Файлы сигнатур – основа большинства антивирусных программ. Они обычно состоят, как хочется верить, из уникальных для отдельного вируса или Троянского коня порций двоичных данных. Поэтому если на ваш компьютер попадает не зафиксированный в базе данных вирус, то ваше антивирусное программное обеспечение вам помочь не сможет.

Почему процесс обезвреживания новых вирусов такой медленный? Чтобы сформировать файл сигнатур, разработчик антивирусного программного обеспечения должен получить копию вируса или Троянского коня, проанализировать ее, сформировать уникальную для нового вируса сигнатуру, модернизировать файл сигнатур (а иногда еще и антивирусную программу) и опубликовать обновления – скорректированную версию программного обеспечения. После этого конечный пользователь должен установить и применить обновленную программу. Вы можете себе представить, насколько большими могут оказаться задержки времени от момента получения информации о новом вирусе до его обезвреживания. И все это время пользователи уязвимы.

Из-за контролирующих действий антивирусного программного обеспечения вы не сможете вслепую запустить на выполнение какую-либо программу или просто так загрузить любое приложение. Не так давно на антивирусное программное обеспечение обычно можно было положиться из-за медленной скорости размножения вирусов по вине людей, переносящих их на дискетах, или при помощи зараженных общих программ. Сейчас, в связи с ростом числа подключенных к Интернету компьютеров, возможность соединения компьютеров между собой стала очень привлекательным транспортным средством для вирусов. Они распространяются через Web-страницы, электронную почту и загрузку приложений по каналам связи. Сейчас намного больше шансов увидеть новый вирус прежде, чем производитель вашего антивирусного программного обеспечения опубликует обновления. И не забудьте, что сделанный на заказ вирус или Троянский конь может быть написан специально для инфицирования вашего компьютера в любое время. При этих обстоятельствах ваше антивирусное программное обеспечение никогда не спасет вас.

Поскольку целая глава этой книги посвящена вирусам и Троянским коням, то авторы опустят многие детали написания вирусов или обмана людей посредством Троянского коня во время его выполнения. Будет лучше, если авторы приведут их любимый пример на тему вирусов. В апреле 2000 года пользователи Интернета впервые познакомились с вирусом «I love you». Это был еще один представитель вирусных червей (программ, самостоятельно распространяющих свои копии по сети). Вирус «I love you» выполнялся совместно с программой электронной почты Microsoft Outlook. Он обладал гораздо большим разрушительным эффектом в результате рассылки самого себя всем адресатам адресной книги, а не первым пятидесяти, как более ранний вирус «Мелисса». Но, несмотря на усилия разработчиков антивирусного программного обеспечения и других специалистов по сдерживанию вируса, он быстро распространялся и порождал множество имитаторов вирусов за короткий промежуток времени после своего возникновения. Почему его не смогли остановить быстрее? В случае ряда моих клиентов – из-за слишком большого числа служащих, которые не смогли сопротивляться желанию узнать, кто их так сильно любит! Ограничение распространения вирусов не всегда входит в компетенцию вашей безопасности или программного обеспечения, следящего за безопасностью вашего компьютера.

От Троянских коней и вирусов фактически можно было бы полностью защититься, если бы пользователи изменили свое поведение. Хотя после этого они, вероятно, не смогли бы многого от своего компьютера. Пользователи были бы вынуждены установить только то программное обеспечение, которое было получено непосредственно от доверенного производителя. (Однако было несколько случаев коммерческой продажи программ с вирусами на носителях информации.) Вероятно, пользователи должны были бы воздержаться от применения сети и никогда не обмениваться информацией с кем-либо еще. И конечно, должна быть обеспечена физическая безопасность компьютера.

Примечание

Этот закон используется в главе 15.

Закон 4. Всегда может быть создана новая сигнатура кода, которая не будет восприниматься как угроза

Этот закон сравнительно нов в обсуждении вопросов безопасности, но за последний год он стал очень популярен. Это новая реальность, поскольку теперь у злоумышленников появилась возможность изменять существующие вирусы, Троянские кони и удаленно управляемые приложения почти одновременно с моментом выпуска их на волю. Это приводит к необходимости обсуждать новые проблемы. Если продолжить обсуждение на примере антивирусной защиты, то можно обнаружить, что даже незначительное изменение в коде вируса дает ему шанс стать невидимым для антивирусного программного обеспечения. Эти проблемы ранее доставляли гораздо меньше беспокойства. Несомненно, кто-то должен был заразиться вирусом первым, после чего их системы переставали работать, но были большие шансы, что это случится не с вами. К тому времени, когда вас заражал тот же вирус, производители ваших антивирусных программ имели нужную копию, и вы обновляли свои файлы.

Теперь это не так. Ряд новейших вирусов размножается намного быстрее. Многие из них используют электронную почту для рассылки себя среди пользователей. Некоторые даже маскируются под вас и используют грубую форму социотехники для обмана ваших друзей и проникновения в их компьютеры. В этом году многие стали свидетелями подобного происшествия, наблюдая за различными версиями вируса «Code Red», который распространился по всему миру. Если вспомните, первоначальная версия имела возможность запуска по времени и дате с запрограммированным нападением на Web-сайт американского правительства. В ряде различных модификаций вируса его поведение было успешно изменено, что привело к быстрому увеличению числа атак и потребовало дополнительного времени для их отражения. Почему это оказалось настолько эффективным? Потому что возможности для модификации кода вируса бесконечны и для этого существуют многочисленные методы. Например, можно модифицировать первоначальный код, чтобы создать новую сигнатуру кода, сжать файл, зашифровать файл, защитив его паролем или иначе изменить, для того чтобы избежать обнаружения кода вируса. В результате будет получена новая сигнатура кода, которая еще не будет признана вирусными сканерами, межсетевыми экранами и системами обнаружения вторжения как угроза, что позволит модифицированному вирусу беспрепятственно их преодолевать.

Примечание

Этот закон используется в главах 15 и 16.

Инструментарий

Хотите проверить межсетевой экран?

Есть невероятное число свободно распространяемых инструментальных программных средств, доступных вам для проверки собственной уязвимости. Конечно, основные средства включают в себя основные команды протокола TCP/IP, встроенные в протокол: ping, tracert, pathping, Telnet и nslookup помогут быстро оценить уязвимость вашей системы. Наряду с ними у авторов есть пара любимых инструментальных средств, позволяющих быстро исследовать и проверить информацию о различных IP-адресах: