Zarządzanie bezpieczeństwem i poziomem usług systemów informatycznych Cz. 2

Transkrypt

1 Zarządzanie bezpieczeństwem i poziomem usług systemów informatycznych Cz. 2 Szymon Sokół <Szymon.Sokol@agh.edu.pl>

2 Klasyfikacja zagrożeń Rodzaje zagrożeń: Utrata funkcjonalności systemu (Denial of Service) Utrata (zniszczenie) danych Utrata integralności (nieautoryzowana modyfikacja) danych Utrata poufności (wyciek) danych Źródła zagrożeń: klęski żywiołowe, kradzież, sabotaż awarie sprzętu błędy oprogramowania błędy personelu infekcje wirusami włamywacze komputerowi inne - niesklasyfikowane

3 Kompleksowość Nie ma zabezpieczeń skutecznych w 100% Asymetria: atakującemu wystarczy jedna podatność zabezpieczający musi usunąć wszystkie Zasada spójności pionowej i poziomej ten sam poziom bezpieczeństwa dla wszystkich warstw i komponentów systemu Komplementarność zabezpieczeń: Redundancja chroni przed utratą, ale nie przed wyciekiem danych Szyfrowanie chroni przed wyciekiem, ale nie przed utratą danych

4 Komplementarność Utrata funkcjonalności systemu (Denial of Service) Utrata (zniszczenie) danych Utrata integralności (nieautoryzowana modyfikacja) danych Utrata poufności (wyciek) danych Redundancja Kryptografia

5 Nienaruszalność (integralność) danych Jest to ochrona danych przed ich nieautoryzowanym zmodyfikowaniem. Zagrożenia: celowa lub przypadkowa modyfikacja danych przez nieuprawnione osoby bądź złośliwe oprogramowanie (malware), ale także przez błędy sprzętu lub oprogramowania. Mechanizmy obrony obejmują w szczególności: kontrolę dostępu do danych m.in. mechanizmy list kontroli dostępu (Access Control Lists, ACL); rejestrację operacji na danych (auditing); kontrolę antywirusową; sumy kontrolne (w tym kryptograficzne) i podpis elektroniczny.

6 Redundancja Redundancja na poziomie danych Kopie zapasowe Replikacja baz danych Systemy kontroli wersji Redundancja na poziomie infrastruktury Fault-Tolerant Systems Macierze RAID Urządzenia z redundantnymi komponentami Klastry HA (High Availability) Zapasowe urządzenia (standby, hot standby), łącza, źródła zasilania Zapasowe centra przetwarzania danych Redundancja na poziomie organizacyjnym Nie ma ludzi niezastąpionych Kompletna dokumentacja

7 Redundancja infrastruktury

8 RAID Redundant Array of Inexpensive/Independent Disks RAID nie zastępuje backupu! Typowe warianty RAID: RAID-0 RAID-1 RAID-1+0 (RAID-10) RAID-5 RAID-6 RAID-5+0 (RAID-50) i RAID-6+1 (RAID-60)

9 RAID-0 RAID-0 (striping) nie zapewnia redundancji! całkowita pojemność n*d (gdzie D jest pojemnością jednego dysku) wydajność wyższa niż pojedynczego dysku

10 RAID-1 RAID-1 (n-way mirroring) Odporny na awarię n1 dysków (zwykle n=2) Całkowita pojemność D Odczyt szybszy niż pojedynczego dysku Wariant HD+SSD

11 RAID-5 RAID-5 (striping with distributed parity) Odporny na awarię pojedynczego dysku Całkowita pojemność X*(n-1) Wydajność przy zapisie zwykle niższa niż RAID-1

12 RAID-6 RAID-6 (striping with dual distributed parity) odporny na awarię do dwóch dysków całkowita pojemność X*(n-2) wydajność zbliżona do RAID-5

13 RAID-N+0 RAID-1+0 (RAID-10), RAID-5+0 (RAID-50), RAID-6+0 (RAID-60) RAID-0 zbudowany odpowiednio z RAID1, RAID-5 lub RAID-6 Sposób na zwiększenie pojemności i niezawodności

14 RAID Implementacje: software'owe Linux MD (metadevice), Solaris, OpenSolaris: 0, 1, 5, 6, N+0 MacOS X: 0, 1, 10 MS Windows 7: 0, 1 MS Windows Server, 8.1, 10: 0, 1, 5 hardware'owe kontroler w serwerze kontroler w macierzy firmware'owe (FakeRAID)

