Tài liệu Nghiên cứu triển khai hệ thống giám sát quản trị mạng trên nền tảng mã nguồn mở nagios

  • Số trang: 99 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 77 |
  • Lượt tải: 0
quangtran

Đã đăng 3721 tài liệu

Mô tả:

i MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Tóm tắt luận văn Mục Lục -------------------------------------------------------------------------------- i Danh mục các chữ viết tắt ----------------------------------------------------------- iv Danh mục hình vẽ --------------------------------------------------------------------- v PHẦN MỞ ĐẦU ---------------------------------------------------------------------- 1 1 Tính cấp thiết của đề tài ---------------------------------------------------------- 1 2 Mục tiêu của đề tài ---------------------------------------------------------------- 2 3 Đối tượng phần mềm nghiên cứu ----------------------------------------------- 2 4 Nội dung nghiên cứu đề tài ------------------------------------------------------ 3 5 Bố cục luận văn ------------------------------------------------------------------- 4 6 Các công trình nghiên cứu liên quan ------------------------------------------- 5 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đánh giá tổng quan về bảo mật mạng máy tính ---------------------------- 6 1.2 Phân loại các mối đe dọa trong bảo mật ------------------------------------- 8 1.2.1 Mối đe dọa bên trong ------------------------------------------------------ 8 1.2.2 Mối đe dọa từ bên ngoài --------------------------------------------------- 9 1.2.3 Mối đe dọa không có cấu trúc -------------------------------------------- 9 1.2.4 Mối đe dọa có cấu trúc -------------------------------------------------- 10 1.3 Phân loại một số lỗ hổng trong bảo mật ----------------------------------- 10 1.3.1 Lỗ hổng bảo mật---------------------------------------------------------- 10 1.3.2 Phân loại lỗ hổng bảo mật ----------------------------------------------- 10 1.4 Một số kiểu tấn công mạng -------------------------------------------------- 14 1.5 Các giải pháp phát hiện và phòng chống tấn công mạng ---------------- 17 1.5.1 Các biện pháp phát hiện hệ thống bị tấn công ------------------------ 17 1.5.2 Giải pháp phát hiện và phòng chống xâm nhập ---------------------- 19 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG PHÁT HIỆN VÀ PHÒNG CHỐNG XÂM NHẬP ii 2.1 Vai trò, chức năng của hệ thống phát hiện và phòng chống xâm nhập 22 2.1.1 Lịch sử phát triển --------------------------------------------------------- 22 2.1.2 Vai trò, chức năng của hệ thống phát hiện và phòng chống xâm nhập ------------------------------------------------------------------------------------- 23 2.2 Đặc điểm, kiến trúc hệ thống của IDS/IPS -------------------------------- 24 2.2.1 Cơ sở hạ tầng của hệ thống IDS/IPS----------------------------------- 24 2.2.2 Kiến trúc hệ thống phát hiện xâm nhập ------------------------------- 25 2.3 Phân loại IDS/IPS------------------------------------------------------------- 29 2.3.1 Host-based IDS/IPS (HIDS) -------------------------------------------- 31 2.3.2 Network Base IDS/IPS (NIDS/IPS)----------------------------------- 32 2.3.3 Triển khai hệ thống IDS/IPS -------------------------------------------- 34 2.3.4 Khả năng phát hiện và phòng chống xâm nhập của IDS/IPS ------- 36 2.4 Hệ thống giám sát lưu lượng mạng ----------------------------------------- 37 2.5 Hệ thống báo động ------------------------------------------------------------ 38 2.6 SNMP và hệ thống giám sát mạng ----------------------------------------- 39 CHƯƠNG 3: CÁC CÔNG CỤ MÃ NGUỒN MỞ HỖ TRỢ GIÁM SÁT, PHÁT HIỆN VÀ PHÒNG CHỐNG XÂM NHẬP MẠNG 3.1 Giới thiệu ---------------------------------------------------------------------- 41 3.2 Đặc điểm của Snort ----------------------------------------------------------- 42 3.3 Vấn đề của Snort và khả năng triển khai ---------------------------------- 45 3.3.1 Lợi ích của Snort --------------------------------------------------------- 45 3.3.2 Đánh giá tập luật của Snort --------------------------------------------- 46 3.4 Fwsnort chuyển đổi tập luật từ Snort sang Iptables ---------------------- 46 3.5 Hệ thống giám sát trạng thái hoạt động thiết bị và dịch vụ - Nagios--- 46 3.6 Hệ thống giám sát lưu lượng – Cacti --------------------------------------- 50 3.7 Hệ thống báo động qua SMS – Gnokii------------------------------------- 53 3.8 Mô hình đề xuất kết hợp Snort, Fwsnort, Nagios, Cacti ----------------- 54 CHƯƠNG 4: PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ PHÁT HIỆN XÂM NHẬP MẠNG DỰA TRÊN MÃ NGUỒN MỞ 4.1 Mô hình cài đặt thực nghiệm ------------------------------------------------ 57 4.2 Cài đặt thực nghiệm ---------------------------------------------------------- 57 iii 4.2.1 Cài đặt Gnokii ------------------------------------------------------------ 58 4.2.2 Cài đặt Snort -------------------------------------------------------------- 59 4.2.4 Cài đặt Nagios ------------------------------------------------------------ 63 4.2.5 Cài đặt Cacti -------------------------------------------------------------- 65 4.3 Kết quả đạt được từ thực nghiệm ------------------------------------------- 71 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận ------------------------------------------------------------------------ 76 5.2 Kết quả đạt được -------------------------------------------------------------- 77 5.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ---------------------------------------------- 78 5.3.1 Ý nghĩa về mặt khoa học ------------------------------------------------ 78 5.3.2 Về mặt thực tiễn ---------------------------------------------------------- 78 5.4 Hướng phát triển cho đề tài -------------------------------------------------- 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC PHỤ LỤC A: Hướng dẫn cấu hình GSM Gateway trên Linux PHỤ LỤC B: Hướng dẫn cài đặt Snort PHỤ LỤC C: Hướng dẫn cài đặt và cấu hình Naigos PHỤ LỤC D: Hướng dẫn cài đặt và cấu hình Cacti 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài Vào các thập niên 1960, 1980 và đến thập niên 1990, thuật ngữ mạng diện rộng được phổ biến rộng rãi khởi đầu từ Bộ quốc phòng Hoa Kỳ sau đó thuật ngữ mạng diện rộng – còn được gọi là WAN được biết đến rộng rãi trên toàn thế giới, WAN được định nghĩa đơn giản bao gồm sự kết nối của các máy tính đơn lẻ trên toàn thế giới dựa trên một giao thức kết nối được gọi là TCP/IP. Ngày nay, mạng máy tính phát triển với tốc độ rất lớn và phạm vi của nó không chỉ dừng lại ở đó mà tới thời điểm hiện nay việc cạn kiệt nguồn tài nguyên địa chỉ mạng phiên bản 4 – địa chỉ IP là một bằng chứng cho thấy tốc độ phát triển của mạng máy tính nhanh chóng và trở thành một môi trường tốt phục vụ cho các hoạt động phát triển của nhân loại, song song với điều đó là sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ và hệ thống các tri thức liên quan đến mạng máy tính, các thiết bị thông minh đã và đang ngày càng góp thêm phần phát triển mạnh mẽ và vượt trội của hệ thống mạng trên toàn thế giới. Do vậy hệ thống mạng máy tính là một phần tất yếu và vô cùng quan trọng của một quốc gia, một doanh nghiệp hay đơn giản chỉ là một hộ gia đình nhỏ, chúng góp phần vào việc tạo nên những thành công đặc biệt đối với hệ thống mạng quốc gia và hệ thống mạng của các doanh nghiệp vì phần lớn các công việc ngày nay từ giao dịch đến trao đổi thông tin đều dựa trên hệ thống mạng máy tính. Sự phát triển mạnh của hệ thống mạng máy tính cũng là một vùng đất có nhiều thuận lợi cho việc theo dõi và đánh cắp thông tin của các nhóm tội phạm tin học, việc xâm nhập bất hợp pháp và đánh cắp thông tin của các doanh nghiệp đang đặt ra cho thế giới vấn đề làm thế nào để có thể bảo mật được thông tin của doanh nghiệp mình. Bảo mật thông tin hay an toàn an ninh mạng là những yếu tố được quan tâm hàng đầu trong các doanh nghiệp. Đã có 2 những doanh nghiệp thực hiện việc thuê một đối tác thứ 3 với việc chuyên bảo mật hệ thống mạng và bảo mật thông tin cho đơn vị mình, cũng có những doanh nghiệp đưa ra các kế hoạch tính toán chi phí cho việc mua sản phẩm phần mềm để nhằm đáp ứng việc bảo mật của đơn vị mình. Tuy nhiên đối với những giải pháp đó các doanh nghiệp đều phải thực hiện cân đối về chính sách tài chính hằng năm với mục đích làm sao cho giải pháp an toàn thông tin là tối ưu và có được chi phí rẻ nhất và đảm bảo thông tin trao đổi được an toàn, bảo vệ thông tin của đơn vị mình trước những tấn công của tội phạm công nghệ từ bên ngoài do vậy mà đề tài xây dựng hệ thống giám sát mạng dựa trên mã nguồn mở được phát triển giúp được phần nào yêu cầu của các doanh nghiệp về an toàn thông tin và bảo mật hệ thống mạng. 2 Mục tiêu của đề tài Đề tài được thực hiện nhằm mục đích: Khảo sát các lỗ hổng bảo mật thông tin, các nguy cơ có thể mất an toàn thông tin và các nguy cơ hệ thống mạng bị xâm nhập, tấn công. Đề xuất giải pháp để giám sát hệ thống mạng bao gồm: phát hiện xâm nhập, theo dõi các hoạt động của các thiết bị mạng như Router, Switch, Server … và một số dịch vụ mạng được sử dụng. Phát triển hệ thống báo động của chương trình qua tin nhắn (SMS), Email, Web 3 Đối tượng phần mềm nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu trong bài luận văn là các chương trình phần mềm mã nguồn mở bao gồm: + Các chương trình phần mềm mở phát hiện xâm nhập. + Các chương trình phần mềm mở phòng chống xâm nhập. + Các chương trình phần mềm mở giám sát lưu lượng của hệ thống mạng. 3 + Các chương trình phần mềm mở giám sát thiết bị mạng và các dịch vụ mạng. 4 Nội dung nghiên cứu đề tài Đề tài tập trung nghiên cứu các vấn đề liên quan đến phát hiện xâm nhập trái phép và giám sát lưu lượng mạng bao gồm; + Nghiên cứu các khả năng tấn công mạng. + Nghiên cứu các khả năng phát hiện xâm nhập trái phép hệ thống mạng. + Nghiên cứu các khả năng phòng chống một số các phương thức tấn công mạng. + Nghiên cứu các khả năng giám sát hoạt động các thiết bị mạng và dịch vụ mạng trong toàn hệ thống mạng. Từ những vấn đề nêu trên đề xuất mô hình giám sát các hoạt động của các thiết bị mạng, phát hiện và phòng chống xâm nhập được tích hợp từ các chương trình mã nguồn mở. Tiến hành thực nghiệm việc cài đặt giải pháp giám sát hoạt động của các thiết bị mạng, dịch vụ mạng và phát hiện, phòng chống xâm nhập trái phép dựa trên cơ sở các chương trình mã nguồn mở, có cảnh báo đến quản trị bằng SMS, Email, Web. Trong phần nội dung của bài luận văn tốt nghiệp này, tác giả tập trung nghiên cứu các chương trình phần mềm được cung cấp bằng mã nguồn mở để dựa vào các phần mềm này tác giả xây dựng giải pháp tổng thể việc theo dõi giám sát hệ thống mạng, các dịch vụ mạng và các dấu hiệu bất thường trong hệ thống mạng nhằm cung cấp cho người quản trị hệ thống mạng có cái nhìn tổng quan về phát hiện và phòng chống xâm nhập mạng trái phép. Cụ thể, tác giả đề xuất sử dụng các chương trình mã nguồn mở được cung cấp rộng rãi 4 như: Nagios, Snort, Cacti, Gnokii và sử dụng GSM/GPRS modem hoặc dùng điện thoại để thực nghiệm giải pháp. Tạo ra một hệ thống giám sát mạng có khả năng phát hiện và cảnh báo những động thái xâm nhập mạng trái phép, phòng chống tấn công mạng, giám sát hoạt động của các thiết bị mạng trong đó có lưu lượng sử dụng trên thiết bị các thành phần phần cứng trong thiết bị, các dịch vụ được sử dụng trong hệ thống mạng. Dựa trên những giải pháp đó tác giả phát triển một hệ thống cảnh báo cho người quản trị hệ thống mạng bằng nhiều phương thức như: Email, SMS, Web mục đích hỗ trợ cho người quản trị một cách nhanh nhất có thể khắc phục và xử lý sự cố liên quan đến hệ thống mạng đạt được hiệu quả cao. 5 Bố cục luận văn Phần bố cục của luận văn được trình bày thành 5 chương. Chương 1 : Tổng quan. Giới thiệu bao quát về vấn đề bảo mật mạng và các vấn đề liên quan đến tấn công xâm nhập hệ thống mạng. Chương 2: Hệ thống phát hiện và phòng chống xâm nhập mạng, ở chương này tác giả trình bày tổng quan về khả năng, vai trò và đặc điểm của chương trình phát hiện và phòng chống xâm nhập mạng, giám sát lưu lượng, giám sát dịch vụ mạng. Chương 3: Các công cụ hỗ trợ trong việc phát hiện và phòng chống xâm nhập mạng. Trong chương này tác giả trình bày các đặc điểm của các phần mềm mã nguồn mở sử dụng trong việc cài đặt thực nghiệm của luận văn. Khả năng tích hợp chúng thành một hệ thống giám sát và phát hiện xâm nhập và cảnh báo thông tin tức thời qua SMS hoặc Email, Web. Chương 4: Trong chương này tác giả tập trung phát triển ứng dụng giám sát hệ thống mạng bằng các chương trình mã nguồn mở, đề xuất mô hình mạng và cài đặt thực nghiệm dùng các chương trình mã nguồn mở đã nêu trong đề tài. 5 Chương 5: Đánh giá những mặt đạt được, kết luận và hướng phát triển thêm của đề tài. 6 Các công trình nghiên cứu liên quan - Báo cáo luận văn thạc sĩ kỹ thuật máy tính đề tài “Xây dựng hệ thống hỗ trợ giám sát mạng” tác giả Nguyễn Đăng Bảo Phúc – Đại học Đà Nẵng tháng 3/2012. Nội dung của luận văn tác giả hướng dẫn cách cài đặt và cấu hình chương trình mã nguồn mở Nagios để theo dõi giám sát một hệ thống mạng kết hợp Gammu để gửi tin nhắn đến quản trị mạng. - Báo cáo tốt nghiệp kỹ sư đề tài “Nghiên cứu hệ thống giám sát quản trị mạng trên nền tảng mã nguồn mở Nagios” bài đăng trên website http://www.hce.edu.vn/hsv/ năm 2008. Nội dung của bài khóa luận tác giả cũng tập trung vào việc hướng dẫn cài đặt và cấu hình chương trình theo dõi giám sát hệ thống mạng dựa trên Nagios. - Báo cáo nghiên cứu khoa học đề tài “Xây dựng hệ thống giám sát mạng dựa trên mã nguồn mở” tác giả nhóm sinh viên Khoa Công nghệ thông tin Đại học Đà Lạt năm 2010. Nội dung báo cáo là những tìm hiểu ban đầu về cách thức hoạt động của chương trình Nagios và hướng dẫn cài đặt. - Báo cáo tốt nghiệp kỹ sư đề tài “ Nghiên cứu triển khai hệ thống giám sát quản trị mạng trên nền tảng mã nguồn mở Nagios” tháng 5/2009 của tác giả Phạm Hồng Khai, ngành Công nghệ thông tin Đại học Quốc gia Hà Nội. Nội dung đề tài tác giả tập trung nghiên cứu mô hình giám sát mạng dựa trên Nagios, khai thác các tính ưu việt của chương trình để cài đặt và đưa vào giám sát hệ thống mạng và áp dụng Snort vào hệ thống. Các công trình nghiên cứu có liên quan, các tác giả tập trung nghiên cứu chủ yếu vào chương trình mã nguồn mở Nagios và Snort, sử dụng nền tảng mã nguồn mở với mục đích xây dựng hệ thống giám sát mạng, chưa xây dựng một mô hình tổng thể với việc phát hiện và cảnh báo bằng SMS, email một cách trực quan giúp công tác quản lý điều hành của quản trị viên hiệu quả hơn. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đánh giá tổng quan về bảo mật mạng máy tính Bảo mật mạng máy tính hiện nay được đánh giá là một trong những vấn đề quan trọng bậc nhất của tất cả các quốc gia trong đó có Việt Nam, theo những thống kê chưa đầy đủ của Tổng cục thống kê thì tính đến tháng 03/2012 số thuê bao sử dụng Internet vào khoảng 4,2 triệu thuê bao tăng 17,5% và tổng số người sử dụng Internet cũng tăng 15,3% tức vào khoảng 32,1 triệu người so với cùng thời điểm năm 2011. Số liệu trên cho thấy tình hình phát triển công nghệ thông tin tại Việt Nam trong những năm trở lại đây có tốc độ rất lớn và dự kiến sẽ có chiều hướng tăng do sự phát triển của thiết bị thông minh và các thiết bị khác. Một số doanh nghiệp Việt Nam chưa có kế hoạch hoặc có kế hoạch đầu tư nhỏ vào việc bảo mật cho hệ thống mạng trong khi các doanh nghiệp bắt đầu phát triển các ứng dụng công nghệ mạng để quảng cáo hoặc cung cấp thông tin của doanh nghiệp mình trong thế giới số. Theo báo cáo về an toàn thông tin được công bố trong ngày “An toàn thông tin năm 2011” về vấn đền an toàn thông tin trong các tổ chức doanh nghiệp Việt Nam năm 2011, có đến: - 52% số tổ chức vẫn không hoặc chưa có quy trình thao tác chuẩn để ứng phó với những cuộc tấn công máy tính - Tỷ lệ sử dụng những công nghệ chuyên sâu hoặc hẹp hơn như mã hoá, hệ thống phát hiện xâm nhập, chứng chỉ số, chữ ký số…chỉ chiếm 20% . - Đặc biệt tỷ lệ sử dụng những giải pháp cấp cao trong bảo mật an ninh mạng như quản lý định danh, hệ thống quản lý chống thất thoát dữ liệu, sinh trắc học chỉ chiếm 5% trong tất cả các giải pháp chống tấn công của tội phạm công nghệ cao.[1] Nhận định về an toàn thông tin trong những năm qua, các chuyên gia bảo mật hàng đầu tại Việt Nam đều có chung một nhận định có nhiều biến động lớn và 7 mức độ tấn công là ngày càng rất nguy hiểm và gây nhiều thiệt hại cho các doanh nghiệp trong nước[2]. Để giải quyết vấn đề này các công ty bảo mật hàng đầu trên thế giới và của Việt Nam vẫn tiếp tục nghiên cứu phát triển những gói giải pháp bảo mật bao gồm thiết bị phần cứng và các chương trình phần mềm phục vụ cho việc an toàn thông tin và bảo mật hệ thống mạng, các nhà cung cấp dịch vụ giải pháp bảo mật như Juniper (với các sản phẩm phần cứng tường lửa như NetScreen), Cisco với các thiết bị tường lửa như ASA, PIX hoặc như các thiết bị tường lửa tiên tiến hơn như Checkpoint, IPS của nhà cung cấp IBM là những thiết bị phần cứng liên quan đến bảo mật hệ thống mạng và an toàn thông tin liên tục được đưa ra trên thị trường, bên cạnh những thiết bị phần cứng còn phải kể đến những ứng dụng phần mềm được các nhà cung cấp giải pháp an toàn thông tin đưa ra nhằm phục vụ cho việc bảo mật hệ thống thông tin. Có thể kể đến một vài tên tuổi nổi tiếng như: Symantec (với giải pháp phần mềm Anti Virut, Spam, Malware), Microsoft, Kaspersky, TrenPC, McAfee, SolarWin với những gói phần mềm khá hoàn hảo (theo đánh giá của các nhà cung cấp) trong việc bảo mật và an toàn thông tin. Những sản phẩm thương mại của các nhà cung cấp giải pháp an toàn thông tin được tung ra trên thị trường trong những năm gần đây được đánh giá cao về mức độ bảo mật và hiệu năng hoạt động của nó, tuy nhiên vấn đề đầu tư các giải pháp bảo mật an toàn thông tin cho doanh nghiệp mang tính đầy đủ đem đến cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ một chi phí đầu tư đáng kể so với hoạt động kinh doanh của doanh nghiệp. Theo các nghiên cứu hiện nay có tại Việt Nam cũng như trên thế giới về xây dựng một hệ thống IDS phát hiện và phòng chống xâm nhập mạng trái phép dựa trên mã nguồn mở cũng phát triển mạnh, tuy nhiên tại Việt Nam các nghiên cứu này có mức độ triển khai vào thực tế là chưa cao và còn là những bài toán lớn cho giải pháp bảo mật thông tin dựa trên phần mềm mã nguồn mở. 8 1.2 Phân loại các mối đe dọa trong bảo mật Như đã nêu trên, việc bảo mật đối với các doanh nghiệp là một vấn đề lớn hiện nay, việc một tội phạm tin học xâm nhập đã tạo ra rất nhiều cách khác nhau để có thể thành công trong việc làm hư hỏng hoàn toàn một hệ thống mạng hoặc một dịch vụ ứng dụng Web của một doanh nghiệp. Có nhiều phương pháp đã được triển khai nhằm giảm thiểu khả năng tấn công như phát triển hạ tầng mạng và truyền thông trên internet, dùng tường lửa, mã hóa, mạng riêng ảo… Sự phát hiện xâm nhập cũng là một kỹ thuật gần giống với việc sử dụng tường lửa hay đại loại như thế. Mục đích của một hệ thống phát hiện xâm nhập là thông báo cho nhà quản trị khi có một hành vi xâm nhập hoặc một sự tấn công được phát hiện. Có thể có nhiều cách khác nhau để tấn công và hệ thống phát hiện xâm nhập cũng có nhiều cách để phát hiện. Để làm rõ vấn đề phát hiện xâm nhập trước tiên cần hiểu rõ một số các mối đe dọa trong bảo mật một hệ thống mạng hoạt động ra sao. Thông thường có 4 mối đe dọa cho việc bảo mật hệ thống được mô tả như sau: 1.2.1 Mối đe dọa bên trong Thuật ngữ mối đe dọa bên trong được sử dụng để mô ta một kiểu tấn công được thực hiện từ một người hoặc một tổ chức có quyền truy cập vào hệ thống mạng. Các cách tấn công từ bên trong được thực hiện từ một khu vực được coi là vùng tin cậy trong hệ thống mạng. Mối đe dọa này có thể khó phòng chống hơn vì các nhân viên hoặc những tổ chức có quyền hạn trong hệ thống mạng sẽ truy cập vào mạng và dữ liệu bí mật của doanh nghiệp. Phần lớn các doanh nghiệp hiện nay đều có tường lửa ở các đường biên mạng và họ tin tưởng hoàn toàn vào các ACL (Access Control List) và quyền truy cập vào server để qui định cho sự bảo mật bên trong. Quyền truy cập server thường bảo vệ tài nguyên trên server nhưng không cung cấp bất kì sự bảo vệ nào cho mạng. Mối đe dọa ở bên trong thường được thực hiện bởi các nhân viên, tổ chức bất bình, muốn “quay mặt” lại với doanh nghiệp. Nhiều phương pháp bảo mật liên quan đến vành đai của hệ thống mạng, bảo vệ mạng bên trong khỏi các kết nối bên ngoài, như là truy cập Internet. Khi vành đai của hệ thống mạng được bảo mật, các 9 phần tin cậy bên trong có khuynh hướng bị bớt nghiêm ngặt hơn. Khi một kẻ xâm nhập vượt qua vỏ bọc bảo mật cứng cáp đó của hệ thống mạng, mọi chuyện còn lại thường là rất đơn giản. Các mạng không dây giới thiệu một lĩnh vực mới về quản trị bảo mật. Không giống như mạng có dây, các mạng không dây tạo ra một khu vực bao phủ có thể bị can thiệp và sử dụng bởi bất kì ai có phần mềm đúng và một adapter của mạng không dây. Không chỉ tất cả các dữ liệu mạng có thể bị xem và ghi lại mà các sự tấn công vào mạng có thể được thực hiện từ bên trong, nơi mà cơ sở hạ tầng dễ bị nguy hiểm hơn nhiều. Vì vậy, các phương pháp mã hóa mạnh luôn được sử dụng trong mạng không dây. 1.2.2 Mối đe dọa từ bên ngoài Mối đe dọa ở bên ngoài là từ các tổ chức, chính phủ, hoặc cá nhân cố gắng truy cập từ bên ngoài mạng của doanh nghiệp và bao gồm tất cả những người không có quyền truy cập vào mạng bên trong. Thông thường, các kẻ tấn công từ bên ngoài cố gắng từ các server quay số hoặc các kết nối Internet. Mối đe dọa ở bên ngoài là những gì mà các doanh nghiệp thường phải bỏ nhiều hầu hết thời gian và tiền bạc để ngăn ngừa. 1.2.3 Mối đe dọa không có cấu trúc Mối đe dọa không có cấu trúc là mối đe dọa phổ biến nhất đối với hệ thống của một doanh nghiệp. Các hacker mới vào nghề, thường được gọi là script kiddies, sử dụng các phần mềm để thu thập thông tin, truy cập hoặc thực hiện một kiểu tấn công DoS vào một hệ thống của một doanh nghiệp. Script kiddies tin tưởng vào các phần mềm và kinh nghiệm của các hacker đi trước. Khi script kiddies không có nhiều kiến thức và kinh nghiệm, họ có thể tiến hành phá hoại lên các doanh nghiệp không được chuẩn bị. Trong khi đây chỉ là trò chơi đối với các kiddie, các doanh nghiệp thường mất hàng triệu đô la cũng như là sự tin tưởng của cộng đồng. Nếu một web server của một doanh nghiệp bị tấn công, cộng đồng cho rằng hacker đã phá vỡ được sự bảo mật của doanh nghiệp đó, trong khi thật ra các hacker chỉ tấn công được một chỗ yếu của server. Các server Web, FTP, SMTP và một vài server khác chứa các dịch vụ có rất nhiều lổ hổng để có thể bị tấn công, trong khi các server quan trọng được đặt sau rất 10 nhiều lớp bảo mật. Cộng đồng thường không hiểu rằng phá vỡ một trang web của một doanh nghiệp thì dễ hơn rất nhiều so với việc phá vỡ cơ sở dữ liệu thẻ tín dụng của doanh nghiệp đó. Cộng đồng phải tin tưởng rằng một doanh nghiệp rất giỏi trong việc bảo mật các thông tin riêng tư của nó. 1.2.4 Mối đe dọa có cấu trúc Mối đe dọa có cấu trúc là khó ngăn ngừa và phòng chống nhất vì nó xuất phát từ các tổ chức hoặc cá nhân sử dụng một vài loại phương pháp luận thực hiện tấn công. Các hacker với kiến thức, kinh nghiệm cao và thiết bị sẽ tạo ra mối đe dọa này. Các hacker này biết các gói tin được tạo thành như thế nào và có thể phát triển mã để khai thác các lỗ hổng trong cấu trúc của giao thức. Họ cũng biết được các biện pháp được sử dụng để ngăn ngừa truy cập trái phép, cũng như các hệ thống IDS và cách chúng phát hiện ra các hành vi xâm nhập. Họ biết các phương pháp để tránh những cách bảo vệ này. Trong một vài trường hợp, một cách tấn công có cấu trúc được thực hiện với sự trợ giúp từ một vài người ở bên trong. Đây gọi là mối đe dọa có cấu trúc ở bên trong. Cấu trúc hoặc không cấu trúc có thể là mối đe dọa bên ngoài cũng như bên trong. 1.3 Phân loại một số lỗ hổng trong bảo mật 1.3.1 Lỗ hổng bảo mật Các lỗ hổng bảo mật trên một hệ thống là các điểm yếu có thể tạo nên sự ngưng trệ của dịch vụ, thêm quyền đối với người sử dụng hoặc cho phép truy cập bất hợp pháp vào hệ thống. Các lỗ hổng bảo mật có thể nằm ngay các dịch vụ cung cấp như Web, Email, FTP, … Ngoài ra các chương trình ứng dụng hay dùng cũng chứa các lỗ hổng bảo mật như Word, các hệ cơ sở dữ liệu như SQL… 1.3.2 Phân loại lỗ hổng bảo mật Thực hiện phân loại và hiểu được những phương thức bảo mật thực sự quan trọng trong việc xây dựng một hệ thống lọc và phân loại gói tin của tường lửa với mục đích phát hiện được những lỗ hổng trong việc bảo mật. Hiện nay việc phân loại lỗ hổng bảo mật cơ bản được phân thành 03 loại. 11 Các lỗ hổng bảo mật trên một hệ thống là các điểm yếu có thể tạo ra sự ngưng trệ của dịch vụ, thêm quyền đối với người sử dụng hoặc cho phép các truy nhập không hợp pháp vào hệ thống. Các lỗ hổng cũng có thể nằm ngay các dịch vụ cung cấp như sendmail, Web, Ftp … Ngoài ra các lỗ hổng còn tồn tại ngay chính tại hệ điều hành như trong Windows NT, Windows 95, UNIX; hoặc trong các ứng dụng mà người sử dụng thương xuyên sử dụng như Word processing, Các hệ databases…[6] 1.3.2.1 Loại C – Ít nguy hiểm Các lỗ hổng bảo mật thuộc loại này thường cho phép thực hiện việc tấn công DoS. DoS là một hình thức tấn công sử dụng các giao thức tầng ứng dụng trong bộ giao thức TCP/IP để làm hệ thống ngưng trệ, tràn đệm dẫn đến tình trạng từ chối tất cả các yêu cầu của người sử dụng hợp pháp truy cập hay sử dụng hệ thống. Một số lượng lớn các gói tin được gửi tới server trong khoảng thời gian liên tục làm cho hệ thống trở nên quá tải, kết quả là server đáp ứng chậm hoặc không thể đáp ứng các yêu cầu từ client gửi tới. Các dịch vụ có chứa đựng lỗ hổng cho phép thực hiện các cuộc tấn công DoS có thể được nâng cấp hoặc sửa chữa bằng các phiên bản mới hơn của các nhà cung cấp dịch vụ. Hiện nay, chưa có một giải pháp toàn diện nào để khắc phục các lỗ hổng loại này vì bản thân việc thiết kế giao thức ở tầng Internet (IP) nói riêng và bộ giao thức TCP/IP đã chứa đựng những nguy cơ tiềm tàng của các lỗ hổng này. Tuy nhiên, mức độ nguy hiểm của các lỗ hổng loại này được xếp loại C; ít nguy hiểm vì chúng chỉ làm gián đoạn cung cấp dịch vụ của hệ thống trong một thời gian mà không làm nguy hại đến dữ liệu và người tấn công cũng không đạt được quyền truy nhập bất hợp pháp vào hệ thống. Một lỗ hổng loại C khác cũng thường thấy đó là các điểm yếu của dịch vụ cho phép thực hiện tấn công làm ngưng trệ hệ thống của người sử dụng cuối; Chủ yếu của hình thức tấn công này là sử dụng dịch vụ Web. Với một hình thức tấn công đơn giản như cùng một lúc gửi nhiều yêu cầu truy cập, điều này có thể làm treo hệ thống. Đây cùng là một hình thức tấn công kiểu DoS. Người 12 quản trị hệ thống Website trong trường hợp này chỉ có thể khởi động lại hệ thống.[6] Một lỗ hổng loại C khác cũng thường gặp đối với các hệ thống mail là không xây dựng các cơ chế anti-relay (chống relay) cho phép thực hiện các hành động spam mail. Như chúng ta đã biết, cơ chế hoạt động của dịch vụ thư điện tử là lưu và chuyển tiếp; một số hệ thống mail không có các xác thực khi người dùng gửi thư, dẫn đến tình trạng các đối tượng tấn công lợi dụng các máy chủ mail này để thực hiện spam mail; Spam mail là hành động nhằm tê liệt dịch vụ mail của hệ thống bằng cách gửi một số lượng lớn các messages tới một địa chỉ không xác định, vì máy chủ mail luôn phải tốn năng lực đi tìm những địa chỉ không có thực dẫn đến tình trạng ngưng trệ dịch vụ. Số lượng các messages có thể sinh ra từ các chương trình làm bom thư rất phổ biến trên mạng Internet. 1.3.2.2 Loại B – Nguy hiểm Các lỗ hổng loại này có mức độ nguy hiểm hơn lỗ hổng loại C, cho phép người sử dụng nội bộ có thể chiếm được quyền cao hơn hoặc truy nhập không hợp pháp. Những lỗ hổng loại này thường xuất hiện trong các dịch vụ trên hệ thống. Người sử dụng local được hiểu là người đã có quyền truy nhập vào hệ thống với một số quyền hạn nhất định. Một dạng khác của lỗ hổng loại B xảy ra đối với các chương trình có mã nguồn viết bằng ngôn ngữ lập trình C. Những chương trình viết bằng ngôn ngữ lập trình C thường sử dụng một vùng đệm – là một vùng trong bộ nhớ sử dụng để lưu dữ liệu trước khi xử lý. Những người lập trình thường sử dụng vùng đệm trong bộ nhớ trước khi gán một khoảng không gian bộ nhớ cho