PA159 - Bezpečnost na síti II
2. 11. 2007
Autentizační protokoly
* PAP (RFC 1334)
* slabá autentizace
* plain-text hesla přes sít
* Předpokládal přístup přes telefon přímo k autentizačnímu serveru
* CHAP (Challenge Handshake, RFC 1994)
* Challenge-response
* Neposílá hesla přes sít
* Obě strany znají otevřené heslo
* Používá MD5 (sdílené_heslo--autentizační požadavek)
PA159 2 Podzim 2007
Autentizační služby
* Služba pro autentizaci (a případnou následnou autorizaci)
přístupu
* TACACS, Terminal Access Controller Access Control System
(RFC 1492)
* RADIUS, Remote Authentization Dial In User Service
(RFC 2865)
PA159 3 Podzim 2007
TACACS
* Původně pro autentizaci volaných modemů
* Autentizaci neprovádí terminál server, ale autentizační server
(služba pro více terminál serverů/modemů); uživatel přímo
s autentizačním serverem nekomunikuje
* Zahrnuje i autorizaci: Uživatel Jan smí linku použít jen v úterý od
10:00 do 16:00.
* Klient používá pro komunikaci UDP port 49 nebo lokálně
dohodnutý TCP port
* Analogie PAP protokolu pro vlastní autentizaci
PA159 4 Podzim 2007
RADIUS
* Postaven na principu challenge-response
* Integrovatelný i s PAP, kde login/heslo je požadovaná ,,response"
* Hierarchická struktura
Může použít jako klient další RADIUS servery
* Používá UDP
* Transakční protokol, zajištění ve vyšších vrstvách
* Musí umět použít záložní server
* Jednodušší implementace (bezstavový server)
* Rozšiřitelný protokol
* Podpora mobility
PA159 5 Podzim 2007
Distribuce klíčů
* Základní problém: Komu patří (veřejný) klíč K?
* Důvěryhodný prostředník (trusted intermediary):
Symetrické klíče: Key Distribution Center (KDC)
* Asymetrické klíče: Certifikační autorita (CA)
* Příklad KDC: Kerberos (RFC 1510)
* Kerberos autentication server
PA159 6 Podzim 2007
Certifikační autorita
* Podepisuje veřejné klíče
* Registrační autorita
* Kontrola totožnosti: asociace entita x klíč
* Potvrzenou asociaci předává CA
* Chráněný soukromý klíč CA
* Používán na podpis asociace entita x klíč
* Revokace klíčů
PA159 7 Podzim 2007
ˇ\f
Bezpečnost na více vrstvách
* vice různých požadavků: přenos vs.
Požadavky:
* zabezpečená komunikace
integrita zpráv
* autentizace odesilatele i příjemce
PA159 8
ý e-mail
autentizace příjemce i odesilatele
Podzim 2007
Bezpečný e-mail - realizace
* Symetrická kryptografie: distribuce klíče
* Asymetrická kryptografie: problém šifrování velmi dlouhých
zpráv
* Klíče seance (session keys)
* jednorázový symetrický klíč
* asymetricky zašifrován
* dešifrován příjemcem
* Použití hash funkcí pro zajištění integrity
PA159 9 Podzim 2007
PGP
* Pretty Good Privacy
* Původně Phil Zimmermann (1991)
* Sloužil jako de-facto standard pro šifrování pošty
* Garantuje:
* Šifrování zprávy symetrickým klíčem (CAST, 3DES, IDEA)
* Autentizaci uživatele pomocí asymetrické kryptografie (RSA)
* Integritu zprávy hash funkcí (MD5, SHA)
* (v podstatě poskytuje digitální podpis)
* Síření klíčů: Web of trust
* Já určuji, do jaké míry získanému veřejnému klíči věřím
* Já určuji, komu věřím, že mi sděluje důvěryhodné klíče
PA159 10 Podzim 2007
SSL - bezpečnost v komerčním světě
* Secure Socket Layer
* Poskytuje:
* Autentizace serveru
* Autentizace klienta
* Šifrování zprávy (SSL session)
* Základ pro TLS (Transport Layer Security, RFC 2246)
* Zabezpečená cesta (na rozdíl od jednotlivých zpráv/paketů)
PA159 11 Podzim 2007
SSL handshake
* Postupné kroky:
1. Prohlížeč pošle číslo verze SSL a preferované šifrovací protokoly (pro dohodu mezi
serverem a prohlížečem)
2. Server pošle číslo verze SSL, preference šifrovacích protokolů a svůj certifikát
3. Prohlížeč zkontroluje certifikát. Pokud kontrola neproběhne (uživatel akceptuje neznámý
certifikát resp. certifikát podepsaný neznámou CA), pak komunikace není autentizovana.
4. Prohlížeč vygeneruje symetrický klíč a zašifrovaný jej pošle serveru. Současně pošle
zprávu, že tímto klíčem bude dále šifrovat.
5. Server akceptuje klíč a potvrdí, že jím bude nadále šifrovat.
* Zprávy šifrovány symetrickým klíčem (klíč seance)
* Umožňuje znovupoužití- handshake má určitou dobu platnosti
PA159 12 Podzim 2007
Secure Electronic Transactions, SET
* Speciální protokol pro platby, není vhodný pro obecné šifrování
dat
* Určen pro zajištění anonymity
* Obchodník nemusí znát identitu plátce, stačí mu garance banky
* Komunikace mezi třemi komponentami:
* Nakupující, resp. jeho elektronická peněženka
* Obchodník, resp. jeho server
* Banka, resp. její brána
* Každý ze zúčastněných má certifikát
* SET přidává sémantiku konkrétním polím
PA159 13 Podzim 2007
SET - základní komunikace
* Náčrt protokolu
* Obchodník požádá banku o garanci na konkrétní platbu
* Nakupující prostřednictvím obchodníkova terminálu předloží bance svou
peněženku a ta z ní vyjme příslušnou částku; případně částku odečte
z jeho účtu v bance
* Banka potvrdí obchodníkovi platbu
* Obchodník se nedostane do styku s identitou zákazníka
PA159 14 Podzim 2007
ISfllSnic Secure Electronic Transactions
lransaciioii
lokální CA č.1 root CA lokální CA č.2
PA159 15 Podzim 2007
IPsec
* Bezpečnost na sítové vrstvě
* Několik desítek RFC, základní 2401 a 2411
* Základní protokoly
* Authentication Header (AH), RFC 2401
* Autentizace odesilatele a příjemce
* Integrita dat
* Data nejsou šifrována
* Encapsulation payload security (ESP), RFC 2406
* Přidává šifrování paketů
PA159 16 Podzim 2007
IPsec - Security Agreement
* IPsec vytváří logické kanály, zvané security agreements, SA
* Vždy jednosměrné (dva SA pro duplex)
* SA je definován
* Identifikátorem protokolu (AH nebo ESP)
* Zdrojovou IP adresou kanálu
* 32bitovým identifikátorem spojení (Security Parameter Index, SPI)
PA159 17 Podzim 2007
AH protokol
* Další hlavička mezi IP a TCP/UDP hlavičkou
* IP protokol č. 51
* Příjemce z něj pozná, že musí zpracovat AH
* PoleAH
* Next header: říká, co následuje za protokol
- SPI
* Sekvenční číslo datagramu
* Pole autentizačních dat: digitální podpis datagramu
PA159 18
ESP protokol
* Nejen hlavička, ale i vlastní data jsou chráněna
* Přidává také ,,na konec" (ocas):
* ESP Trailer
ESP Auth (poslední část ESP datagramu)
* IP protokol č. 50
* ESP Header neobsahuje Next header
* Ten je uložen v ESP traileru
* Šifrován původní datagram plus ESP trailer
- Používá DES-CBC
PA159 19 Podzim 2007
IPsec a distribuce klíčů
* Internet Key Exchange (IKE, RFC 2409)
* Internet Security Association and Key management Protocol
(ISKMP, RFC 2407, 2408)
* Definuje postupy pro sestavení a zrušení SA
PA159 20 Podzim 2007
Ochrana sítě, dat a uživatelů
* Komplikovaný problém bez jednoduchého řešení
* Autentizace a šifrování pouze technickým základem
* Podstatné organizační a
* sociální aspekty
* Člověk zpravidla nejslabším článkem (sociální inženýrství)
PA159 21 Podzim 2007
Hrozby
* Získání přístupu k soukromým datům
* Modifikace soukromých i veřejných dat
* včetně zrušení či odstranění informací
* Nežádoucí zasahování do provozu
* až po zrušení služeb (Denial od Service)
PA159 22 Podzim 2007
Ochrana proti zneužití
* Fyzická
* Zabránění prístupu
* Programová
* Autentizace
* Šifrování
* Synchronní zásah (monitorování provozu a okamžitá reakce)
* Intrusion detection system (IDS)
* Právní
* Definice žádoucího a nežádoucího chování
PA159 23 Podzim 2007
Firewally
* V podstatě logické odpojení od Internetu
* ,,Vnitrní a ,,vnejsľ sít
* Povoluje jen určité služby (zpravidla formou otevřených/zavřených portů)
* Oboustranný blok
* NAT (Network Address Translation)
* Filtr paketů
* Aplikační brána
PA159 24 Podzim 2007
NAT
* ,,Skrývá" vnitřní sít
* Vnitřní adresy ,,neviditelné" (proto překlad)
* Fakticky rozšiřuje adresní rozsah
* Udržuje spojení (speciální typ proxy)
* Původně reakce na vyčerpání IPv4 adres
* Zpravidla kombinován s filtrováním paketů
* NAT sám o sobě není firewall
PA159 25 Podzim 2007
Filtrování paketů
* Analyzuje hlavičky každého datagramu
* Kontroluje (zpravidla)
* Odesilatelovu IP adresu
* Cílovou IP adresu
* TCP/UDP výchozí a cílový port (,,protokol")
- Řídící data (ICMP, TCP SYN a ACK, ...)