15 Kopie zapasowe Kopie zapasowe (kopie awaryjne, backup copy) służą do odtworzenia danych po awarii Ludzie dzielą się na tych, którzy robią backupy i tych, którzy będą robić backupy 2/3 użytkowników Internetu utraciło kiedyś istotne dane Co kopiujemy? nośniki instalacyjne obrazy dysków pliki systemowe i/lub użytkownika bazy danych inne

16 Kopie zapasowe Jak kopiujemy? kopie pełne (full backup) kopie różnicowe (differential) kopie przyrostowe (incremental) Kopie wielopoziomowe (multilevel) obrazy systemu plików (snapshot) Kiedy i jak często? virgin image kopie dzienne / tygodniowe / itd. backup window Jak ograniczamy rozmiar? deduplikacja kompresja

17 Kopie zapasowe Na jaki nośnik? taśmy magnetyczne dyski magnetyczne nośniki optyczne inne nośniki pośrednie (staging) Czas dostępu vs. pojemność Automatyzacja procesu Wiarygodność kopii kompletność odtwarzalność autentyczność

18 Gęstość informacji Nośnik Pojemność (GB) Rozmiary (mm) Gęstość (MB/mm3) CD 0,7 120 x 1,2 0,05 DVD 4,7 120 x 1,2 0,35 Blu-ray x 1,2 11 Archival Disc x 1,2 73 LTO-7 Ultrium x 105,4 x 21,5 26 HD 3, ,6 x 146 x 25,4 26 SSD 2, x 100 x SDXC x 24 x 2,1 341 microsdxc x 11 x

19 Kopie zapasowe Jak chronimy? redundancja kopii off-site backup sposób transferu szyfrowanie Jak długo przechowujemy? częstotliwość vs. czas przechowywania rotacja nośników trwałość nośników kopia awaryjna vs. kopia archiwalna

20 Szyfrowanie zarys historyczny Szyfry przestawieniowe Scytale Transpozycja kolumnowa

21 Szyfrowanie zarys historyczny Szyfry podstawieniowe Szyfr Cezara (z przesunięciem 3): A D, B E, C F, ROT-13 szyfr Cezara z przesunięciem 13 jest inwolucją Alfabet tajny może być różny od jawnego: Tańczące sylwetki Szachownica Polibiusza

22 Szyfrowanie zarys historyczny Szyfry polialfabetyczne jednej literze alfabetu jawnego odpowiada więcej niż jedna litera alfabetu tajnego Szyfr książkowy Szyfr Vigenère'a (Bellaso 1553) Kasiski Enigma Rejewski, Różycki, Zygalski

23 Kryptografia współczesna Zasada Kerckhoffsa system kryptograficzny powinien być bezpieczny nawet wtedy, gdy wszystkie szczegóły jego działania oprócz klucza są znane Szyfry symetryczne (z kluczem tajnym) i asymetryczne (z kluczem prywatnym/ publicznym) Operują na poziomie bitów, a nie znaków Nie są podatne na proste metody kryptoanalityczne Funkcje skrótu kryptograficznego Generatory liczb losowych

24 Kryptografia współczesna Strict Avalanche Criterion (SAC) zmiana jednego bitu na wejściu powoduje zmianę dowolnego bitu na wyjściu z prawdopodobieństwem 50% Ataki: brute force (przez przeszukanie przestrzeni kluczy) kryptoanalityczne (przez znalezienie wad algorytmu)

25 Szyfry symetryczne Szyfry strumieniowe (Vernama) i blokowe W szyfrach strumieniowych tekst jawny jest sumowany z kluczem (keystream) bit po bicie (suma modulo 2) lub bajt po bajcie (suma modulo 256) W szyfrach blokowych tekst jawny jest dzielony na stałej długości bloki szyfrowane indywidualnie - tryb ECB (Electronic Code Book) lub CBC (Cipher Block Chaining) rozróżnienie coraz mniej oczywiste tryby CFB (Cipher Feedback), OFB (Output Feedback) i CTR (Counter) szyfrów blokowych efektywnie są szyframi strumieniowymi

26 Tryb ECB versus CBC

27 Tryb ECB versus CBC

28 Szyfry strumieniowe One-Time Pads (OTP) szyfr z losowym kluczem o długości identycznej z tekstem jawnym jedyny całkowicie niełamalny szyfr symetryczny Klucz pseudolosowy wymaga dobrego generatora o długim okresie trudno przewidywalnego stąd wykorzystanie szyfrów blokowych w odpowiednich trybach RC4 (Ron's Code 4, Rivest Cipher 4, ARCFOUR) szyfr strumieniowy z kluczem pseudolosowym Salsa20, ChaCha20 (Daniel J. Bernstein) A5/1, A5/2 używane w GSM

29 Szyfry blokowe Szyfrowane dane są dzielone na stałej długości bloki Typowa długość bloku 64, 128, 256 bitów Typowa długość klucza 40, 56, 64, 80, 128, 192, 256 bitów Przedstawiciele: DES, 3DES, IDEA, Blowfish, Twofish, RC5, RC6, A5/3, GOST , Serpent, Rijndael/AES

30 Sieć podstawieniowo-przestawieniowa

31 DES Data Encryption Standard (1974) Opracowany w IBM na podstawie szyfru Lucifer Horsta Feistela Od 1976 standard federalny w USA Długość bloku: 64 bity, klucza: 56 bitów Złamany metodą brute force: w 1997, 96 dni z użyciem komputerów w 1998, 9 dni, EFF DES cracker (~250 k$) w 2008, 6 dni, COPACOBANA, Bochum Univ. (<10 k$)

32 Triple DES Triple DES, 3DES (1998) standard federalny od 1999 ciphertext = EK3(DK2(EK1(plaintext))) klucz K = (K1, K2, K3) wariant 168-bitowy: K1, K2 i K3 wzajemnie różne wariant 112-bitowy: K1 = K3 K2 Uważany za bezpieczny do roku 2030

33 AES Advanced Encryption Standard Konkurs na następcę DES zakończony w 2001 kandydaci: CAST-256, CRYPTON, DEAL, DFC, E2, FROG, HPC, LOKI97, MAGENTA, MARS, RC6, Rijndael, SAFER+, Serpent, Twofish ostateczna specyfikacja to Rijndael (1999, Vincent Rijmen i Joan Daemen) ograniczony do bloków 128bitowych i kluczy o długości 128, 192, 256 bitów (AES-128, AES-192, AES-256) standard federalny od 2002 sprzętowo implementowany w nowszych (2011 i później) procesorach Intel/AMD

34 Szyfry asymetryczne Podstawowy problem szyfrów symetrycznych: bezpieczne uzgodnienie klucza Szyfry asymetryczne para kluczy: szyfrowanie klucz jawny (publiczny) deszyfrowanie klucz tajny (prywatny) Nie da się w łatwy sposób odtworzyć klucza prywatnego znając publiczny klucz publiczny można przesyłać otwartym kanałem Pozostaje problem modyfikacji klucza jawnego podczas przekazywania drugiej stronie ( man-inthe-middle attack )

35 Szyfry asymetryczne W praktyce: szyfrujemy wiadomość algorytmem symetrycznym z losowym kluczem jednorazowego użytku (klucz sesyjny); klucz sesyjny zaszyfrowany algorytmem asymetrycznym dołączamy do wiadomości Popularne algorytmy asymetryczne: DH (Whitfield Diffie, Martin Hellman 1976) ElGamal (Taher ElGamal 1985) RSA (Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman 1978) ECC (Elliptic Curve Cryptosystem, ~1985)

36 Algorytm RSA Rivest, Shamir, Adleman (1978; w 2000 wygasł patent) Wykorzystuje fakt, że dla dużych liczb pierwszych p i q znajomość iloczynu p*q nie pozwala na łatwe znalezienie czynników p i q (faktoryzację): p i q - liczby pierwsze; n = p*q losujemy e względnie pierwsze z (p-1)*(q-1) wyliczamy d takie, że d*e mod (p-1)*(q-1) = 1 klucz prywatny: d klucz publiczny: (e, n) szyfrowanie: c = me mod n odszyfrowanie: cd mod n = med mod n = m nie znając p i q nie da się z e i n uzyskać d Długość klucza: liczba bitów p*q

37 Skrót kryptograficzny Funkcja skrótu funkcja przyporządkowująca dowolnemu ciągowi bitów/bajtów ciąg bitów o stałej długości (np. 128 bitów) Nie są bijektywne! Funkcja skrótu kryptograficznego H: jednokierunkowa ustalenie m takiego, że dla danego h H(m)=h (odwrócenie funkcji) powinno być trudne (mieć niewielomianową złożoność obliczeniową) odporna na kolizje również trudne jest znalezienie pary m1, m2 takiej, że H(m1) = H(m2) spełniająca SAC zmiana jednego bitu m zmienia każdy bit H(m) z prawdopodobieństwem 50%

38 Skrót kryptograficzny Są używane m.in. jako sumy kontrolne, do identyfikacji plików i innych obiektów, przy przechowywaniu haseł i do weryfikacji integralności wiadomości Popularne funkcje skrótu kryptograficznego: MD5 (Message Digest 5, Rivest 1992), 128 bitów nie jest już uznawana za bezpieczną SHA-1 (Secure Hash Algorithm 1, NSA 1995), 160 bitów, jw. RIPE-MD160, 160 bitów SHA-2 (NSA 2001): SHA-224, SHA-256, SHA-384, SHA512 WHIRLPOOL (Rijmen & Barreto 2000), 512 bitów SHA-3: standard NIST z 2015, oparty o algorytm Keccak, dowolna długość (w praktyce: jak dla SHA-2)

39 Podpis cyfrowy Jak zapewnić autentyczność (została wysłana przez właściwego nadawcę) i integralność (nie została zmanipulowana przez osoby trzecie) wiadomości? w przypadku szyfrów symetrycznych tylko osoby znające klucz mogą być autorami wiadomości ale co, jeśli jest wielu nadawców i odbiorców używających tego samego klucza? w przypadku szyfrów asymetrycznych nadawcą może być dowolna osoba klucz publiczny odbiorcy może poznać każdy Jeśli możemy zweryfikować skrót kryptograficzny wiadomości, pozwala to wnioskować o jej integralności ale jak zabezpieczyć przed manipulacją skrót?

40 Podpis cyfrowy Algorytm RSA posiada własność przemienności: D(kpriv, E(kpub, m)) = m E(kpub, D(kpriv, m)) = m Dzięki temu: szyfrowanie: E(kpub, m) = m' deszyfrowanie: D(kpriv, m') = m podpis: D(kpriv, m) = m' weryfikacja: E(kpub, m') = m Przy podpisie używamy klucza prywatnego, a przy weryfikacji klucza publicznego nadawcy W praktyce: podpisujemy skrót kryptograficzny wiadomości

41 Podpis cyfrowy Popularne algorytmy podpisu cyfrowego: RSA (Rivest, Shamir, Adleman 1978) ElGamal (Taher ElGamal, 1984) wykorzystuje problem logarytmów dyskretnych (podobnie jak algorytm DH) DSA/DSS (Digital Signature Algorithm/Standard, 1991) stanowi modyfikację algorytmu ElGamala ECDSA (Elliptic Curve DSA, 2001) wykorzystuje ECC

42 Dystrybucja kluczy publicznych Sposoby dystrybucji kluczy: bezpośrednio od właściciela (osoby, serwera) repozytoria kluczy/certyfikatów (key servers) Jak upewnić się, że dany klucz publiczny faktycznie należy do właściwej osoby (adresata kryptogramu lub autora podpisanej wiadomości)? Certyfikat klucza publicznego: (klucz; dane osobowe właściciela; ew. data ważności) podpis cyfrowy certyfikującego Sposoby certyfikowania klucza: scentralizowany/hierarchiczny: PKI (Public Key Infrastructure) wykorzystujące CA (Certificate Authority) (najczęściej zgodne ze standardem X.509) rozproszony: web of trust

43 Atak na szyfry asymetryczne Typowe długości klucza dla RSA i DSA/DH/ElGamal: 512 łamalne w ciągu tygodni na sprzęcie domowym 768 łamalne (2009) 1024 wycofywane od , 3072, 4096 bezpieczne na długo, o ile nie nastąpi radykalny przełom (komputery kwantowe? nowe algorytmy?) Ataki niekryptograficzne: social engineering rubberhose cryptanalysis

44 Długość klucza a moc kryptograficzna Wybór algorytmu nie ma istotnego wpływu na czas łamania brute force, liczy się jedynie długość klucza Długości klucza dające porównywalny czas łamania brute force: Symetryczny ECC RSA/DSA/ElGamal

45 Co możemy szyfrować? Dane przechowywane Na poziomie plików Na poziomie systemów plików (dysków, partycji) Na poziomie urządzeń fizycznych Dane przesyłane Warstwa łącza danych (sprzętowe szyfratory łącza) Warstwa sieciowa/transportowa/sesji (IPSEC, VPN, SSL) Warstwa aplikacji (sesja terminalowa, , VoIP) Przy przechowywaniu danych nie występuje problem bezpiecznego przekazania klucza możliwe wykorzystanie szyfrów symetrycznych Przy przesyłaniu danych wskazane wykorzystanie szyfrów asymetrycznych

46 Szyfrowanie danych przechowywanych Programy archiwizujące (pakujące) z szyfrowaniem: PKZIP (DES, 3DES) WinZip (AES-128, AES-256) WinRAR (AES-128) Dedykowane programy do szyfrowania plików: bcrypt (Blowfish), ccrypt (Rijndael) mcrypt (AES, Blowfish, Twofish, 3DES i in.) OpenSSL enc (Blowfish, 3DES, IDEA i in.) PalCrypt (AES, Blowfish, IDEA) PGP / GPG

47 Szyfrowanie danych przechowywanych Szyfrowane filesystemy na dysku/partycji lub napędzie wirtualnym (w pliku): BestCrypt (AES, Blowfish, Twofish, CAST) komercyjny, Windows FileVault 2 (AES-256) wbudowany, OSX dm-crypt (AES, Blowfish, Twofish, Serpent, 3DES) freeware, Linux TrueCrypt/VeraCrypt (AES, Twofish, Serpent i ich kombinacje) freeware, Windows, Linux, OSX Sprzętowe szyfratory (AES-256) wbudowane w: kontrolery: Addonics CipherChain dyski twarde: Seagate, Samsung, Toshiba, WD dyski flash USB (pendrive): Kingston DataTraveller, SanDisk Cruzer Professional/Enterprise, Ironkey i in.

48 Szyfrowanie danych przesyłanych Szyfratory sprzętowe w warstwie łącza danych Szyfrowanie GSM: A5/1, A5/2, A5/3 (KASUMI), SNOW Szyfrowanie w sieciach WiFi WEP (Wired Equivalent Privacy) ~1997 (RC4) RC4 ma znane słabości (Fluhrer, Mantin, Shamir 2001, Klein 2005) Aircrack WEP2, WEPplus, WEP256 próby ratowania sytuacji WPA (Wi-Fi Protected Access) ~2002 nadal RC4 WPA2 (standard IEEE i) ~2004 (AES-128) od 2006 obligatoryjny dla nowych urządzeń WiFi WPA2-PSK (Pre-Shared Key) dla małych sieci WPA2-Enterprise EAP (Extensible Authentication Protocol), np x/RADIUS

49 Szyfrowanie danych przesyłanych Wirtualne sieci prywatne (Virtual Private Networks, VPN) host-to-host (software) network-to-network, host-to-network (dedykowane routery, tzw. terminatory VPN) Popularne implementacje: PPTP/MPEE (Point-to-Point Tunneling Protocol, Microsoft Point-to-Point Encryption; Microsoft) L2TP (Layer 2 Tunneling Protocol; Cisco) DTLS (Datagram Transport Layer Security; Cisco) GRE (Generic Routing Encapsulation; Cisco) IPsec (opcjonalny w IPv4, obligatoryjny w IPv6) SSL VPNs, np. OpenVPN

50 SSL/TLS SSL (Secure Socket Layer) Netscape ~1995 SSL v TLS (Transport Layer Security) 1999 (RFC 2246) TLS v (RFC 5246), dodano m.in. AES w odróżnieniu od SSL, TLS pozwala na uwierzytelnienie dwustronne może być negocjowany (STARTTLS) Zastosowanie: do tunelowania konkretnego protokołu: HTTP, FTP, SMTP, IMAP4, POP3, NNTP, XMPP implementacja: wbudowana w aplikację (przeglądarkę, program pocztowy) samodzielna (Stunnel) zewnętrzna biblioteka (OpenSSL, GnuTLS) do tworzenia VPN

51 HTTPS HTTP over SSL/TLS na porcie (domyślnie) 443 Wyparł SHTTP (Secure HTTP) ~1995 dzięki wsparciu w Netscape Navigator i Microsoft Internet Explorer Obsługiwany przez wszystkie popularne przeglądarki Zastosowanie m.in. w e-commerce, bankowości online itd. miliony użytkowników Sprzętowe akceleratory/terminatory HTTPS Certyfikaty komercyjne

52 X.509 Format certyfikatu: DER binarny PEM tekstowy (DER kodowany Base64) rozszerzenia.crt,.cer,.der,.pem Certyfikaty popularnych CA (root CA) są wbudowane w oprogramowanie (przeglądarki, programy pocztowe itd.): Verisign, Thawte, GlobalSign, Network Solutions, GeoTrust, DigiCert, Entrust, Comodo, itd. (np. Certum/UniZETO) Inne certyfikaty CA mogą być dodane ręcznie przez użytkownika Certyfikaty pośrednie (intermediate CA) podpisane przez root CA, same mogą służyć do podpisywania kolejnych certyfikatów (CA chaining)

53 X.509 Certificate: Data: Version: 3 (0x2) Serial Number: 05:92:8a:1a:92:f2:81:83:9e:62:f8:c9:67:e9:81:fd Signature Algorithm: sha256withrsaencryption Issuer: C=NL, ST=Noord-Holland, L=Amsterdam, O=TERENA, CN=TERENA SSL CA 3 Validity Not Before: Nov 26 00:00: GMT Not After : Nov 30 12:00: GMT Subject: C=PL, ST=ma\xC5\x82opolskie, L=Krak\xC3\xB3w, O=Akademia G\xC3\xB3rniczo-Hutnicza w Krakowie, OU=Uczelniane Centrum Informatyki, CN=*.agh.edu.pl Subject Public Key Info: Public Key Algorithm: rsaencryption Public-Key: (2048 bit)

54 SSH Secure SHell (SSH) , Tatu Ylönen jako substytut protokołów Telnet i rlogin/rsh w wersji 1 RSA, DES/3DES/Blowfish w wersji 2 RSA/DH, 3DES/Blowfish/RC4/CAST/AES uwierzytelnienie hasłem lub kluczem RSA/DSA/ECC OpenSSH 1999, otwarta implementacja SSH SCP i SFTP protokoły transferu plików SSHFS zdalny system plików z szyfrowaniem ruchu możliwość tunelowania poszczególnych portów możliwość tunelowania ruchu IP (OpenSSH VPN) popularne implementacje: PuTTY, Xshell, TeraTerm, MobaXterm, JuiceSSH, WinSCP, FileZilla

55 S/MIME Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME) standard kodowania wiadomości zawierających dane nietekstowe (RFC ) Secure MIME standard przesyłania wiadomości zaszyfrowanych (RFC 3851) Wykorzystuje Cryptographic Message Syntax (PKCS#7) Bazuje na Certificate Authority certyfikaty użytkowników są wystawiane przez publiczne lub prywatne (np. wewnątrzfirmowe) CA Wbudowany w wiele programów pocztowych (np. Outlook, Thunderbird)

56 Pretty Good Privacy 1991, Philip Zimmermann Wykorzystuje web of trust PGP 2 IDEA (128bit), RSA, MD5 Śledztwo z 1992 w sprawie złamania przepisów eksportowych (zakończone 1996) Wersja eksportowa (PGP International) Problemy z patentami (RSA do 2000, IDEA do 2011) PGP 5 RSA (tylko w wersji komercyjnej!), DSA/ElGamal, CAST5, 3DES, IDEA, SHA-1 PGP 6 szyfrowane dyski wirtualne (PGPdisk) PGP 7 Twofish, AES

57 OpenPGP Standard OpenPGP (RFC 4880) Implementacje: PGP Desktop 10.x PGP Corporation Symantec (2010) GNU Privacy Guard (GnuPG, GPG) , Free Software Foundation Wykorzystuje: Szyfry asymetryczne: RSA, DSA, ElGamal, ECC Funkcje skrótu: MD5, SHA-1, SHA-256, SHA-512, RIPEMD-160, Tiger Symetryczne: CAST5, 3DES, AES, Blowfish, Twofish, opcjonalnie IDEA interfejs command-line nakładki graficzne (KGPG, MacGPG, gpg4win) pluginy do popularnych programów (FireGPG, Enigmail) może być używane do szyfrowania symetrycznego plików Inne: Hushmail, McAfee E-Business Server

58 Formy ataku elektronicznego (cyberataku) Pasywne/aktywne: pasywne - atakujący ma dostęp do danych (komunikacji) w systemie, mogąc je odczytać, lecz ich nie modyfikuje przykład: podsłuch komunikacji pomiędzy użytkownikami systemu aktywne - atakujący pośredniczy w przetwarzaniu danych (komunikacji) w systemie, mogąc je nie tylko odczytać, lecz również sfałszować czy spreparować z premedytacją, tak by uzyskać zamierzony cel ataku Lokalne/zdalne: lokalne - atakujący już ma dostęp do systemu i próbuje zwiększyć swe uprawnienia zdalne - atakujący nie posiada jeszcze żadnych uprawnień w systemie atakowanym za pośrednictwem sieci 58

59 Przykładowe rodzaje cyberataków podszywanie - atakujący (osoba, program) udaje inny podmiot, w domyśle zaufany dla systemu atakowanego, np. fałszywy serwer WWW podszywa się pod znaną witrynę internetową; podsłuch - pozyskanie danych przetwarzanych lub transmitowanych w systemie (np. przechwycenie hasła przesyłanego w formie jawnej do serwera); odtwarzanie - ponowne użycie przechwyconych wcześniej danych, np. hasła; manipulacja - modyfikacja danych w celu zrekonfigurowania systemu lub doprowadzenia go do stanu, z którego atakujący może osiągnąć bezpośrednio lub pośrednio korzyść; wykorzystanie błędów systemowych (posłużenie się wiedzą o znanej luce, błędzie w systemie). 59