từng khối dữ liệu. Ví dụ, người sử dụng viết chương trình nhập trường tên người sử dụng; qui định trường này dài 20 ký tự. Do đó họ sẽ khai báo: char first_name [20]; 13 Với khai báo này, cho phép người sử dụng nhập vào tối đa 20 ký tự. Khi nhập dữ liệu, trước tiên dữ liệu được lưu ở vùng đệm; nếu người sử dụng nhập vào 35 ký tự; sẽ xảy ra hiện tượng tràn vùng đệm và kết quả 15 ký tự dư thừa sẽ nằm ở một vị trí không kiểm soát được trong bộ nhớ. Đối với những người tấn công, có thể lợi dụng lỗ hổng này để nhập vào những ký tự đặc biệt, để thực thi một số lệnh đặc biệt trên hệ thống. Thông thường, lỗ hổng này thường được lợi dụng bởi những người sử dụng trên hệ thống để đạt được quyền root không hợp lệ. Việc kiểm soát chặt chẽ cấu hình hệ thống và các chương trình sẽ hạn chế được các lỗ hổng loại B.[6] 1.3.2.3 Loại A – Rất nguy hiểm Các lỗ hổng loại A có mức độ rất nguy hiểm; đe dọa tính toàn vẹn và bảo mật của hệ thống. Các lỗ hổng loại này thường xuất hiện ở những hệ thống quản trị yếu kém hoặc không kiểm soát được cấu hình mạng. Một ví dụ thường thấy là trên nhiều hệ thống sử dụng Web Server là Apache, Đối với Web Server này thường cấu hình thư mục mặc định để chạy các đoạn scripts là cgi-bin; trong đó tồn tại một đoạn scripts được viết sẵn để thử hoạt động của apache là test-cgi. Đối với các phiên bản cũ của Apache (trước version 1.1), có dòng sau trong file test-cgi: echo QUERY_STRING = $QUERY_STRING Biến môi trường QUERY_STRING do không được đặt trong có dấu ” (quote) nên khi phía client thưc hiện một yêu cầu trong đó chuỗi ký tự gửi đến gồm một số ký tự đặc biệt; ví dụ ký tự “*”, web server sẽ trả về nội dung của toàn bộ thư mục hiện thời (là các thư mục chứa các scipts cgi). Người sử dụng có thể nhìn thấy toàn bộ nội dung các file trong thư mục hiện thời trên hệ thống server. Một ví dụ khác cũng xảy ra tương tự đối với các Web server chạy trên hệ điều hành Novell; Các web server này có một scripts là convert.bas, chạy scripts này cho phép đọc toàn bộ nội dung các files trên hệ thống. 14 Những lỗ hổng loại này hết sức nguy hiểm vì nó đã tồn tại sẵn có trên phần mềm sử dụng; người quản trị nếu không hiểu sâu về dịch vụ và phần mềm sử dụng sẽ có thể bỏ qua những điểm yếu này. Đối với những hệ thống cũ, thường xuyên phải kiểm tra các thông báo của các nhóm tin về bảo mật trên mạng để phát hiện những lỗ hổng loại này. Một loạt các chương trình phiên bản cũ thường sử dụng có những lỗ hổng loại A như: FTP, Gopher, Telnet, Sendmail, ARP, finger…[2] Các loại bảo mật nêu trên có thể phân loại chung thành 03 mức độ cơ bản của điểm yếu bảo mật như sau: - Điểm yếu về kỹ thuật: bao gồm những kỹ thuật gồm có điểm yếu trong các giao thức, hệ điều hành và các thiết bị phần cứng như Server, Router, Switch - Điểm yếu về cấu hình hệ thống: bao gồm lỗi do nhà quản trị tạo ra, lỗi này do các thiếu sót trong việc cấu hình hệ thống như: không đảm bảo thông tin mật tài khoản khách hàng, hệ thống tài khoản với mật khẩu dễ dàng đoán biết, sử dụng các cấu hình mặc định trên thiết bị. - Điểm yếu trong chính sách bảo mật: chính sách bảo mật mô tả việc làm thế nào và ở đâu chính sách bảo mật được thực hiện. Đây là điều kiện quan trọng giúp việc bảo mật có hiệu quả tốt nhất. 1.4 Một số kiểu tấn công mạng Có rất nhiều dạng tấn công mạng đang được biết đến hiện nay, dựa vào hành động tấn công của tội phạm mạng có thể phân làm 02 loại là chủ động và bị động. - Tấn công chủ động (active attack): Kẻ tấn công thay đổi hoạt động của hệ thống và hoạt động của mạng khi tấn công và làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn, sẵn sàng và xác thực của dữ liệu. 15 - Tấn công bị động (passive attack): Kẻ tấn công cố gắng thu thập thông tin từ hoạt động của hệ thống và hoạt động của mạng làm phá vỡ tính bí mật của dữ liệu. Dựa vào nguồn gốc của cuộc tấn công thì có thể phân loại tấn công thành 2 loại hình tấn công bao gồm: tấn công từ bên trong và tấn công từ bên ngoài, tấn công trực tiếp. - Tấn công bên trong bao gồm những hành vi mang tính chất xâm nhập hệ thống nhằm mục đích phá hoại. Kẻ tấn công bên trong thường là những người nằm trong một hệ thống mạng nội bộ, lấy thông tin nhiều hơn quyền cho phép. - Tấn công bên ngoài là những tấn công xuất phát từ bên ngoài hệ thống như Internet hay các kết nối truy cập từ xa. Tấn công bên ngoài có thể là những dạng tất công trực tiếp, các dạng tấn công này thông thường là sử dụng trong giai đoạn đầu để chiếm quyền truy cập. Phổ biến nhất vẫn là cách dò tìm tên người sử dụng và mật khẩu. Tội phạm mạng có thể sử dụng những thông tin liên quan đến chủ tài khoản như ngày tháng năm sinh, tên vợ (chồng) hoặc con cái hoặc số điện thoại để dò tìm thông tin tài khoản và mật khẩu với mục đích chiếm quyền điều khiển của một tài khoản, thông thường đối với những tài khoản có mật khẩu đơn giản thì tội phạm mạng chỉ dò tìm mật khẩu qua thông tin chủ tài khoản, một cách tiếp cận việc chiếm quyền truy nhập bằng cách tìm tài khoản và mật khẩu tài khoảng khác là dùng chương trình để dò tìm mật khẩu. Phương pháp này trong một số khả năng hữu dụng thì có thể thành công đến 30%. Một kiểu tấn công bên ngoài khác được đề cập đến nữa chính là hình thức nghe trộm, việc nghe trộm thông tin trên mạng có thể đưa lại những thông tin có ích như tên, mật khẩu của người sử dụng, các thông tin mật chuyển qua mạng. Việc nghe trộm thường được tiến hành ngay sau khi kẻ tấn công đã chiếm được quyền truy nhập hệ thống, thông qua các chương trình cho phép đưa card giao tiếp mạng (Network Interface Card-NIC) vào chế độ nhận toàn bộ các thông tin lưu truyền trên mạng. Những thông tin này cũng có thể dễ dàng lấy được trên Internet. 16 - Một số các lỗi khác liên quan đến con người, hệ thống cũng là những kiểu tấn công trực tiếp từ bên ngoài nhưng có mức độ phức tạp và khó khăn hơn, nguy hiểm nhất là yếu tố con người bởi nó là một trong nhiều điểm yếu nhất trong bất kỳ hệ thống bảo mật nào[5] (trích website quantrimang.com) - Khi một mạng máy tính bị tấn công, nó sẽ bị chiếm một lượng lớn tài nguyên trên máy chủ, mức độ chiếm lượng tài nguyên này tùy thuộc vào khả năng huy động tấn công của tội phạm mạng, đến một giới hạn nhất định khả năng cung cấp tài nguyên của máy chủ sẽ hết và như vậy việc từ chối các yêu cầu sử dụng dịch vụ của người dùng hợp pháp bị từ chối. Việc phát động tấn công của tội phạm mạng còn tùy thuộc vào số lượng các máy tính ma mà tội phạm mạng đó đang kiểm soát, nếu khả năng kiểm soát lớn thì thời gian để tấn công và làm sập hoàn toàn một hệ thống mạng sẽ nhanh và cấp độ tấn công sẽ tăng nhanh hơn, tội phạm mạng có thể một lúc tấn công nhiều hệ thống mạng khác nhau tùy vào mức độ kiểm soát chi phối các máy tính ma như thế nào. Các kiểu tấn công có nhiều hình thức khác nhau, nhưng thông thường đều thực hiện qua các bước theo hướng mô tả sau: + Khảo sát thu thập thông tin về nơi chuẩn bị tấn công bằng các công cụ để tìm hiểu đầy đủ về hệ thống mạng. + Sau khi đã thu thập đủ thông tin, tội phạm mạng sẽ dò tìm những thông tin về lỗ hổng của bảo mật hệ thống dựa trên những thông tin đã tìm được, phân tích điểm yếu của hệ thống mạng, sử dụng các bộ công cụ để dò quét tìm lỗi trên hệ thống mạng đó. + Khi đã có trong tay những điểm yếu của hệ thống mạng, tội phạm mạng sẽ tiến hành xâm nhập hệ thống mạng bằng các công cụ như làm tràn bộ đệm hoặc tấn công từ chối dịch vụ. + Ở một số cuộc tấn công, người xâm nhập sau khi đã xâm nhập thành công và khai thác được hệ thống mạng rồi sẽ thực hiện việc duy trì xâm nhập 17 với mục đích khai thác và xâm nhập trong tương lai gần. Tội phạm mạng có thể sử dụng những thủ thuật như mở cửa sau (backdoor) hoặc cài đặt một trojan để nhằm mục đích duy trì sự xâm nhập của mình. Việc duy trì và làm chủ một hệ thống mạng tạo cho tội phạm mạng có đủ những điều kiện để khai thác, phục vụ những nhu cầu về thông tin. Ngoài ra, hệ thống mạng này khi bị chiếm quyền xâm nhập cũng sẽ trở thành nạn nhân của một hệ thống botnet được sử dụng trong các cuộc tấn công khác mà cụ thể là tấn công từ chối dịch vụ đến một hệ thống mạng khác. + Xóa dấu vết. Khi một kẻ tấn công đã xâm nhập thành công sẽ cố gắng duy trì sự xâm nhập này. Bước tiếp theo là chúng phải làm sao xóa hết dấu vết để không còn chứng cứ pháp lí xâm nhập. Kẻ tấn công phải xóa các tập tin log, xóa các cảnh báo từ hệ thống phát hiện xâm nhập. Ở các giai đoạn thu thập thông tin và dò tìm lỗ hổng trong bảo mật, kẻ tấn công thường làm lưu lượng kết nối mạng thay đổi khác với lúc mạng bình thường rất nhiều, đồng thời tài nguyên của hệ thống máy chủ sẽ bị ảnh hưởng đáng kể. Những dấu hiệu này rất có ích cho người quản trị mạng có thể phân tích và đánh giá tình hình hoạt động của hệ thống mạng. Hầu hết các cuộc tấn công đều tiến hành tuần tự như các bước đã nêu trên. Làm sao để nhận biết hệ thống mạng đang bị tấn công, xâm nhập ngay từ hai bước đầu tiên là hết sức quan trọng. Ở giai đoạn xâm nhập, bước này không dễ dàng đối với kẻ tấn công. Do vậy, khi không thể xâm nhập được vào hệ thống, để phá hoại có nhiều khả năng kẻ tấn công sẽ sử dụng tấn công từ chối dịch vụ để ngăn cản không cho người dùng hợp lệ truy xuất tài nguyên hệ thống. 1.5 Các giải pháp phát hiện và phòng chống tấn công mạng 1.5.1 Các biện pháp phát hiện hệ thống bị tấn công Không có một hệ thống nào có thể đảm bảo an toàn tuyệt đối; bản thân mỗi dịch vụ đều có những lỗ hổng bảo mật tiềm tàng. Đứng trên góc độ người
- Xem thêm -