* Umí zachytit IP spoofing (podvržení interních adres)
PA159 26 Podzim 2007
Příklad
* Blokování spojení z jedné strany
* Kontrola směru navázání spojení:
* Akceptuje iniciaci interním uzlem (,,zevnitř")
* Blokuje spojení iniciované externím uzlem
* Možné řešení:
* TCP ACK pole nastaveno na 0 - blokuje spojení
* ACK nese číslo prvního ,,chybějícího" oktetu, 0 znamená pokus o navázání
spojení
PA159 27 Podzim 2007
Aplikační brána
* Kontrola obsahu datagramů
* Problematické pro šifrovaná data (včetně IPsec)
* Princip prostředníka (proxy)
* Brána se vydává za druhou stranu spojení
* Specifické brány pro konkrétní aplikace
* web/http, telnet, ...
* e-mail: kontrola virů, označování možného spamu
PA159 28 Podzim 2007
Firewally - shrnutí
* Součást komplexní ochrany
* Není jisté, zda skutečně nutná součást - nejsou všelékem
* Řada útoků vedena zevnitř
* Zvyšují riziko rychlého síření nákazy
* falešný pocit bezpečí
* interní sít často není dostatečně chráněna
* uživatelé ,,zleniví" (a nejsou informovaní ani proškolení)
* Zpravidla zdrojem zpomalení při vysokých rychlostech
* ,,Akceptovatelné" překonávání firewalů
* Funkcionalita výborná pro zastavení probíhajícího útoku
* Aplikační brány: nebezpečí chyb (a ochrana soukromí)
* Např. falešná detekce virů
PA159 29 Podzim 2007
Denial of Service
* Základní model útoku
* Přetížení serveru
* Zastavení (zhroucení) serveru
* Útok z jediného zdroje
* Nepříliš nebezpečný
* Lze zastavit (na nejbližším aktivním prvku)
PA159 30
Distributed Denial of Service, DDoS
* Synchronizovaný útok z více míst
* Těžko rozpoznatelný
* Jednotliví útočníci mohou mít sami o sobě legitimní požadavky
* Neexistuje univerzální ochrana
* Zastavení vyžaduje spolupráci v rámci sítě
PA159 31 Podzim 2007
DDoS - ochrana v aktivní síti
* První fází rozpoznání útoku: označení jednotlivých proudů
* Každý směrovač ví, od jakého souseda jdou takto označené
pakety
* S každým přijatým datagramem pošle požadavek na zastavení
,,nahoru" (proti proudu toku paketů)
* Každý datagram přiblíží zastavení blíže k útočníkovi
* V konečném počtu kroků všichni útočníci zablokování
* Kontrolní otázka: Proč nelze vše zastavit na aktivním prvku nejblíže
napadenému serveru?
PA159 32 Podzim 2007
Počítačové viry
* Reprodukující se kódy
* Často se schopností mutace
* Motivace tvorby (ne vždy jasná)
* Zpočátku zpravidla možnost ,,ukázat se" (před uzavřenou komunitou)
* Potenciál pro využití (průmyslová a vojenská špionáž, terorismus)
* Ochrana:
* Lokální: Koncových stanic a serverů
* V síti: proti šíření - vhodná filtrace na branách/aktivních prvcích
* Detekce útoků (korelace dat)
PA159 33 Podzim 2007
Viry - poučení
* Technologie sama nestačí
* Zpravidla využity dávno známé chyby
* Nicméně technologie je nezbytná pro zastavení útoku
* Nezbytností operační systémy s přístupovými právy
* Chyba, pokud běžná práce vyžaduje administrátorské privileje
* Nezbytnou součástí je výchova uživatelů
* ,,Počítačová hygiena"
PA159 34 Podzim 2007
Cílené napadení (hacking)
* Snaha získat přístup k síti a/nebo do ní zapojeným zdrojům
* Klukovska zábava (,,jít sousedovi na hrušky") až
vojenské/teroristické akce
* Využití
* Přístup k datům a jejich modifikace
* krádež identity (kreditní karta a ID)
* phishing patří do kategorie sociálního inženýrství
* změna webových stránek
* ,,Nástupní" platforma pro další činnost (např. DDoS)
* Často zneužívány stroje univerzit (rychlé spojení, liberální prostředí, ale
především stále noví nepoučení uživatelé)
PA159 35 Podzim 2007
Ochrana proti napadení
* Řízení a kontrola přístupu na všech úrovních
* Použití vhodných operačních systémů s ochranpou přístupu
* Pravidelná údržba (patche, povyšování, ...)
* Další součást ,,počítačové hygieny"
* Monitoring provozu
* Sledování provozu na síti
Sledování procesů na stanicích a serverech
* Výchova uživatelů
PA159 36 Podzim 2007
Společná ochrana proti útokům
* Nespoléhat na jediný ochranný mechanismus
* Nepodceňovat uživatele
* Distribuovaný monitoring poučenými uživateli
* Možnost rychle zastavit útok
* Monitorovat provoz a vyhodnocovat
* včetně ,,chytrého" (nemodifikovatelného) ukládání citlivých dat
* Mít připraveny postupy pro případ rozeznaného útoku
PA159 37 Podzim 2007