60 Ataki na poufność informacji Poufność, rozumiana jako ochrona przed nieautoryzowanym dostępem do informacji, narażona jest na ataki poprzez: nieuprawniony dostęp do danych w miejscu składowania, np. w bazie danych, nieuprawniony dostęp do danych w miejscu przetwarzania, np. w aplikacji końcowej użytkownika, podsłuchanie danych przesyłanych. Podsłuch dotyczy nie tylko oczywistego przypadku transmisji danych (np. w sieci komputerowej). Należy podkreślić techniczną możliwość podsłuchu zdalnego większości elementów systemu komputerowego. Dotyczy to urządzeń emitujących promieniowanie elektromagnetyczne, jak np. klawiatury czy monitory ekranowe, szczególnie starszego typu (CRT). 60

61 Typowy atak zdalny Typowe fazy ataku zdalnego: skanowanie (poszukiwanie słabości) wyznaczenie celu (np. niezabezpieczona usługa, znany błąd) uzyskanie dostępu eskalacja uprawnień modyfikacje systemu umożliwiające późniejszy powrót (backdoor) usuwanie śladów (modyfikacja logów) propagacja ataku na inne systemy/części systemu 61

62 Skaning Network scanning, port scanning nie jest atakiem per se, ale może być przygotowaniem do ataku; jest też stosowany w diagnostyce sieci nmap - Gordon Lyon ( Fyodor ), 1997 skaning pojedynczych adresów IP lub całych zakresów skaning wybranych lub wszystkich portów odgadywanie wersji OS i/lub aplikacji stealth scanning SATAN/SANTA (Security Administrators Tool for Analyzing Networks) D. Farmer, W. Venema 1995 SAINT (Security Administrator's Integrated Network Tool) następca SATAN-a, 1998 Inne: Nessus, OpenVAS, Pentoo

63 Ataki na infrastrukturę sieciową pasywny podsłuch (sniffing) także jako część diagnostyki sieci narzędzia: Ettercap, tcpdump, Wireshark i in. podsłuch sieci WiFi (WEP cracking): airsnort aktywny podsłuch MAC flooding ARP spoofing IP spoofing session hijacking ataki na protokoły routingu (ICMP spoofing, BGP poisoning) ataki na DNS (DNS cache poisoning)

64 Zapora sieciowa (firewall) Firewalle sprzętowe Cisco ASA Juniper NetScreen FortiNet FortiGate Check Point FireWall-1 Zyxel ZyWall i, w jakimś stopniu, niemal każdy router z obsługą ACL (Access Control Lists)

65 Zapora sieciowa (firewall) Typy firewalli: filtry pakietów (packet filters) stateless filters stateful filters (SPI Stateful Packet Inspection) analiza protokołów wyższej warstwy (application layer firewalls, DPI Deep Packet Inspection) proxy servers Dwa ostatnie rodzaje mogą być wykorzystane do filtrowania treści (zapobieganie wyciekom danych, ochrona praw autorskich, ale także cenzura) NAT (Network Address Translation), masquerade w przypadku wykorzystania w sieci wewnętrznej prywatnych adresów IP (wg RFC 1918)

66 Unified Threat Management (UTM) Nazywane też Next Generation Firewalls Integracja funkcji firewalla, IDS/IPS (Intrusion Detection/Prevention System), a często także antywirusa i filtra treści niepożądanych/spamu: Komercyjne: Juniper SSG Cisco ASA Fortinet FortiGate Check Point UTM-1 Open Source: snort Suricata Untangle

67 Zapora sieciowa (firewall) Strefa zdemilitaryzowana podsieć, w której znajdują się serwery dostępne z zewnątrz z trójnogim firewallem z podwójnym firewallem

68 Zapora sieciowa (firewall) Potencjalne sposoby obejścia firewalla: połączenie jest inicjowane z wnętrza sieci, np. przez trojana modem lub inny dodatkowy punkt wejścia do sieci słabo chroniona sieć bezprzewodowa jako część sieci wewnętrznej

69 Bezpieczeństwo aplikacji Nie ma bezpiecznych aplikacji, są tylko niedokładnie przetestowane Bezpieczeństwa nie da się osiągnąć poprzez zainstalowanie zabezpieczeń Firewall nie zawsze chroni przed atakami na aplikację Testy penetracyjne nie wykrywają wszystkiego Bezpieczne aplikacje stają się niebezpieczne Poziom bezpieczeństwa można utrzymać jedynie przy stałym nakładzie środków

