Изучение современных методов
Многие современные атаки выполняются так называемыми "скрипт киддиз" (script kiddies). Это пользователи, отыскивающие сценарии эксплойтов в интернете и запускающие их против всех систем, которые только можно найти. Эти нехитрые способы атак не требуют специальных знаний или инструкций.
Однако существуют и другие методы, основанные на более глубоком понимании работы компьютеров, сетей и атакуемых систем. В данном разделе мы познакомимся с такими методами - с прослушиванием (снифингом, от англ. sniffing) коммутируемых сетей и имитацией IP-адреса (IP-spoofing).
Прослушивание коммутируемых сетей
Прослушивание, или снифинг (sniffing), используется хакерами/крэкерами после взлома системы для сбора паролей и другой системной информации. Для этого снифер устанавливает плату сетевого интерфейса в режим прослушивания смешанного трафика (promiscuous mode), т. е. сетевой адаптер будет перехватывать все пакеты, перемещающиеся по сети, а не только пакеты, адресованные данному адаптеру или системе. Сниферы такого типа хорошо работают в сетях с разделяемой пропускной способностью с сетевыми концентраторами - хабами.
Поскольку сейчас больше используются сетевые коммутаторы, эффективность снифинга стала снижаться. В коммутируемой среде не применяется режим широковещательной передачи, вместо этого пакеты отправляются непосредственно к системе-получателю. Однако коммутаторы не являются защитными устройствами. Это обычные сетевые устройства, следовательно, обеспечиваемая ими безопасность скорее побочный продукт их сетевого назначения, чем элемент конструкции. Поэтому вполне возможно появление снифера, способного работать и в коммутируемой среде. И это уже произошло. Снифер, специально разработанный для коммутируемой среды, можно найти по адресу http://ettercap.sourceforge.net/.
Для прослушивания трафика в коммутируемой среде хакер должен выполнить одно из условий:
- "убедить" коммутатор в том, что трафик, представляющий интерес, должен быть направлен к сниферу;
- заставить коммутатор отправлять весь трафик ко всем портам.
При выполнении одного из условий снифер сможет считывать интересующий трафик и, таким образом, обеспечивать хакера искомой информацией.
Перенаправление трафика
Коммутатор направляет трафик к портам на основании адреса доступа к среде передачи данных (Media Access Control) - MAC-адреса - для кадра, передаваемого по сети Ethernet. