Автор Эдуард Афонцев. Традиционно и академично, но тема более чем актуальная...

В настоящее время кибертерроризм из области научной фантастики все больше обретает реальные черты. Эффективно противостоять виртуальному врагу можно, только зная его в лицо. Поэтому читателю предлагается для ознакомления классификация сетевых аномалий, отражающая современное состояние проблемы.

Классификация сетевых аномалий

Известные сетевые аномалии (СА) настолько разнообразны, что единой классификации они не поддаются. Так, существует деление на активные и пассивные, внешние и внутренние, умышленные и неумышленные аномалии и т.д. Однако данные подходы не отражают всех характеристик изучаемого явления и являются ограниченными. Поэтому автором предлагается классификация СА с точки зрения объекта воздействия – информационной системы (ИС), включающей программно-аппаратный комплекс и сетевую инфраструктуру.

Согласно выбранному подходу можно поделить СА на две основные группы: программно-аппаратные отклонения и проблемы безопасности.

К программно-аппаратным отклонениям относятся: аппаратные неисправности, ошибки конфигурирования, ошибки программного обеспечения и проблемы производительности оборудования.

Нарушения сетевой безопасности включают в себя следующие аномалии: сканирование, атаки с целью отказа от обслуживания, вирусная активность, распространение программных "червей", эксплуатация уязвимостей, анализаторы трафика (сниферы) и сетевые модификаторы. Наибольший экономический ущерб операторам связи наносят атаки с целью перегрузки сетей или сервисов и сетевая вирусная активность.

Программно-аппаратные отклонения

Ошибки программного обеспечения компонентов ИС могут повлечь за собой перевод в нештатный режим с последующим прекращением предоставления сервисов.

Ошибки конфигурирования переводят функциональные возможности компонентов ИС в несоответствие штатным проектным параметрам, что нарушает общую работоспособность.

Нарушения производительности влекут за собой выход параметров ИС за пределы расчетных значений, что сопровождается нарушением обеспечения предоставления сервисов.

Аппаратные неисправности могут повлечь за собой как полный выход из строя отдельных компонентов ИС, так и деградирующее влияние отдельной подсистемы на весь комплекс.

Нарушения безопасности

Сетевое сканирование (network scan) производится с целью анализа топологии сети и обнаружения доступных для атаки сервисов. В процессе сканирования производится попытка соединения с сетевыми сервисами методом обращения по определенному порту. В случае открытого сканирования сканер выполняет трехстороннюю процедуру квитирования, а в случае закрытого (stealth) – не завершает соединение. Так как при сканировании отдельного хоста происходит перебор сервисов (портов), то данная аномалия характеризуется попытками обращения с одного IP адреса сканера на определенный IP адрес по множеству портов. Однако, чаще всего сканированию подвергаются целые подсети, что выражается в наличии в атакованной сети множества пакетов с одного IP адреса сканера по множеству IP адресов исследуемой подсети, иногда даже методом последовательного перебора. Наиболее известными сетевыми сканерами являются: nmap, ISS, satan, strobe, xscan и другие.

Анализаторы трафика или снифферы предназначены для перехвата и анализа сетевого трафика. В простейшем случае для этого производится перевод сетевого адаптера аппаратного комплекса в прослушивающий режим и потоки данных в сегменте, к которому он подключен, становятся доступны для дальнейшего изучения. Так как многие прикладные программы используют протоколы, передающие информацию в открытом, незашифрованном виде, работа снифферов резко снижает уровень безопасности. Отметим, что выраженных аномалий в работе сети снифферы не вызывают. Наиболее известными снифферами являются: tcpdump, ethereal, sniffit, Microsoft network monitor, netxray, lan explorer.

В компьютерной безопасности термин уязвимость (vulnerability) используется для обозначения слабозащищенного от несанкционированного воздействия компонента ИС. Уязвимость может являться результатом ошибок проектирования, программирования или конфигурирования. Уязвимость может существовать только теоретически или иметь эксплуатирующую программную реализацию - эксплоит. В сетевом аспекте уязвимостям могут быть подвержены информационные ресурсы, такие как операционные системы и ПО сервисов.

Вирусная сетевая активность является результатом попыток распространения компьютерных вирусов и червей, используя сетевые ресурсы. Чаще всего компьютерный вирус эксплуатирует какую-нибудь единственную уязвимость в сетевой прикладной службе, поэтому вирусный трафик характеризуется наличием множества обращений с одного зараженного IP адреса ко многим IP адресам по определенному порту, соответствующему потенциально уязвимому сервису. Примеры нескольких широко известных сетевых вирусов приведены ниже.

Сетевые модификаторы производят искажение передаваемых по сети данных с целью нарушения установившихся соединений или получения несанкционированного доступа к информационным ресурсам. К данному классу аномалий относятся спуфинг (spoofing), врезка (man-in-the-middle) и другие. Технология спуфинга позволяет злоумышленнику генерировать сетевые пакеты с поддельным адресом отправителя, принадлежащим закрытой сети, выдавая себя за санкционированного пользователя. Нарушения типа врезка выражаются в модификации сетевых потоков данных между конечными участниками соединения или подмене одного из сетевых сервисов.

Атаки типа "отказ в обслуживании" (Denial of Service, DoS) приводят к перегрузке и недоступности информационных (серверы, сервисы) или сетевых ресурсов (каналы связи, коммутаторы, маршрутизаторы).

Основные типы DoS атак:

• Атаки, направленный на перегрузку информационных ресурсов серверов (ОС и приложений). Пример: mailbomb.
• Атаки, использующие ошибки в реализации стека протоколов TCP/IP в ОС. Для этого используется генерирация специально сконструированной серии пакетов, при обработке которых происходит сбой в работе ОС. Примеры: teardrop, land.
• Блокирование каналов связи и маршрутизаторов осуществляется с помощью мощного потока пакетов (flood, затопление), полностью задействующих вычислительные мощности маршрутизаторов или полосу пропускания канала связи. В итоге легитимный трафик игнорируется и пользователи получают отказ в доступе.

• Tcp flood – поток tcp пакетов
• Tcp syn flood – поток tcp пакетов с флагом установки соединения
• Udp flood – поток udp пакетов
• Icmp unicast flood – поток icmp пакетов
• Icmp broadcast flood – пакеты с поддельным адресом источника и широковещательным адресом назначания вызывают поток ответов на данный адрес источника Примеры: smurf
• Ip packet fragmentation – поток фрагментированных пакетов
• Distributed DoS (DDoS) – распределенная атака DoS, использующая множество сетевых источников Примеры: Tribe Flood Network (TFN), Stacheldracht, Trinoo.