70 Ataki na usługi sieciowe Odgadywanie haseł do usług (SSH, FTP, POP3 itd.) atak słownikowy Błędy oprogramowania serwerów Zbyt szerokie uprawnienia Przepełnienie bufora (buffer overflow) Code injection PHP injection SQL injection

71 SQL injection $query = SELECT id FROM users WHERE ; $query.= login = '. $login. ' AND password = '. $pass. ' ; Login: admin Hasło: ' OR 1==1;' SELECT id FROM users WHERE login = 'admin' AND password = '' OR 1==1 ;'' ' OR 1==1;' - warunek logiczny zawsze spełniony

72 SQL injection

73 Ataki DoS (Denial of Service) Polegają na zablokowaniu zasobów ofiary mocy procesora, pamięci, przepustowości łącza Wykorzystujące specyfikę protokołów: SYN flood lub ich implementacji: Teardrop błąd w obsłudze pakietów fragmentowanych ping of death błąd w obsłudze dużych (64kB) pakietów ICMP (m.in. w Windows) LAND (Local Area Network Denial) odpowiadanie na pakiety z fałszywym adresem nadawcy równym adresowi odbiorcy/ofiary (stare Unixy, Windows XP, 2003)

74 Ataki DDoS (Distributed DoS) smurf obsługa broadcast ICMP Z użyciem botnetu (komputerów-zombie zarażonych trojanem, np. Stacheldraht, Trinoo, TFN2K, Conficker) sterowane (Command & Control) np. przez IRC największe botnety po >1 mln zombie (głównie Windows, ale też MacOS, Linux, Symbian) DDoS przypadkowy (Slashdot effect)

75 Malware (malicious software) Wirus ( self-replicating program, Fred Cohen 1983) dokleja się do programów i jest przenoszony z systemu do systemu przez użytkowników Robak (worm, John Brunner 1975) samodzielnie propaguje się przez sieć (przypadek graniczny: robak rozsyłający się em) Trojan (koń trojański, Trojan horse) nie replikuje się samodzielnie, jest instalowany przez użytkownika w 2009 stanowiły >80% malware Backdoor (Ken Thompson Reflections on Trusting Trust, 1984) Rootkit

76 Malware (malicious software) Exploit program, którego jedyną funkcją jest wykorzystanie luki lub przełamanie zabezpieczenia systemu Spyware malware, którego celem jest gromadzenie i przesyłanie informacji o użytkowniku (haseł etc.); często zawiera keylogger Adware oprogramowanie wyświetlające reklamy, często zawiera elementy spyware (reklama kontekstowa)

77 Przełomowe wirusy Creeper (1971, PDP-10) Brain/Lahore (1986, MS-DOS) nvir (1987, MacOS) Michelangelo (1992) spowodował histerię mediów Concept (1995, makrowirus infekujący.doc) Staog (1996, Linux) Commwarrior (2005, Symbian) rozsyła się w MMS Stuxnet (2010) cyberatak na program jądrowy Iranu Flame (2012) hybryda wirus/robak

78 Najbardziej znane robaki The Internet Worm Roberta T. Morrisa, Code Red (2001) Nimda (2001) Klez (2001) Blaster (2003) SQL Slammer (2003) Sobig (2003) Sasser (2004) Conficker (2008)

79 Zwalczanie malware Popularne programy antywirusowe Microsoft Windows Defender BitDefender Antivirus Kaspersky Anti-virus ESET NOD32 Avira Avast Linux: McAfee LinuxShield, Sophos AV, ClamAV

80 Zwalczanie malware Popularne firewalle programowe (często zintegrowane z programem antywirusowym) Zone Alarm Internet Security Suite Kaspersky Internet Security Comodo Internet Security Outpost Firewall Pro Norman Personal Firewall Norton Internet Security Linux: Netfilter/iptables, Shorewall Rankingi antywirusów i firewalli:

81 Social engineering Social engineering ogół metod polegających na wykorzystaniu naiwności użytkownika (np. wyłudzeniu hasła, skłonieniu do instalacji malware itd.); Kevin Mitnick The Art of Deception Phishing wykorzystanie a lub strony WWW do podszycia się pod zaufaną instytucję w celu wyłudzenia danych Wykorzystanie homografów < składni URL <http//: opisów w HTML różnych od faktycznego URL Pharming odmiana phishingu oparta o przekierowanie przeglądarki WWW (np. poprzez DNS poisoning, rekonfigurację lokalnego routera, tabnabbing itd.)