Анализ защищенности информационной системы на основе выявления уязвимостей и обнаружения вторжений

Эксплуатационные уязвимости ИС связаны с ошибками, допущенными пользователями и администраторами системы в процессе использования общесистемного и прикладного ПО . Наиболее характерными примерами уязвимостей этого типа являются:

• наличие слабых, не стойких к угадыванию паролей доступа к ресурсам ИС. При активизации этой уязвимости нарушитель может получить несанкционированный доступ к ИС путём взлома пароля при помощи метода полного перебора или подбора по словарю;
• наличие в системе незаблокированных встроенных учётных записей пользователей, при помощи которых потенциальный нарушитель может собрать дополнительную информацию, необходимую для проведения атаки . Примерами таких учётных записей являются запись " Guest " в операционных системах или запись " Anonymous " в FTP -серверах;
• неправильным образом установленные права доступа пользователей к информационным ресурсам ИС. В случае если в результате ошибки администратора пользователи, работающие с системой, имеют больше прав доступа, чем это необходимо для выполнения их функциональных обязанностей, то это может привести к несанкционированному использованию дополнительных полномочий для проведения атак. Например, если пользователи будут иметь права доступа на чтение содержимого исходных текстов серверных сценариев, выполняемых на стороне Web -сервера, то этим может воспользоваться потенциальный нарушитель для изучения алгоритмов работы механизмов защиты Web -приложений и поиска в них уязвимых мест;
• наличие в ИС неиспользуемых, но потенциально опасных сетевых служб и программных компонентов . Так, например, большая часть сетевых серверных служб, таких как Web -серверы и серверы СУБД поставляются вместе с примерами программ, которые демонстрируют функциональные возможности этих продуктов. В некоторых случаях эти программы имеют высокий уровень привилегий в системе или содержат уязвимости , использование которых злоумышленником может привести к нарушению информационной безопасности системы. Примерами таких программ являются образцы CGI -модулей, которые поставляются вместе с Web -приложениями, а также примеры хранимых процедур в серверах СУБД.

Для обнаружения уязвимостей в ИС проводится процедура аудита информационной безопасности , которая состоит из двух этапов - анализа текущего уровня защищённости ИС и разработки предложений по устранению выявленных уязвимостей . Аудит состоит из комплекса проверок, часть из которых направлена на обнаружение и устранение уязвимостей , который были описаны выше. Рассмотрим различные методы, при помощи которых можно обнаружить слабые места в ПО ИС.

Выявление уязвимостей типа " buffer overflow ", " SQL Injection " и " format string " возможно либо путём анализа исходных текстов потенциально уязвимой программы, либо при помощи поведения анализа безопасности уже работающей программы. Первый способ предполагает экспертный анализ исходных текстов программы с целью поиска и исправления ошибок, которые были допущены на этапе её разработки. В большинстве случае для устранения выявленных уязвимостей необходимо добавление новых функций, обеспечивающих проверку корректности входных данных , поступающих в программу. Так, например, для исправления уязвимостей типа " buffer overflow " необходимо добавить процедуру проверки, которая должна следить за тем, чтобы объём входных данных не превышал максимальный размер переменной, для которой они предназначаются. Исправление уязвимости " SQL Injection " возможно путём защиты от вставки символа "'", который в большинстве случаев и позволяет модифицировать исходный SQL - запрос . Для устранения уязвимостей типа " format string " необходимо использовать такой формат вызова функций, в котором форматирующая строка задаётся в явном виде разработчиком программы. Как правило, метод анализа исходных текстов отличается высокой трудоёмкостью и используется только в компаниях, которые занимаются разработкой ПО .

Второй метод выявления уязвимостей используется для анализа защищённости ПО , которое уже установлено и функционирует в ИС. Метод предполагает использование специализированных программных средств - так называемых сканеров безопасности или систем анализа защищённости. Эти средства позволяют обнаруживать уязвимости на основе активного и пассивного методов. При помощи пассивного метода осуществляется сбор информации о настройках ПО , присутствующего в ИС и на основе этих данных делается вывод о наличии или отсутствии в системе уязвимостей . Так, например, если будет выявлено наличие ОС без установленного модуля Service Pack , то это означает, что она подвержена ряду уязвимостей . Активные методы анализа защищённости приложений имитируют информационные атаки и затем на основе анализа результатов делается вывод о наличии уязвимостей в системе. Совместное использование пассивных и активных методов анализа защищённости приложений ИС позволяет выявить не только уязвимости " buffer overflow ", " SQL Injection " и " format string ", но и эксплуатационные уязвимости конфигурации ПО . Устранение уязвимост ей в этом случае возможно путём установки соответствующих модулей обновления ( service packs , hotfixes , patches и др.) или изменения настроек используемого ПО . Рассмотренные активные и пассивные методы наиболее часто используются для анализа защищённости ПО , на основе которых функционируют ИС организаций.

Прежде чем начать разговор о способах выявления информационных атак , определим, что же собой представляет вторжение нарушителя. Итак, атака представляет собой совокупность действий нарушителя, приводящих к нарушению информационной безопасности ИС. В результате успешно реализованной атаки нарушитель может, например, получить несанкционированный доступ к информации, хранящейся в ИС, нарушить работоспособность системы или исказить содержимое данных ИС. В качестве потенциальных целей атаки могут выступать серверы, рабочие станции пользователей или коммуникационное оборудование ИС. В общем случае любая атака может быть разделена на четыре стадии (Рис. 23.5):

1. стадия рекогносцировки. На этой стадии нарушитель старается получить как можно больше информации об объекте атаки , на основе которой планируется дальнейшие этапы атаки . Примерами таких данных являются: тип и версия операционной системы, установленной на хостах ИС, список пользователей, зарегистрированных в системе, сведения об используемом прикладном программном обеспечении и др.;
2. стадия вторжения в ИС. На этом этапе нарушитель получает несанкционированный доступ к ресурсам тех хостов, на которые совершается атака ;
3. стадия атакующего воздействия на ИС. Данная стадия атаки направлена на достижение нарушителем тех целей, для которых и предпринималась атака . Примерами таких действий могут являться нарушение работоспособности ИС, кража конфиденциальной информации , хранимой в системе, удаление или модификация данных системы и др. При этом атакующий может также осуществлять действия, которые могут быть направлены на удаление следов его присутствия в ИС;
4. стадия дальнейшего развития атаки . На этом этапе выполняются действия, которые необходимы для продолжения атаки на другие объекты ИС.

Рассмотрим на конкретных примерах как могут реализовываться различные стадии информационной атаки . На этапе рекогносцировки действия нарушителя могут быть нацелены на получение следующей информации:

• информация о структуре и топологии ИС. Для получения информации этого типа нарушитель может воспользоваться стандартными утилитами типа " traceroute ", входящими в состав практически любой операционной системы (ОС). Эти утилиты позволяют сформировать список IP-адресов маршрутизаторов , через которые проходят пакеты от компьютера нарушителя до хоста, который выступает в роли объекта нападения. Злоумышленник также может получить необходимую ему информацию о структуре ИС путём обращения к DNS -серверу, на котором могут храниться данные о хостах ИС;
• информация о типе ОС, установленной в ИС. Один из наиболее распространённых методов определения типа ОС основан на том факте, что разные системы по-разному реализуют требования стандартов RFC , в которых определены правила взаимодействия на основе различных сетевых протоколов . Таким образом, при формировании одних и тех же сетевых запросов разные ОС в ответ отправляют отличные друг от друга данные, на основе которых можно с большой долей вероятности определить характеристики используемой ОС. Данный метод также позволяет определить тип аппаратной платформы, на основе которой функционирует та или иная ОС;
• информация о типе прикладных сервисов, присутствующих в ИС. Нарушитель может определить какие сетевые сервисы и прикладное ПО функционирует на хосте путём сканирования открытых портов и анализа заголовков ответов, полученных от этих служб;
• информация о зарегистрированных пользователях ИС. Информация этого типа может быть получена злоумышленником из базы данных SNMP MIB , установленной на рабочих станциях и серверах ИС.

После сбора всей необходимой информации нарушитель переходит к этапу вторжения в ИС. Любое вторжение основано на так называемой уязвимости , активизация которой и позволяет злоумышленнику внедриться в систему. Примерами уязвимостей являются ошибочная конфигурация сетевых служб ИС, наличие программного обеспечения без установленных модулей обновления ( service packs , patches , hotfixes ), использование "слабых" и "нестойких" паролей, отсутствие необходимых средств защиты и др. В результате успешной реализации этой стадии атаки нарушитель получает несанкционированный доступ к ресурсам атакованного хоста ИС, что позволяет ему перейти к реализации следующей стадии информационной атаки .

На стадии атакующего воздействия нарушитель выполняет в ИС те действия, которые позволяют ему осуществить цель атаки . Например, злоумышленник может извлечь из СУБД атакованного хоста номера кредитных карточек пользователей ИС или другую конфиденциальную информацию.

После атакующего воздействия нарушитель может перевести атаку в фазу её дальнейшего развития. Для этого в состав ИС может несанкционированно внедряться новое ПО , которое может быть использовано нарушителем для атаки на другие хосты ИС. В этом случае атака снова переходит на первый этап своего жизненного цикла - этап сбора информации о следующей цели атаки .

В процессе реализации информационных атак злоумышленники могут использовать специализированное программное обеспечение , позволяющее автоматизировать действия, выполняемые различных стадиях атаки . После описания основных этапов развития атаки перейдем к рассмотрению основных подходов к выявлению информационных вторжений .