Системы обнаружения и предотвращения вторжений. Анализ систем обнаружения вторжений. Идентификация операционной системы

Дмитрий Костров ,
ЗАО "Эквант"
[email protected]

Не рост и мощь, а разум
Сулит в войне победу.
Уильям Шекспир

Системы обнаружения компьютерных атак (IDS - Intrusion Detection Systems) - один из важнейших элементов систем информационной безопасности сетей любого современного предприятия, учитывая, как растет в последние годы число проблем, связанных с компьютерной безопасностью (рис. 1). Хотя технология IDS не обеспечивает полную защиту информации, тем не менее она играет весьма заметную роль в этой области. Краткая история вопроса, а также некоторые экспериментальные и коммерческие системы были рассмотрены в статье ("BYTE/Россия", № 10"2001). Здесь же мы подробнее обсудим современные представленные на рынке продукты и направления дальнейшего развития IDS.

Рынок систем IDS бурно развивается с 1997 г. Именно в это время компания ISS (http://www.iss.com) предложила свой продукт под названием Real Secure. Год спустя Cisco Systems (http://www.cisco.com), осознав целесообразность разработки IDS, купила продукт NetRanger вместе с компанией Wheel Group. Нельзя не упомянуть здесь и объединение SAIC и Haystack Labs в Centrax Corporation (http://www.centrax.com).

Необходимо отметить, что обычные IDS своевременно обнаруживают только известные типы атак. Они работают в том же режиме, что и антивирусные программы: известные - ловятся, неизвестные - нет. Обнаружение неизвестной атаки - трудная задача, граничащая с областью систем искусственного интеллекта и адаптивного управления безопасностью. Современные IDS способны контролировать работу сетевых устройств и операционной системы, выявлять несанкционированные действия и автоматически реагировать на них практически в реальном масштабе времени. При анализе текущих событий могут учитываться уже произошедшие, что позволяет идентифицировать атаки, разнесенные во времени, и тем самым прогнозировать будущие события.

В 80-е годы большинство злоумышленников были экспертами в части взлома и сами создавали программы и методы несанкционированного проникновения в компьютерные сети; автоматизированные средства использовались редко. Сейчас появилось большое число "любителей", со слабым уровнем знаний в данной области, которые используют автоматические средства вторжения и эксплойты (exploit - вредоносный код, использующий известные ошибки в ПО и применяемый злоумышленником для нарушения нормальной работы программно-аппаратного комплекса). Иными словами, по мере усовершенствования автоматических средств вторжения снижались уровень знаний и квалификация большинства злоумышленников.

Существует много различных типов атак, и их можно ранжировать в соответствии с возрастанием возможной опасности следующим образом:

• угадывание паролей
• репликационный код
• взлом паролей
• использование известных уязвимых мест
• отключение/обход систем аудита
• воровство данных
• back doors (специальные входы в программу, возникающие из-за ошибок при ее написании или оставленные программистами для отладки)
• использование снифферов и sweepers (систем контроля содержимого)
• использование программ диагностики сети для получения необходимых данных
• использование автоматизированных сканеров уязвимостей
• подмена данных в IP-пакетах
• атаки типа "отказ в обслуживании" (DoS)
• атаки на Web-серверы (CGI-скрипты)
• технологии скрытого сканирования
• распределенные средства атаки.

Теперь 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?

Типы IDS

Надежда победить приближает победу,
уверенность в победе лишает нас ее.
Тит Ливий

В первую очередь в IDS используются различные способы определения несанкционированной активности. Хорошо известны проблемы, связанные с атаками через межсетевой экран (брандмауэр). Межсетевой экран разрешает или запрещает доступ к определенным сервисам (портам), но не проверяет поток информации, проходящий через открытый порт. IDS, в свою очередь, пытается обнаружить атаку на систему или на сеть в целом и предупредить об этом администратора безопасности, в то время как атакующий полагает, что он остался незамеченным.

Здесь можно провести аналогию с защитой дома от воров. Закрытые на замок двери и окна - это межсетевой экран. А сигнализация для оповещения о взломе соответствует IDS.

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 anomalous 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.

Работа современных IDS и различные виды атак

Общая схема функционирования IDS приведена на рис. 2. 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.

Рис. 2. Общая схема функционирования IDS.

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. Разработчики оснащают свои продукты возможностями активного реагирования на атаку. 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.

Прерывание сессии наиболее популярно, потому что для этого не используются драйверы внешних устройств, таких, как межсетевой экран. В оба конца соединения, например, просто посылаются пакеты TCP RESET (с корректным номером sequence/acknowledgement). Однако уже существуют и описаны способы обхода такой защиты злоумышленниками (например, использование флага PUSH в пакете TCP/IP или использование трюка с current pointer).

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.

При этом необходимо помнить, что уже существуют средства для выявления IDS, работающих в режиме "прослушивания" трафика (http://www.securitysoftwaretech.com/antisniff/download.html); кроме того, многие IDS подвержены атакам типа DoS (отказ в обслуживании).

Наиболее продвинулись в этой области "вольные" разработчики мира posix. Простейшие атаки используют уязвимости, связанные с использованием signature-based IDS. Например, использование одной из версий свободно распространяемого продукта Snort может быть сведено к нулю следующим образом. При попытке доступа к файлу /etc/passwd, где в UNIX хранятся имена пользователей, принадлежность к группам и shell, Snort использует следующую сигнатуру для выявления данной активности:

Alert tcp $EXTERNAL_NET any -> $HTTP_SERVERS 80 (msg:"WEB-MISC /etc/passwd";flags: A+; content:"/etc/passwd"; nocase; classtype:attempted-recon; sid:1122; rev:1;)

Однако можно просто поменять символы в запросе - GET /etc//\//passwd или /etc/rc.d/.././\passwd и обойти эту сигнатуру.

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. Данный код был разработан автором http://ktwo.ca / и основан на использовании вирусов. Данная технология более эффективна против систем signature-based, чем против anomaly- или protocol analysis-based. Полиморфный код использует различные способы для обхода систем на базе string-matching (их можно найти по адресу http://cansecwest.com/noplist-v1-1.txt).

Можно также вспомнить атаки, использующие фрагментацию пакетов, отказ сервиса IDS, разделение атаки между несколькими пользователями, кодировку атаки в кодировке "ebcdic" с изменением типа терминала на "ebcdic", реализацию атаки по зашифрованному каналу, подавление порта модуля слежения, изменение таблицы маршрутизации, чтобы избежать попадания трафика к системе обнаружения атак, и т. п.

Системы IDS используются для выявления не только внешних, но и внутренних нарушителей. Их, как показывает практика, порой гораздо больше, чем внешних. Внутренние атаки не относятся к общим типам атак. В отличие от внешних нарушителей, внутренний - это авторизованный пользователь, имеющий официальный доступ к ресурсам интрасети, в том числе к тем, на которых циркулирует конфиденциальная информация. Общая же практика состоит в использовании служб информационной безопасности для защиты периметра интрасети, при этом защите от внутренних угроз уделяется гораздо меньше внимания. Здесь-то и помогают IDS. Настройка IDS для защиты от внутренних атак - непростая задача; она требует кропотливой работы с правилами и профилями пользователей. Для борьбы с внутренними атаками необходимо использовать комбинацию различных IDS.

Компании и продукты

На рынке представлено несколько десятков коммерческих систем IDS, что обеспечивает выбор наиболее приемлемого решения. К сожалению, отечественные продукты пока отсутствуют, хотя две российские компании к концу этого года готовят выпуск своих систем обнаружения атак.

Ниже описаны продукты более двадцати компаний. По мнению автора, порядок их расположения в статье примерно соответствует степени известности в России.

Cisco Systems

Серия продуктов Cisco IDS содержит решения для различных уровней. В нее входят три системы 42xx версии v.2.2.1 (network-based), среди которых 4210 (рис. 3) оптимизирована для среды 10/100Base-T (45 Мбит/с), 4235 - для среды 10/100/1000Base-TX, (200 Мбит/с) и 4250 - для 10/100/1000Base-TX (500 Мбит/с).

Подсистема IDS имеется в коммутаторе Сatalyst - Catalyst 6000 Intrusion Detection System Module (swithed-integrated network-based).

Cisco IDS Host Sensor 2.0 и Cisco IDS Host Sensor Web Server, разработанные компанией Entercept, обеспечивают защиту на уровне хоста (host-based). IDS на уровне маршрутизатора (Firewall Feature Set 12.1(4)T) способна отражать 59 наиболее опасных видов атак (система network-based). При использовании IDS на уровне межсетевого экрана PIX 535, 525, 515Е, 506Е, 501 (v.6.2.2) отражается более 55 наиболее опасных видов атак (система network-based). Управление системами защиты осуществляется с помощью CiscoWorks VPN/Security Management Solution (VMS) или Cisco IDS software version 3.1(2). Рис. 4 иллюстрирует работу сетевого сенсора Сisco при попытке узнать имена хостов.

Рис. 4. Работа сетевого сенсора Сisco при попытке узнать имена хостов.

Internet Security Systems

Компания ISS в свое время совершила резкий скачок в данной области и занимает ведущие позиции в части реализации систем обнаружения атак. Она также предлагает целое семейство решений для различных уровней.

RealSecure Network Sensor - программное решение, предназначенное для установки на выделенный компьютер в критичном сегменте сети. Анализируя сетевой трафик и сопоставляя его с базой сигнатур атак, сенсор обнаруживает различные нарушения политики безопасности (рис. 5).

Система RealSecure Gigabit Sensor обрабатывает более 500 тыс. пакетов в секунду, используя запатентованный алгоритм семиуровневого анализа, обнаруживает большое число атак, пропускаемых другими системами. Применяется главным образом в сетях, работающих с большой нагрузкой.

RealSecure Server Sensor позволяет обнаруживать атаки на всех уровнях, направленные на конкретный узел сети. Кроме того, может проводить анализ защищенности и обнаружения уязвимостей на контролируемом узле.

Программа RealSecure Desktop Protector (ранее называвшаяся BlackICE Agent) предназначена для обнаружения в реальном режиме времени атак, направленных на рабочие станции корпоративной сети.

RealSecure for Nokia - программно-аппаратное решение, разработанное компаниями ISS и Nokia. Оно объединяет все функциональные возможности RealSecure Network Sensor и Nokia IP Network Security Solutions. Система функционирует под управлением защищенной ОС IPSO, базирующейся на FreeBSD.

RealSecure Guard - программное решение, совмещающее в себе возможности межсетевого экрана и системы обнаружения атак в реальном режиме времени. Она устанавливается между защищаемым и открытым сегментами сети (так называемая inline-IDS) и анализирует весь проходящий через нее трафик в поисках запрещенных или опасных пакетов. Система может обнаруживать атаки как на сегменты сети, так и на отдельные, наиболее важные узлы.

Для управления перечисленными системами RealSecure используется модуль RealSecure SiteProtector, который служит основным компонентом централизованного управления и для систем Internet Scanner и System Scanner. Он ориентирован на применение в крупных, территориально распределенных сетях или в организациях, использующих одновременно несколько решений компании ISS.

Более простой модуль RealSecure WorkGroup Manager предназначен для управления только RealSecure Network Sensor, Gigabit Sensor, RealSecure Server Sensor и RealSecure for Nokia. Он может использоваться в отсутствие других решений ISS и при небольшом числе сенсоров в сети (до пяти).

RealSecure Command Line Interface предназначен для управления из командной строки только RealSecure Network Sensor и Gigabit Sensor. Этот модуль управления ориентирован на локальное использование.

Symantec

Продукты Intruder Alert и NetProwler (в настоящее время выпущены версии 3.6 и 3.5.1 соответственно) достаточно подробно описаны в упоминавшемся выше обзоре ("BYTE/Россия", № 10"2001, с.14).

Enterasys Networks

Enterasys Networks - часть бывшей компании Cabletron Systems. Она выпускает IDS Dragon (типа network-based). Внутренняя архитектура шестой версии системы обладает повышенной масштабируемостью. Система включает компоненты Network Sensor, Squire Host Sensor, управляющий модуль с Wеb-интерфейсом Dragon Policy Manager и систему централизованного мониторинга безопасности сети в реальном масштабе времени Dragon Security Information Manager.

Computer Associates

Система eTrust Intrusion Detection (прежнее название SessionWall) предоставляет средства для защиты и мониторинга локальной сети. Этот высокоэффективный и достаточно простой программный продукт предоставляет возможности мониторинга, обнаружения атак, контроля за WWW-трафиком, ведения журналов. Обширная библиотека шаблонов атак eTrust Intrusion Detection регулярно обновляется, и с ее помощью автоматически определяются атаки, соответствующие шаблонам.

Система может использоваться как сниффер, кроме того, позволяет ограничить доступ к узлам Интернета с помощью правил, содержащих ключевые слова. eTrust также ведет количественный учет трафика в сети.

Обнаруживаются вирусы и опасные компоненты Java/ActiveX. Идентифицируются и регистрируются попытки пользователей подобрать пароль для входа в систему, что может впоследствии пригодиться для организационных решений руководства компании.

eTrust Intrusion Detection обеспечивает контекстный просмотр всех циркулирующих в локальной сети пакетов и их блокировку при наличии определенных администратором ключевых слов.

NFR Security

Компания была основана в 1996 году с целью разработки перспективных систем IDS.

Система NFR NID обеспечивает мониторинг сетевого трафика в реальном масштабе времени, выявляя подозрительную активность, различные атаки, запрещенное поведение пользователей в сети и различные статистические отклонения. Используемые сенсоры могут работать со скоростями 1 Гбит/с и 100 Мбит/с без потерь пакетов. В отличие от традиционных систем IDS (сравнение трафика с сигнатурами атак), NFR NID использует специализированную базу знаний, проверяет активность в сети с использованием известных эксплойтов, что дает возможность выявлять в трафике новые виды атаки - такие, как Code Red и Nimda.

NFR HID работает на уровне хоста, позволяет идентифицировать уязвимости и слабые политики безопасности, выявлять подозрительную активность пользователей, проводить мониторинг защищаемого хоста на уровне сетевых атак. Способна поддерживать до 10 тыс. хостов, что очень удобно в больших сетях. В системе используются два типа программ-агентов: Log Analysis Agent проводит мониторинг ядра и файлов сетевых журналов, включая syslogs. Network Node Agent осуществляет мониторинг сетевого трафика и выявляет DoS-атаки на защищаемый хост (отказ в обслуживании), атаки FTP password grabbing, Web phf attacks, CGI scans, BackOrifice scans и т. п. Хорошо подходит для работы в сетях с шифрованием и в коммутируемых сетях.

Tripwire

История развития компаний Tripwire и NFR, а также некоторые функциональные особенности их продуктов изложены в том же обзоре в . Отметим, что существуют три основных продукта этой компании, названия которых говорят сами за себя (for Servers, for Network Devices и for Web Pages). Их главная технологическая особенность - вычисление контрольных сумм основных файлов и модулей.

Snort

Snort - облегченная система обнаружения вторжения. Программа анализирует протокол передачи, выявляет различные атаки, например, переполнение буфера, сканирование, CGI-атаки, попытки определения ОС и т. п. Snort использует специальные правила для поиска атак в трафике. Система проста в настройке и обслуживании, однако в ней довольно много приходится настраивать "руками", без удобного графического интерфейса.

Программа работает в трех режимах: sniffer, packet logger и network intrusion detection system. В первом случае система просматривает пакеты на сетевом уровне и выводит информацию о них на консоль, во втором - записывает файлы журнала на диск, в третьем - анализирует сетевой трафик на предмет совпадения сигнатур атак и сигнализирует о них.

Internetwork Research group, BBN Technologies

Продукты серии NIDS, SecureNet, включают устройства, предназначенные для высокоскоростных сетей (SecureNet 5000 и 7000), защиты персонального компьютера (SecureNet 2000), а также систему мониторинга SecureNet Provider и специальное ПО SecureNet Pro.

Система SecureHost (host-based IDS) разработана для защиты ПК и серверов с помощью внедрения специальных сенсоров - программ-агентов. Агенты обеспечивают принятие решения при возникновении атаки в реальном масштабе времени в соответствии с принятой политикой защиты. Набор программ Intrusion SecureHost состоит из управляющей консоли на базе ОС Microsoft Windows 2000 Server и агентов, работающих в системах с Microsoft Windows NT, Windows 2000 или Sun Solaris 2.8.

Firestorm

Высокоскоростная NIDS Firestorm, разработанная Джиани Тедеско и свободно распространяемая, пока представлена в основном в качестве сенсора, работающего под управлением ОС Linux. Особенности системы таковы:

• сбор информации идет с помощью библиотек libpcap, позволяющих перехватывать пакеты из сетевого трафика;
• система поддерживает правила, написанные для Snort;
• легко настраивается путем редактирования файла firestorm.conf;
• понимает режим работы stateful inspection (технология инспекции пакетов с учетом состояния протокола);
• готовит файлы журналов в формате ASCII или tcpdump;
• проводит корреляцию событий;
• выдает сигналы об атаке на удаленное устройство - консоль.

Однако (как это часто бывает с бесплатными программами) данная система подвержена атакам. Существует возможность атаки на данную систему, которая приведет к "зависанию" NIDS. Атака уже описана в лентах новостей, проблема оказалась в ошибке модуля обработки памяти.

Psionic Technologies

Продукт TriSentry (ранее Abacus Project tools) предназначен для повышения защищенности сети компании путем выявления различных атак. Система состоит из трех базовых компонентов: PortSentry, HostSentry и LogSentry. IDS предназначена для работы в UNIX-окружении.

PortSentry - простой детектор сканирования, который прекращает связь между хостом-жертвой и атакующим. Хост "сбрасывает" локальные маршруты, устанавливает динамические правила доступа и добавляет хост в специальные файлы TCP wrappers hosts.deny, причем все это происходит в реальном времени.

Программа HostSentry позволяет администратору безопасности выявлять необычную активность пользователей (Login Anomaly Detection, LAD).

LogSentry (прежнее название Logcheck) автоматически проводит мониторинг файлов системных журналов нарушений безопасности в почтовых системах. Этот набор программ, ранее поставляемых с TIS Gauntlet firewall, был существенно переработан для аудита более широкого спектра систем.

Lancope

Программно-аппаратный комплекс StealthWatch - мощная система для мониторинга, детектирования и реагирования на атаки в высокоскоростной среде. В отличие от традиционных систем, имеет архитектуру flow-based, которая позволяет выявлять новые атаки без обращения к базе данных существующих сигнатур. Новая архитектура обеспечивает углубленное выявление атак на основе аномальной активности, работу в высокоскоростной среде (от полного дуплекса 100 Мбит/с до 1 Гбит/с), а также значительно меньше реагирует на ложные атаки.

OneSecure

В системе The OneSecure Intrusion Detection and Prevention (IDP) компания предложила специальный механизм - Multi-Method Detection (MMD), который объединяет наиболее известные способы выявления уязвимостей.

Recourse Technologies

Компания предлагает два продукта: ManTrap обеспечивает защиту наиболее критичных серверов, ManHunt выявляет атаки на уровне сети, в том числе в гигабитном окружении. Используются распределенные сенсоры и центральный сервер обработки и принятия решений. При этом разработанная компанией методика (zero-day) выявляет не только известные, но и новые атаки.

Продукты Emerald, NetStat, Shadow и Bro подробно рассмотрены в в "BYTE/Россия", № 10"2001.

Новые веяния

Коммутаторы все шире используются в корпоративных сетях, поскольку они обладают большей пропускной способностью по сравнению с концентраторами и защищают от атак с использованием программ-снифферов для перехвата конфиденциальной информации. Тем не менее проблемы с применением NIDS сохраняются. Существуют коммутаторы с зеркалированием портов (SPAN-порты), которые копируют данные, проходящие через коммутатор, на выделенный порт. Теоретически с помощью SPAN-порта возможно проверить весь поток данных, однако если объем зеркалируемого трафика превысит допустимый предел, то начинаются потери пакетов.

Сейчас уже существуют решения для гигабитной сети, но есть еще одна проблема - шифрование. Сегодня ни один уважающий себя администратор не работает удаленно со своими системами без SSH или SSL, а поскольку передача данных идет в шифрованном виде, проблема использования IDS остается. Она заключается в невозможности расшифровать весь трафик и, как следствие, проверить сигнатуры атак. В ближайшем будущем практически все производители (если они хотят занимать достойное место на рынке IDS) доработают свои продукты для применения в гигабитной сети.

Еще один вопрос - сбор информации и ее анализ. Даже самый серьезный специалист по безопасности - тоже человек и может не заметить некоторых деталей, которые скроют от него подготовку или проведение атаки на хост компании. Начаты проекты Spice и Spade, направленные на развитие технологии выявления аномальной активности, и они должны помочь в решении данной проблемы.

Несомненно, что IDS развиваются в направлении сбора и корреляции информации. При этом информация должна поступать от разнообразных источников (сенсоров). Скорее всего, различия между NIDS и HIDS постепенно исчезнут, и в дальнейшем будут созданы системы централизованного управления с возможностями принятия решения (хотя бы в простых случаях), что заметно снизит нагрузку на администраторов, ответственных за безопасность компьютерных сетей.

Подсистема обнаружения и предотвращения вторжений включает в себя:

Таблица 1. Подсистемы обнаружения и предотвращения вторжений

Обнаружение вторжений - это процесс мониторинга событий, происходящих в информационной системе и их анализа на наличие признаков, указывающих на попытки вторжения: нарушения конфиденциальности, целостности, доступности информации или нарушения политики информационной безопасности. Предотвращение вторжений - процесс блокировки выявленных вторжений.

Средства подсистемы обнаружения и предотвращения вторжений автоматизируют данные процессы и необходимы в организации любого уровня, чтобы предотвратить ущерб и потери, к которым могут привести вторжения.

По способу мониторинга средства подсистемы делятся на:

• средства предотвращения вторжений сетевого уровня (network-based IDS/IPS), которые осуществляют мониторинг сетевого трафика сегментов сети.
• средства предотвращения вторжений системного уровня (host-based IDS/IPS), которые выявляют события информационной безопасности и выполняют корректирующие действия в пределах защищаемого узла.

Выделяется несколько методов анализа событий:

• обнаружение злоупотреблений, при котором событие или множество событий проверяются на соответствие заранее определенному образцу (шаблону), который описывает известную атаку. Шаблон известной атаки называется сигнатурой.
• обнаружение аномалий, при котором определяются ненормальные (аномальные) события. Данный метод предполагает, что при попытке вторжении, полученные события отличаются от событий нормальной деятельности пользователей или взаимодействия узлов сети и могут, следовательно, быть определены. Сенсоры собирают данные о событиях, создают шаблоны нормальной деятельности и используют различные метрики для определения отклонения от нормального состояния.

В подсистеме выделяются средства защиты от DDoS атак, которые анализируют пограничный сетевой трафик методом обнаружения аномалий.

Решение по предотвращению вторжений состоит из сенсоров, одного или нескольких серверов управления, консоли оператора и администраторов. Иногда выделяется внешняя база данных для хранения информации о событиях информационной безопасности и их параметров.

Сервер управления получает информацию от сенсоров и управляет ими. Обычно на серверах осуществляется консолидация и корреляция событий. Для более глубокой обработки важных событий, средства предотвращения вторжений системного уровня интегрируются с подсистемой мониторинга и управления инцидентами.

Консоли представляют интерфейсы для операторов и администраторов подсистемы. Обычно это программное средство, устанавливаемое на рабочей станции.

Для организации централизованного администрирования, управления обновлениями сигнатур, управления конфигурациями применяется интеграция с подсистемой управления средствами защиты организации.

Необходимо учитывать, что только комплексное использование разных типов средств подсистемы позволяет достигнуть всестороннего и точного обнаружения и предотвращения вторжений.

Предотвращение вторжений системного уровня

Подсистема предотвращения вторжений системного уровня (host-based IDS/IPS) обеспечивает незамедлительное блокирование атак системного уровня и оповещение ответственных лиц. Агенты (сенсоры) обнаружения атак системного уровня собирают информацию, отражающую деятельность, которая происходит в отдельной операционной системе.

Преимуществами данной подсистемы является возможность контроля доступа к информационным объектам узла, проверка их целостности, регистрацию аномальной деятельности конкретного пользователя.

К недостаткам можно отнести не возможность обнаруживать комплексных аномальных событий, использование дополнительные ресурсы защищаемой системы, необходимость установки на все защищаемые узлы. Кроме того, уязвимости операционной системы могут нарушить целостность и работу сенсоров.

Варианты решения:

Cisco Security Agent
Check Point Endpoint Security
Symantec Endpoint Protection
Trend Micro OfficeScan Corporate Edition
IBM Proventia Server Intrusion Prevention System
Kaspersky Total Security

Предотвращение вторжений сетевого уровня

Подсистема предотвращения вторжений сетевого уровня (network-based IPS или NIPS) обеспечивает немедленное блокирование сетевых атак и оповещение ответственных лиц. Преимуществом применения средств сетевого уровня является возможность защиты одним средством сразу нескольких узлов или сегментов сети.

Программные или программно-аппаратные сенсоры, устанавливаются в разрыв соединения или пассивно просматривают сетевой трафик определенных узлов или сегментов сети и анализируют сетевые, транспортные и прикладные протоколы взаимодействия.

Захваченный трафик сравнивается с набором определенных образцов (сигнатур) атак или нарушений правил политики безопасности. Если сигнатуры будут обнаружены в сетевом пакете, применяются меры противодействия.

В качестве мер противодействия, может выполняться:

• блокирование выбранных сетевых пакетов;
• изменение конфигурации средств других подсистем обеспечения информационной безопасности (например, межсетевого экрана) для более эффективного предотвращения вторжения;
• сохранения выбранных пакетов для последующего анализа;
• регистрация событий и оповещение ответственных лиц.

Дополнительной возможностью данных средств может являться сбор информации о защищаемых узлах. Для получения информации о защищенности и критичности узла или сегмента сети применяется интеграция с подсистемой контроля эффективности защиты информации.

Пример решения предотвращения вторжений сетевого уровня на основе продуктов Cisco Systems приведен на рисунке:

Рисунок 1. Пример решения предотвращения вторжений сетевого уровня на основе продуктов Cisco Systems

Варианты решения:

Защита от DDoS атак

Одним из наиболее критичных, по последствиям, классов компьютерных атак являются атаки типа «Распределенный отказ в обслуживании» (Distributed Denial of Service, DDoS), направленные на нарушение доступности информационных ресурсов. Эти атаки осуществляются с использованием множества программных компонентов, размещаемых на хостах в сети Интернет. Они могут привести не только к выходу из строя отдельных узлов и сервисов, но и остановить работу корневых DNS-серверов и вызвать частичное или полное прекращение функционирования сети.

Основная цель защиты против DDoS-атак заключается в предотвращении их реализации, точном обнаружении этих атак и быстром реагировании на них. При этом важно также эффективно распознавать легитимный трафик, который имеет признаки, схожие с трафиком вторжения, и обеспечивать надежную доставку легитимного трафика по назначению.

Общий подход к защите от атак DDoS включает реализацию следующих механизмов:

• обнаружение вторжения;
• определение источника вторжения;
• предотвращение вторжения.

Решение для операторов связи

Бизнес-преимущества внедряемого решения:

• возможность предложить новый сервис высокого уровня с перспективой масштабирования для больших, средних и малых предприятий;
• возможность позиционировать себя как доверенное лицо, участвующее в предотвращении ущерба и потерь клиентов;
• улучшается управляемость сетевой инфраструктурой;
• возможность предоставления абонентам отчетов об атаках.

Данное решение позволяет операторам связи предложить своим клиентам защиту от распределенных DoS-атак, одновременно укрепить и защитить собственные сети. Фундаментальной задачей решения является удаление аномального трафика из канала связи и доставка только легитимного трафика.

Провайдер услуг может предлагать защиту от DDoS-атак своим корпоративным клиентам по двум схемам:

• выделенная услуга – подходит для компаний, бизнес которых связан с сетью Интернет: это компании, занимающиеся «онлайновой» торговлей, финансовые структуры и другие предприятия, занимающиеся электронной коммерцией. Выделенная услуга обеспечивает возможность очистки передаваемого трафика, а также дополнительные возможности обнаружения DDoS-атак и активацию процедур очистки трафика по требованию клиента;
• услуга коллективного пользования – предназначена для корпоративных клиентов, которым необходим определенный уровень защиты от DDoS-атак для своих «онлайновых» сервисов. Однако эта проблема не стоит для них остро. Услуга предлагает возможность очистки трафика коллективно для всех клиентов и стандартную политику для обнаружения DDoS-атаки

Архитектура решения

Рисунок 2. Архитектура решения защиты от DDoS-атак для операторов связи

Архитектура решения предлагает упорядоченный подход к обнаружению распределенных DoS-атак, отслеживанию их источника и подавлению распределенных DoS-атак.

В начале своей работы средствам защиты от DDoS-атак необходимо пройти процесс обучения и создать модель нормального поведения трафика в пределах сети, используя поток данных, доступный с маршрутизаторов. После процесса обучения система переходит в режим мониторинга трафика и в случае обнаружения аномальной ситуации, системному администратору отправляется уведомление. Если атака подтверждается, администратор безопасности сети переводит устройство очистки трафика в режим защиты. Также возможно настроить устройства мониторинга на автоматическую активацию средств очистки трафика в случае обнаружения аномального трафика. При включении в режим защиты средство фильтрации изменяет таблицу маршрутизации граничного маршрутизатора с целью перенаправления входящего трафика на себя и производит очистку его очистку. После этого очищенный трафик перенаправляется в сеть.

Решение для предприятий

При разработке данного решения применялся комплексный подход для построения системы защиты, способной защитить не только отдельные сервера предприятия, но и каналы связи с соответствующими операторами связи. Решение представляет собой многоуровневую систему с четко выстроенной линией обороны. Внедрение решения позволяет повысить защищенность корпоративной сети, устройств маршрутизации, канала связи, почтовых серверов, web-серверов и DNS-серверов.

• осуществление компаниями своего бизнеса через Интернет;
• наличие корпоративного web-сайта компании;
• использование сети Интернет для реализации бизнес-процессов.

Архитектура решения

Рисунок 3. Архитектура решения защиты от DDoS-атак для предприятий

В данном решении применяются сенсоры обнаружения аномалий, просматривающие проходящий внешний трафик в непрерывном режиме. Данная система находится на границе с оператором связи, таким образом, процесс очистки начинается еще до попадания трафика атаки во внутреннюю сеть компании.

Метод обнаружения аномалий не может обеспечить 100% вероятность очистки трафика, поэтому появляется необходимость интеграции с подсистемами предотвращения атак на сетевом и системном уровне.

Технические преимущества внедряемых решений:

• мгновенная реакция на DDoS-атаки;
• возможность включения системы только по требованию обеспечивает максимальную надежность и минимальные затраты на масштабирование.

Варианты решения:

Arbor Peakflow SP
Cisco Guard
Cisco Traffic Anomaly Detector

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.

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.

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.

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.

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.

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. ComputerWatch, 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 libpcap. NFR (Network Flight Recorder), разработанный в 1999, также работал на основе libpcap. 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.

В вышедшем на прошлой неделе обзоре корпоративных IPS-решений на российском рынке от Anti-Malware всё хорошо, кроме, собственно, самого обзора именно российских решений. Позволю себе немного дополнить коллег.

Как и большинство продуктов на нашем рынке средств информационной безопасности, системы детектирования/предотвращения атак можно классифицировать по следующим двум признакам:

• сертификация:
  • отсутствует
  • сделана минимальная «для галочки»
  • высокий уровень сертификации
• признанность (распространённость) продукта:
  • известен и используется в мире
  • присутствует только на региональном рынке

В зависимости от сочетания этих двух параметров можно так описать тип вендора, принимая во внимание, конечно, что на практике, ситуация чаще всего будет смешанная.

Теперь, собственно, перейдём к отечественным IPS/IDS, сам факт существование которых во многом определяется наличием соответствующих требований регуляторов. Формализованные требования к этому классу решений достаточно давно (с 2002 года) существуют у ФСБ, а с прошлого года появились и у ФСТЭК.

ФСБ называет этот класс устройств СОА (системы обнаружения атак) и выделяет 4 класса — от Г до А (от низшего к высшему), при этом каждый последующий класс включает весь функционал предыдущих. Требования ФСБ имеют пометку «Для служебного пользования» и просто так их не достать.

ФСТЭК такие системы называет СОВ (системы обнаружения вторжений), что невероятно удобно, так как сертификацию ФСБ и ФСТЭК ни за что не спутаешь =) С сутью требований ФСТЭК чуть легче: есть хотя бы общая информация в письме на сайте ФСТЭК , где поясняется, что всего устанавливается шесть классов защиты СОВ (шестой — низший). Соответствующие профили защиты для классов с шестого по четвёртый на сайте ФСТЭК отсутствуют (хотя в письме указано иное), но в Интернет их найти при желании можно.

Всего по требованиям ФСБ, согласно сертифицировано шесть продуктов (все отечественные), а по новым требованиям ФСТЭК пока только четыре (два отечественных и два импортных). При этом есть ещё IDS, сертифицированные во ФСТЭК на соответствие техническим условиям (ТУ) ещё до вступления в силу новых требований к СОВ, но сегодня нас интересуют только отечественные производители, а таковы среди этих решений только два.

Итоговый список отечественных IDS и их сертификатов выглядит так:

Со мной можно спорить, но по моему мнению все данные продукты чётко попадают в категорию «Бумаженщиков», как бы обидно такое определение для них ни звучало.

К сожалению, по некоторым решениям общедоступные сведения есть только обрывочные, что связано, видимо, с их очень специфической областью применения. По части отечественных систем обнаружения атак чуть ли не самым информативным источником оказалась вот эта презентация представителя ФСБ Д.Н. Сатанина. Найденные в сети Интернет описания всех продуктов добавил в и дабы не дублировать информацию из Каталога в посте, привожу только ссылки на продукты.

Сергей Гриняев ,
кандидат технических наук, старший научный сотрудник
[email protected]

Технология систем обнаружения вторжений в компьютерные сети (СОВ) достаточно молода и динамична. Сегодня в этой сфере идет активное формирование рынка, в том числе процессы поглощения и слияния компаний. Поэтому информация о системах обнаружения вторжений быстро устаревает, что затрудняет сравнительный анализ их технических характеристик. Список продуктов, расположенный в Интернете на сайте SANS/NSA1, более достоверен, поскольку он постоянно модифицируется и дополняется. Что же касается информации на русском языке, то она практически полностью отсутствует. В данную статью автор старался включить как можно больше ссылок на информационные ресурсы Интернета по теме обнаружения вторжений (список этих ресурсов приведен в конце статьи, а в тексте ссылки на него обозначены цифрами).

Обнаружение вторжений остается областью активных исследований уже в течение двух десятилетий. Считается, что начало этому направлению было положено в 1980 г. статьей Джеймса Андерсона "Мониторинг угроз компьютерной безопасности"2. Несколько позже, в 1987 г. это направление было развито публикацией статьи "О модели обнаружения вторжения" Дороти Деннинг3. Она обеспечила методологический подход, вдохновивший многих исследователей и заложивший основу для создания коммерческих продуктов в области обнаружения вторжений.

Экспериментальные системы

Исследования по обнаружению вторжений, выполненные в начале 1990-х гг., породили и целый ряд новых инструментальных средств4. Однако большинство из них разрабатывались студентами только с целью исследовать базовые концепции теоретического подхода, а после того, как авторы заканчивали обучение, поддержка и развитие прекращались. Вместе с тем эти разработки серьезно повлияли на выбор направления последующих исследований. Ранние разработки систем обнаружения вторжений в основном базировались на централизованной архитектуре, но в силу взрывного роста количества телекоммуникационных сетей разного назначения более поздние усилия сконцентрировались на системах с распределенной сетевой архитектурой.

Два из описанных здесь продуктов, EMERALD и NetStat, созданы на основе сходных подходов. Третья система, Bro, позволяет изучать проблемы проникновения в сеть с использованием попыток перегрузки или дезинформации системы обнаружения вторжения.

EMERALD

EMERALD (Event Monitoring Enabling Responses to Anomalous Live Disturbances), самый современный продукт в своем классе, разработан компанией SRI (http://www.sri.com). Это семейство инструментальных средств создавалось для исследования проблем, связанных с обнаружением аномалий (отклонений пользователя от нормального поведения) и определения сигнатур (характерных "образов" вторжения).

Первые работы SRI в этой области начались в 1983 г., когда был разработан статистический алгоритм, способный определить различия в поведении пользователя5. Немного позже подсистема анализа сигнатур вторжения была дополнена экспертной системой P-BEST6. Результаты исследований были реализованы в одной из ранних версий системы IDES7. Эта система способна контролировать в реальном масштабе времени действия пользователей, подключенных к нескольким серверам. В 1992-1994 гг. был создан уже коммерческий продукт NIDES8, также предназначенный для защиты отдельных серверов (host-based) и использующий экспертную систему P-BEST. Далее разработчики добавили к системе компонент Resolver, который объединял результаты статистического анализа и анализа сигнатур. Интерфейс пользователя в NIDES также был существенно улучшен.

Затем была создана система EMERALD. В ней были учтены результаты экспериментов с IDES/NIDES, но эта система предназначалась уже для обеспечения безопасности сетевых сегментов (network-based). Главная цель ее разработки - обнаружение вторжений в больших гетерогенных сетях. Такие среды труднее контролировать и анализировать из-за распределенного характера поступающей информации.

EMERALD объединяет пользователей в совокупность независимо от управляемых доменов. В каждом домене обеспечивается необходимый набор сетевых сервисов и реализуется индивидуальная политика безопасности, причем отдельные домены могут иметь доверительные отношения с другими доменами. В этом случае использование одного централизованного устройства для хранения и обработки поступающей информации ослабляет безопасности системы в целом. Именно для таких случаев предназначена система EMERALD, основанная на принципе "разделяй и властвуй".

Иерархическая модель обеспечивает три уровня анализа, который выполняют мониторы сервисов, доменов и окружения. Эти блоки имеют общую базовую архитектуру, включающую набор анализаторов для обнаружения аномалий, анализа сигнатур и resolver-компонент. Последний объединяет результаты, полученные от анализаторов двух предыдущих уровней. Каждый модуль содержит библиотеку объектов ресурсов, что позволяет настраивать его компоненты под конкретное приложение. Сами ресурсы могут многократно использоваться в нескольких мониторах EMERALD. На нижнем уровне мониторы сервисов работают для отдельных компонентов и сетевых услуг в пределах одного домена, анализируют данные (файлы регистрации действий, событий и т.д.), выполняют анализ локальных сигнатур и статистические исследования. Мониторы домена обрабатывают информацию, поступившую от мониторов сервисов, более детально исследуя ситуацию в масштабах всего домена, а мониторы окружения выполняют анализ междоменной области. Мониторы сервисов могут связываться друг с другом с помощью виртуальных каналов связи.

Опыт использования NIDES продемонстрировал эффективность статистических методов при работе с пользователями и с прикладными программами. Контроль прикладных программ (например, анонимного ftp-сервера) был особенно эффективен, так как для анализа требовалось меньшее количество прикладных профилей. Именно поэтому в EMERALD была реализована методика, в которой управление профилем отделено от анализа.

Анализаторы сигнатур сервисного уровня контролируют компоненты домена с целью обнаружения заранее описанных последовательностей действий, приводящих к нештатным ситуациям. Аналогичные анализаторы в мониторах более высокого уровня фильтруют эту информацию и на ее основе дают оценку, имеет ли место нападение. Решающий компонент (resolver), помимо комплексного учета результатов анализа, обеспечивает возможность встраивать в EMERALD анализаторы сторонних фирм.

Искушенный злоумышленник будет стремиться рассеивать следы своего присутствия по всей сети, сводя к минимуму возможность его обнаружения. В таких ситуациях главным свойством системы обнаружения вторжений становится способность собирать, обобщать и анализировать информацию, исходящую от разнообразных источников, в реальном времени.

В числе достоинств можно назвать гибкость и масштабируемость, способность расширять функциональные возможности с помощью внешних инструментальных средств EMERALD. Однако управление и поддержка инфраструктуры системы и ее информационной основы в виде базы знаний для экспертной системы требуют значительных усилий и затрат.

NetStat

NetStat - последний продукт из серии инструментальных средств STAT, созданных в Калифорнийском университете (Санта-Барбара). Исследования по проекту STAT сосредоточены на обнаружении вторжений в реальном масштабе времени. Для этого анализируются состояние систем и процессы перехода в них9. Основная идея заключается в том, что некоторые последовательности действий, однозначно указывающие на присутствие нарушителя, переводят систему из начального (санкционированного) состояния в несанкционированное.

Большинство централизованных систем обнаружения вторжений определяют факт вторжения на основе "контрольного следа". Модуль "Аудит следа анализатора" в STAT фильтрует и обобщает эту информацию (след). Результаты, преобразованные в удобный для анализа вид, называются сигнатурами и представляют собой важнейший элемент в подходе STAT. Последовательность действий, описанная сигнатурой, переводит систему через ряд состояний к несанкционированному виду. Вторжение определяется по переходам между состояниями, которые зафиксированы в наборах продукционных правил.

Первоначально метод был реализован в UNIX-системе USTAT9, предназначенной для защиты отдельных серверов. Основные блоки USTAT - препроцессор, база знаний (база фактов и база правил), блок вывода и решатель. Препроцессор фильтрует и упорядочивает данные в форму, которая исполняет роль независимого контрольного файла системы. В базе правил хранятся правила перехода между состояниями, которые соответствуют предопределенным последовательностям вторжения, а в базе фактов - описание динамически изменяющихся состояний системы относительно возможных текущих вторжений.

После обработки новой информации о текущем состоянии системы блок вывода идентифицирует любые существенные изменения в состоянии и обновляет базу фактов. Блок вывода также уведомляет решатель о возможных нарушениях защиты. Решатель, в свою очередь, уведомляет администратора о нештатной ситуации или сам инициализирует необходимые действия.

Одно из преимуществ данного подхода состоит в том, что нападение может быть выявлено еще до того, как система окажется скомпрометированной, и соответственно противодействие начнется раньше.

USTAT использует таблицу блока вывода для отслеживания каждого возможного вторжения, что позволяет идентифицировать скоординированное нападение из нескольких источников (не через последовательность действий нападающего, а через последовательность переходов между состояниями системы). Таким образом, если два нападения приводят систему в одно и то же состояние, каждое из их последующих действий может быть отражено как ветвление в предыдущей последовательности состояний. Это разветвление получается за счет дублирования строк в таблице блока вывода, каждая строка которой представляет различные последовательности нападения.

NetStat10 - продукт дальнейшего развития USTAT, ориентированный на поддержку обнаружения вторжений в сети серверов с единой распределенной файловой системой. В настоящее время в архитектуру NetStat11 вносится ряд существенных изменений, что приведет к переориентации с обеспечения безопасности отдельных серверов на обеспечение безопасности сетевых сегментов. Кроме того, NetStat включает набор зондов, которые отвечают за обнаружение и оценку вторжений в тех подсетях, в которых они функционируют.

Bro

Bro - исследовательский инструмент, разрабатываемый Ливерморской национальной лабораторией (Lawrence Livermore National Laboratory, http://www.llnl.gov) министерства энергетики США. Он предназначен для изучения проблем отказоустойчивости систем обнаружения вторжения. Рассмотрим основные особенности комплекса Bro12.

Контроль перегрузки - способность обрабатывать большие объемы передачи данных без снижения пропускной способности. Нарушитель может попытаться перегрузить сеть посторонними пакетами для вывода системы обнаружения вторжения из строя. В этом случае СОВ будет вынуждена пропускать некоторые пакеты, среди которых могут оказаться и созданные злоумышленниками для проникновения в сеть.

Уведомление в реальном масштабе времени. Оно необходимо для своевременного информирования и подготовки ответных действий.

Механизм разделения. Разделение фильтрации данных, идентификации событий и политики реагирования на них упрощает эксплуатацию и обслуживание системы.

Масштабируемость. Для выявления новых уязвимых мест, а также защиты от известных типов нападений требуется возможность быстро добавлять новые сценарии нападения во внутреннюю библиотеку сценариев.

Способность противостоять нападениям. Сложные сценарии нападения непременно включают элементы воздействия на систему обнаружения вторжений.

Система обладает иерархической архитектурой с тремя уровнями функций. На нижнем уровне Bro использует утилиту libpcap для извлечения из сети пакетов с данными. Этот блок обеспечивает независимость основных блоков анализа от технических особенностей телекоммуникационной сети, в которой развернута система, а также позволяет отфильтровать существенную долю пакетов на нижнем уровне. Благодаря этому libpcap может перехватывать все пакеты, связанные с прикладными протоколами (ftp, telnet и т.д.).

Второй уровень (события) выполняет проверку целостности пакета по заголовку. При обнаружении ошибок генерируется извещение о возможной проблеме. После этого запускается процедура проверки и определяется, было ли зарегистрировано полное содержание пакета.

События, сгенерированные в результате этого процесса, размещаются в очереди, которая опрашивается интерпретатором сценария политики. Сам сценарий находится на третьем уровне иерархии. Интерпретатор сценария политики написан на внутреннем языке Bro, который поддерживает строгую типизацию. Интерпретатор связывает значения случая с кодом для обработки этого случая и затем интерпретирует код.

Выполнение кода может закончиться генерацией дальнейших событий, регистрацией уведомления в реальном масштабе времени или регистрацией данных. Чтобы добавить новую функцию к возможностям Bro, надо подготовить описание образа, идентифицирующего событие, и написать соответствующие обработчики событий. В настоящий момент Bro контролирует четыре прикладных сервиса: finger, ftp, portmapper и telnet.

Bro работает под управлением нескольких вариантов ОС UNIX и используется как часть системы защиты Национальной лаборатории. С 1998 г. в результате функционирования Bro в международные организации CIAC и CERT/CC было передано 85 сообщений об инцидентах. Разработчики особо отмечают производительность системы - она не испытывает проблем потери пакетов в сети FDDI при пиковой производительности до 200 пакетов в секунду.

Коммерческие продукты

Коммерческие программы, о которых пойдет речь, - это небольшая часть всего множества продуктов, присутствующих на рынке1, 13-14. Сравнительную оценку коммерческих продуктов можно найти в ряде отчетов15-19. Описанные в статье системы можно рассматривать как классические образцы.

В отличие от рассмотренных выше экспериментальных систем, для коммерческих продуктов достаточно трудно найти объективное описание достоинств и недостатков, особенно что касается тестовых испытаний. В настоящее время ведется разработка единого стандарта на тестирование систем обнаружения вторжений20.

CMDS

Система CMDS21,22 была разработана компанией Science Applications International (http://www.saic.com), однако теперь ее поддерживает и продает ODS Networks (http://www.ods.com)23. Этот продукт предназначен для обеспечения безопасности серверов и мониторинга иерархической сети машин. Поддерживаются статистический и сигнатурный методы обнаружения, можно генерировать отчеты о прогнозах развития вторжения. Для анализа аномалий CMDS использует статистический анализ. Идентифицируются образы поведения, отклоняющиеся от нормальной практики пользователя. В статистике учитываются показатели времени входа/выхода из системы, запуска прикладных программ, количества открытых, измененных или удаленных файлов, использования прав администратора, наиболее часто используемых каталогов.

Профили пользовательского поведения обновляются каждый час и используются для выявления сомнительного поведения в каждой из трех категорий (вход в сеть, выполнение программ, ознакомление с информацией). Вычисляются отклонения от ожидаемого (в течение часа) поведения, и если они выше порогового значения, то генерируется предупреждение.

Распознавание сигнатур поддерживается экспертной системой CLIPS24. Факты, полученные из описания событий, имена использованных объектов и другие данные используются для представления правил CLIPS.

CMDS определяет сигнатуры нападения на UNIX-системы, связанные, например, с неудавшейся попыткой установления суперпользовательских полномочий, неудачей входа в систему, активностью отсутствующих пользователей и критической модификацией файлов. Каждое из подобных событий имеет эквивалентный набор сигнатур и для операционной системы Microsoft Windows NT.

NetProwler

NetProwler25-27 выпускается фирмой Axent (http://www.axent.com), с конца 2000 г. входящей в состав корпорации Symantec (http://www.symantec.com). Компонент Intruder Alert обнаруживает нападения на серверы, а NetProwler (ранее известный как ID-Track от компании Internet Tools) поддерживает обнаружение вторжений в сегментах сетей. Основу NetProwler составляет процесс динамического анализа полной сигнатуры. Этот метод обеспечивает интеграцию небольших порций информации, извлекаемой из сети, в более сложные события, что позволяет проверять события на совпадение с предопределенными сигнатурами в реальном масштабе времени и формировать новые сигнатуры. NetProwler имеет библиотеку сигнатур для различных операционных систем и типов нападений, благодаря чему пользователи могут сами строить профили сигнатур, используя Мастер определения сигнатуры. Тем самым пользователи могут описывать нападения, состоящие из отдельных, повторяющихся или целого ряда событий. Сигнатура нападения включает четыре элемента: примитив поиска (образец строки), примитив значения (значение или диапазон значений), сохраненное ключевое слово (имя протокола) и операционная система (или приложение, связанное с нападением).

NetProwler также поддерживает возможность автоматизированного ответа. При этом происходят регистрация и завершение сеанса, отправление по электронной почте информации о событии на пульт администратора, а также информирование другого персонала различными средствами.

NetRanger

NetRanger28-31 от Cisco Systems (http://www.cisco.systems) - система обнаружения вторжения в сетевых сегментах. С ноября 1999 г. продукт носит название Cisco Secure Intrusion Detection System. Система NetRanger работает в реальном времени и масштабируема к уровню информационной системы. Она состоит из двух компонентов - датчиков Sensor и директоров Director; датчики реализованы аппаратно, а директор - программно. Датчики размещаются в стратегических точках сети и контролируют проходящий трафик. Они могут анализировать заголовки и содержание каждого пакета, а также сопоставлять выбранные пакеты с образцом. Для определения типа нападения они используют экспертную систему на основе продукционных правил.

В NetRanger есть три категории описания нападений: основные, именованные (порождают множество других событий) и экстраординарные (имеющие очень сложную сигнатуру). Для обеспечения совместимости с большинством существующих сетевых стандартов возможна самостоятельная настройка сигнатур.

При фиксации факта нападения датчик инициирует ряд действий - включение сигнализации, регистрацию события, уничтожение сеанса или полный разрыв соединения. Директор обеспечивает централизованное управление системой NetRanger. Это включает удаленную инсталляцию новых сигнатур в датчики, сбор и анализ данных защиты.

Состояние объектов в системе (машины, прикладные программы, процессы и т.д.) отражается на консоли администратора в виде текста или пиктограмм, при этом состояние каждого устройства представлено определенным цветом: нормальному состоянию соответствует зеленый, пограничному - желтый, а критическому - красный цвет. Датчиками можно управлять с консоли директора, а информацию об атаках можно экспортировать в реляционную базу данных для последующего анализа.

Centrax

До недавнего времени система защиты от несанкционированного доступа фирмы Centrax (http://www.centraxcorp.com) поставлялась под названием Entrax. Однако в марте 1999 г. Centrax была куплена компанией Cybersafe (http://www.cybersafe.com), которая внесла в Entrax существенные технические изменения и переименовала продукт в Centrax32-34. Первоначально система Entrax была ориентирована на обеспечение безопасности отдельных серверов. Centrax, кроме того, контролирует события в сегменте сети. Система состоит из компонентов двух видов - пультов управления и целевых агентов, которые аналогичны директорам и датчикам в NetRanger. Целевые агенты, в свою очередь, также бывают двух видов: для сбора информации на основе централизованной или сетевой (распределенной) архитектуры. Целевые агенты постоянно находятся на машинах, которые они контролируют (индивидуальные ПК, файл-серверы или серверы печати), передавая информацию для обработки на пульт управления. Для более эффективной работы сетевой целевой агент реализован на автономной машине. Агенты первого типа поддерживают более 170 сигнатур (для вирусов, троянских программ, просмотра объекта и изменения пароля), а сетевые - только 40.

Пульт управления состоит из нескольких блоков. Целевой администратор загружает политику сбора и аудита для целевых агентов, администратор оценки исследует серверы на предмет выявления уязвимости защиты, а аварийный администратор отображает информацию об обнаруженных угрозах и может реагировать на них, разрывая сеанс связи. Пульт управления работает с ОС Windows NT, в то время как целевые агенты - с Windows NT или Solaris.

RealSecure

RealSecure19, 35-37 от компании Internet Security Systems (http://www.iss.net) - еще один продукт для обнаружения вторжений в реальном времени. Он также имеет трехуровневую архитектуру и состоит из модулей распознавания для сегментов сети и отдельных серверов и модуля администратора. Модуль распознавания для сегментов функционирует на специализированных рабочих станциях; он отвечает за обнаружение вторжения и реакцию на него. Каждый такой модуль контролирует трафик в определенном сетевом сегменте на наличие сигнатур нападения. Обнаружив неправомочное действие, сетевой модуль может отреагировать на него разрывом соединения, посылкой сообщения по электронной почте или на пейджер, или другими заданными пользователем действиями. Он также передает сигнал тревоги модулю администратора или пульту управления.

Модуль распознавания для серверов - это дополнение к сетевому модулю. Он анализирует файлы регистрации с целью выявить нападение; определяет, было нападение успешным или нет; предоставляет некоторую другую информацию, недоступную в реальном масштабе времени. Каждый такой модуль установлен на рабочей станции или сервере и полностью исследует файлы регистрации этой системы по контрольным образцам нарушений защиты. Модули этого типа предотвращают дальнейшие вторжения, завершая пользовательские процессы и приостанавливая работу учетных записей пользователя. Модуль может посылать сигнал тревоги, регистрационные события и выполнять другие определяемые пользователем действия. Все модули распознавания объединяются и конфигурируются административным модулем с единственной консоли.

Общедоступные системы

Кроме коммерческих и исследовательских систем существуют свободно распространяемые общедоступные программы для обнаружения вторжения. Рассмотрим в качестве примера две программы - Shadow и Network Flight Recorder, которые поддерживаются объединенными усилиями Военно-морского Центра сухопутных операций США, компании Network Flight Recorder, Агентства национальной безопасности США и Института SANS38, а также утилиту Tripwire. Уровень их поддержки гораздо ниже, чем у коммерческих систем, однако многим пользователям они помогут понять и оценить принципы работы СОВ, их возможности и ограничения. Такие системы интересны еще и тем, что их исходный код доступен.

Shadow

Система Shadow39, 40 содержит так называемые станции-датчики и анализаторы. Датчики обычно располагаются в важных точках сети - таких, как внешняя сторона межсетевых экранов, в то время как анализаторы находятся внутри защищенного сегмента сети. Датчики извлекают заголовки пакетов и сохраняют их в специальном файле. Анализатор ежечасно считывает эту информация, фильтрует ее и генерирует следующий журнал. Логика работы Shadow такова, что, если события уже идентифицированы и для них существует стратегия реагирования, предупредительные сообщения не генерируются. Этот принцип исходит из опыта работы с другими СОВ, в которых было много ложных предупреждений, напрасно отвлекавших пользователей.

Датчики используют для извлечения пакетов утилиту libpcap, разработанную исследовательской группой Lawrence Berkeley Laboratories Network Research Group41. Станция не делает предобработки данных, не вынуждая злоумышленника проверять свои пакеты. Основной анализ происходит в модуле tcpdump, который содержит фильтры пакетов. Фильтры могут быть простыми или состоящими из нескольких простых фильтров. Простой фильтр, например tcp_dest_port_23, выбирает пакеты протокола TCP с портом адресата 23 (telnet). Некоторые типы вторжений достаточно трудно обнаружить фильтрами tcpdump (в частности, те, которые применяют редкое зондирование сети). Для них Shadow использует инструмент на основе языка perl - модуль one_day_pat.pl.

Shadow функционирует на многих UNIX-системах, включая FreeBSD и Linux, и использует Web-интерфейс для отображения информации.

Network Flight Recorder

Network Flight Recorder (NFR) одноименной компании вначале существовал как в коммерческой, так и в общедоступной версии42-44. Затем политика его распространения изменилась: NFR закрыл доступ к исходному тексту свободно распространяемой версии, поскольку она была менее эффективной, чем коммерческий продукт, а пользователи могли принять его за коммерческую версию. Вместе с тем NFR по-прежнему планирует оставить коммерческий продукт доступным для изучения, но скорее всего уже не в исходных кодах.

Так же, как в Shadow, в NFR используется несколько измененная версия утилиты libpcap для извлечения случайных пакетов из сети (кроме заголовков, она может извлекать и тело пакета). База данных и модуль анализа обычно функционируют на одной платформе вне межсетевых экранов. Копии NFR можно размещать и во внутренних стратегических точках корпоративной сети, чтобы обнаружить потенциальные угрозы, исходящие от собственных пользователей компании.

NFR содержит собственный язык программирования (N), предназначенный для анализа пакетов. Фильтры, написанные на N, компилируются в байт-код и интерпретируются модулем выполнения.

Модули генерации предупреждений и отчетов используются после операций фильтрации и формирования выходных форм. Модуль сигнализации может посылать информацию о событии по электронной почте или факсу.

Tripwire

Tripwire - инструмент оценки целостности файла, первоначально разработанный в Университете Пурду (шт. Индиана, США). Подобно NFR, эта программа входит и в общедоступные, и в коммерческие системы. Исходный код общедоступной версии для ОС UNIX распространяется свободно. Tripwire отличается от большинства других инструментальных СОВ тем, что обнаруживает изменения в уже проверенной файловой системе.

Tripwire вычисляет контрольные суммы или криптографические подписи файлов. Если такие подписи были вычислены в безопасных условиях и гарантированно сохранены (например, хранились автономно вне сети на неперезаписываемом носителе), их можно использовать для определения возможных изменений. Tripwire можно сконфигурировать таким образом, чтобы она сообщала обо всех изменениях в проверенной файловой системе администратору. Она может выполнять проверки целостности в определенные моменты времени и сообщать администраторам о результатах, на основании которых они могут восстановить файловую систему. В отличие от большинства СОВ, Tripwire допускает восстановление наряду с обнаружением вторжения.

Логика работы Tripwire не зависит от типа события, однако эта программа не обнаруживает вторжений, которые не изменяют проверенные файлы.

Последняя коммерческая версия Tripwire - 2.X для платформ UNIX и Windows NT 4.0. Версия 2.0 для Red Hat Linux 5.1 и 5.2 распространяется бесплатно. Версия 1.3 доступна в исходных кодах и представляет состояние программы на 1992 г.

Согласно заявлению разработчиков, все коммерческие версии, начиная с 2.0, включают возможность скрытой криптографической подписи, усовершенствованный язык политики и средства передачи сообщений администратору системы по электронной почте.

Программы для государственных учреждений США

Отличия от коммерческих систем

СОВ прежде всего должны определять подозрительные действия в сети, выдавать предупреждения и, если возможно, предлагать варианты остановки таких действий. На первый взгляд, требования к коммерческим и правительственным системам должны быть одинаковы; тем не менее между ними существуют важные различия.

В феврале 1999 г. министерство энергетики США, Совет национальной безопасности и Управление политики в области науки и техники Администрации США организовали проведение симпозиума под названием "Обнаружение враждебного программного кода, вторжений и аномального поведения". На нем присутствовали представители коммерческого и государственного секторов. В принятом на симпозиуме документе были определены функции, которых не должно быть в коммерческих продуктах. Дело в том, что компании заинтересованы в защите конфиденциальной информации только для целей ведения бизнеса. Правительство также заинтересовано в защите собственных сетей, но главная задача для него - не извлечение прибыли, а защита национальной безопасности. Это очень важный момент. Правительственным организациям прежде всего необходимо обеспечить обнаружение вторжений в государственные информационные сети со стороны иностранных спецслужб. Ресурсы и возможности противника, поддержанного иностранным государством, могут превысить возможности лучших коммерческих СОВ.

Существует и другое важное различие. Компаниям достаточно получить общее описание подозрительного действия, чтобы как можно скорее предотвратить его влияние; правительственным же организациям важно также выяснить мотивы, которыми руководствовался нарушитель. В некоторых ситуациях правительство может избирательно перехватывать информацию с целью разведки или исполнения постановления суда. Коммерческие программные продукты ни сегодня, ни в ближайшее время не будут интегрироваться со специализированными государственными комплексами перехвата информации (такими, как Carnivore).

На симпозиуме было провозглашено, что производители коммерческих продуктов не будут разрабатывать методы объективной оценки программ обнаружения вторжения. Поэтому не существует общепринятых методик оценки программ этого класса. Такая установка в принципе устраивает бизнесменов, но правительственные организации, основная задача которых - обеспечение защиты национальной безопасности, должны знать, что делает СОВ и как она работает.

Другая проблема состоит в том, что коммерческие СОВ свободно продаются. Если использовать их для государственных нужд, то потенциальный нарушитель, узнав, какие системы используются в государственных организациях, мог бы купить такой же продукт и, досконально изучив его, обнаружить уязвимые места. Для предотвращения подобных ситуаций госструктуры должны использовать специально разработанные некоммерческие продукты. Сегодня в США разработаны специальные правительственные требования к программам обнаружения вторжений, которым существующие коммерческие СОВ не удовлетворяют.

CIDDS

CIDDS (Common Intrusion Detection Director System, также известная как CID Director) - специализированная аппаратно-программная операционная среда, разрабатываемая в рамках проекта создания средств обнаружения вторжений (IDT) Центра информационной войны Военно-воздушных сил США (Air Force Information Warfare Center, AFIWC). Центр AFIWC - структура, ответственная за разработку СОВ для сетей ВВС США. В ее состав входит Служба компьютерной безопасности ВВС (AFCERT), которая отвечает за разработку ежедневных операций по администрированию и обеспечению защиты информационных сетей.

CIDDS в реальном времени получает данные о подключениях и работе от автоматизированного измерителя инцидентов защиты (Automated Security Incident Measurement, ASIM), системы датчиков и других инструментальных СОВ. Предусмотрена возможность анализа собранных данных как в автоматическом режиме, так и с привлечением экспертов-аналитиков.

Программное обеспечение CID Director состоит из программ на C, C++ и Java, а также сценариев и SQL-запросов базы данных Oracle. Director хранит информацию в локальной БД Oracle и обеспечивает пользователю возможность анализировать индикаторы потенциально опасных действий, встречающихся в сетях ВВС США. Допускается а) обнаружение потенциально опасных, злонамеренных или неправомочных действий, которые происходят в течение долгого времени; б) обнаружение действий, которые имеют целью определенные компьютеры или типы сетей; в) обнаружение действий, которые проходят транзитом или задействуют несколько сетей; г) анализ тенденций и глобальных целей. В CIDDS также реализована возможность воспроизводить данные подключений в реальном масштабе времени для анализа последовательностей нажатия клавиш.

CIDDS обеспечивает для системы ASIM централизованное хранение и анализ данных. Director получает данные от различных датчиков, которые контролируют состояние всех сетей ВВС. Эти сети могут быть гомогенными или гетерогенными и обслуживать различные задачи ВВС. CIDDS служит центральной базой данных и точкой анализа для всех перечисленных сетей.

Планы будущего развития предусматривают установку CIDDS на различных уровнях во всех структурах ВВС. Все системы будут отправлять основную информацию в единую базу данных AFCERT.

Каждый компьютер CID Director связан с системой датчиков ASIM. ПО датчика состоит из модулей на C и Java, сценариев для оболочки UNIX (Bourne) и файлов конфигурации, которые вместе фильтруют пакеты и анализируют состояние сети. По существу это утилита для перехвата и анализа разнородных пакетов данных. Его ПО ведет мониторинг трафика протоколов IP, TCP, UDP и ICMP для идентификации подозрительных действий. Возможны два режима работы датчика - пакетный и реального времени.

ASIM в реальном масштабе времени использует для сбора трафика тот же самый программный модуль, что и в пакетном режиме. Однако в реальном времени идентифицируются события, которые могут указывать на попытки несанкционированного доступа, и в момент их появления немедленно порождается аварийный процесс на сервере датчика и посылается предупреждение администратору. Предупреждения в реальном масштабе времени обычно содержат только основную информацию. Дополнительные данные о действиях злоумышленника можно получить из последующей расшифровки стенограммы действий.

ASIM-датчик пакетного режима собирает сетевой трафик за некоторый период времени с настраиваемой продолжительностью, обычно 24 ч. После обобщения данные анализируются, и, если требуется, их можно просмотреть с локальной консоли или передать в центральный офис AFIWC/AFCERT. Каждые сутки собранные данные шифруются и передаются в AFIWC/AFCERT для анализа специалистом-аналитиком, который определяет, являются ли идентифицированные действия злонамеренными, неправомочными или нормальными уполномоченными.

Заключение

В настоящее время в области СОВ идет переход к созданию систем, ориентированных на защиту сетевых сегментов. Для американского рынка характерна следующая ситуация: коммерческие системы значительно отличаются от программных продуктов, которые рекомендованы для использования в государственных учреждениях. Отметим, что это общая тенденция в сфере ИТ, - для обеспечения безопасности государственных учреждений должны использоваться только специально созданные системы, недоступные на рынке. Последние имеют характерное отличие: они ориентированы не на автоматические алгоритмы распознавания признаков вторжений, а на экспертов-аналитиков, ежедневно оценивающих передаваемые данные.

Отечественным разработчикам следует обратить внимание на свободно распространяемые системы, доступные в исходных кодах. В условиях, когда отечественные разработки в этой области практически отсутствуют, наличие исходных текстов программ позволит изучить свойства продуктов этого класса и приступить к собственным разработкам.

Источники информации, упомянутые в статье Stocksdale, Gregory. (National Security Agency). SANS/NSA Intrusion Detection Tools Inventory. WWW: http://www.sans.org/NSA/idtools.htm . Anderson, James P. Computer Security Threat Monitoring and Surveillance. Fort Washington, PA: James P. Anderson Co. Denning, Dorothy E. (SRI International). An Intrusion Detection Model. IEEE Transactions on Software Engineering (SE-13), 2 (February 1987): 222-232. Mukherjee, Biswanath; Heberlein, L.Todd; & Levitt, Karl N. (University of California, Davis). Network Intrusion Detection. IEEE Network 8, 3 (May/June 1994): 26-41. WWW: http://seclab.cs.ucdavis.edu/papers.html . Anderson, Debra, et al. (SRI International). Detecting Unusual Program Behavior Using the Statistical Component of the NextGeneration Intrusion Detection Expert System (NIDES) (SRICSL-95-06). Menlo Park, CA: Computer Science Laboratory, SRI International, May 1995. WWW: http://www.sdl.sri.com/nides/index5.html . Lindqvist, Ulf & Porras, Phillip A. Detecting Computer and Network Misuse Through the Production-Based Expert System Toolset (P-BEST). Proceedings of the 1999 IEEE Symposium on Security and Privacy. Oakland, CA, May 9-12, 1999. WWW: http://www2.csl.sri.com/emerald/pbest-sp99-cr.pdf . Lunt, Teresa F., et al. (SRI International). A Real-Time Intrusion Detection Expert System (IDES). WWW: http://www2.csl.sri.com/nides.index5.html . Anderson, Debra; Frivold, Thane; & Valdes, Alfonso. (SRI International). Next-Generation Intrusion Detection Expert System (NIDES), A Summary (SRI-CSL-95-07). Menlo Park, CA: Computer Science Laboratory, SRI International, May 1995. WWW: http://www.sdl.sri.com/nides.index5.html . Kemmerer, Richard A., et al. (University of California, Santa Barbara). STAT Projects. WWW: http://www.cs.ucsb.edu/~kemm/netstat.html/projects.html . Kemmerer, Richard A. (University of California, Santa Barbara). NSTAT: A Model-Based Real-Time Network Intrusion Detection System (TRCS97-18). November 1997.WWW: . Vigna, Giovanni & Kemmerer, Richard A. (University of California, Santa Barbara). NetSTAT: A Network-Based Intrusion Detection Approach. Proceedings of the 14th Annual Computer Security Applications Conference. Scottsdale, AZ, Dec. 1998 . Available WWW: http://www.cs.ucsb.edu/~kemm/netstat.html/documents.html . Paxson, Vern. (Lawrence Berkeley National Laboratory). Bro: A System for Detecting Network Intruders in Real-Time, Proceedings of 7th USENIX Security Symposium. San Antonio, TX, January 1998. WWW: http:// www.aciri.org/vern/papers.html . Sobirey, Michael. Michael Sobirey"s ID Systems Page. WWW: http://www-rnks.informatik.tucottbus.de/~sobirey/ids.html . Information Assurance Technology Analysis Center. Information Assurance Tools Report. WWW: http://www.iatac.dtic.mil/iatools.htm . Newman, David; Giorgis, Tadesse; & Yavari-Issalou, Farhad. Intrusion Detection Systems: Suspicious Finds. WWW: http://www.data.com/lab_tests/intrusion.html . Newman, David; Giorgis, Tadesse; & Yavari-Issalou, Farhad. Intrusion Detection Systems: Suspicious Finds-II. WWW: http://www.data.com/lab_tests/intrusion2.html . Newman, David; Giorgis, Tadesse; & Yavari-Issalou, Farhad. Intrusion Detection Systems: Suspicious Finds-III. WWW: http://www.data.com/lab_tests/intrusion3.html . Scambray, Joel; McClure, Stuart; & Broderick, John. (InfoWorld Media Group Inc.). Network Intrusion-Detection Solutions. InfoWorld 20, 18 (May 4, 1998). WWW: http://www.infoworld.com/cgi-bin/displayArchive.pl?/98/18/intrusa.dat.htm . Phillips, Ken. (PC Week). One if by Net, Two if by OS . WWW: http://www.zdnet.com/products/stories/reviews/0,4161,389071,00.html . MIT Lincoln Laboratory. DARPA Intrusion Detection Evaluation. WWW: http://www.ll.mit.edu/IST/ideval/index.html . Van Ryan, Jane. SAIC"s Center for Information Security Technology Releases CMDS Verson 3.5 .WWW: http://www.saic.com/news/may98/news05-15-98.html . Proctor, Paul E. (SAIC). Computer Misuse Detection System(CMDS) Concepts. WWW: http://cpits-web04.saic.com/satt.nsf/externalbycat . ODS Networks, Inc. CDMS: Computer Misuse Detection System. WWW: http://www.ods.com/security/products/cmds.shtml . Riley, Gary. CLIPS: A Tool for Building Expert Systems. WWW: http://www.ghg.net/clips/CLIPS.html . AXENT Technologies, Inc. NetProwler-Advanced Network Intrusion Detection. WWW: http://www.axent.com/iti/netprowler/idtk_ds_word_1.html . AXENT Technologies, Inc. Netprowler. WWW: http://www.axent.com/product/netprowler/default.htm . AXENT Technologies, Inc. Netprowler-II . WWW: http://www.axent.com/product/netprowler/npbrochure.htm . Cisco. NetRanger.WWW: http:// www.cisco.com/warp/public/778/security/netranger . Cisco. The NetRanger Intrusion Detection System. WWW: http://www.cisco.com/warp/public/778/security/netranger/prodlit /netra_ov.htm . Cisco. NetRanger Intrusion Detection System. WWW: http://www.cisco.com/warp/public/778/security/netranger/netra_ds.htm . Cisco. NetRanger - General Concepts. WWW: http://www.cisco.com/warp/public/778/security/netranger/netra_qp.htm . CyberSafe Corporation. Centrax FAQ"s. WWW: http://www.centraxcorp.com/faq.html . CyberSafe Corporation. Centrax: New Features & Enhancements in Centrax 2.2. WWW: http://www.centraxcorp.com/centrax22.html . CyberSafe Corporation. Centrax FAQ"s .WWW: http://www.centraxcorp.com/faq.html . Internet Security Systems. Real Secure. WWW: http://www.iss.net/prod/realsecure.pdf . Internet Security Systems. RealSecure System Requirements. WWW: RS%20sys%20reqs">http://www.iss.net/reqspec/reqDisplay.php3?pageToDisplay=RS%20sys%20reqs . Internet Security Systems. RealSecure Attack Signatures. WWW: http://www.iss.net/reqspec/linkDisplay.php3?pageToDisplay=RS%20a.s.%20from%20DB . Stocksdale, Greg. CIDER Documents. WWW: http://www.nswc.navy.mil/ISSEC/CID/ . Irwin, Vicki; Northcutt, Stephen; & Ralph, Bill. (Naval Surface Warfare Center). Building a Network Monitoring and Analysis Capability-Step by Step. WWW: http://www.nswc.navy.mil/ISSEC/CID/step.htm . Northcutt, Stephen. (Naval Surface Warfare Center, Dahlgren). Intrusion Detection: Shadow Style-Step by Step Guide. SANS Institute Report (November 1988). Floyd, Sally, et al. (Lawrence Berkeley National Laboratory). LBNL"s Network Research Group. FTP: http://ftp.ee.lbl.gov/ . Network Flight Recorder, Inc. Step-by-Step Network Monitoring Using NFR. WWW: http://www.nswc.navy.mil/ISSEC/CID/nfr.htm . Ranum, Marcus J., et al. (Network Flight Recorder, Inc.). Implementing a Generalized Tool for Network Monitoring. WWW: http://www.nfr.net/forum/publications/LISA-97.htm . Network Flight Recorder, Inc. The Network Flight Recorder in Action! WWW: http://www.nfr.net/products/technology.html .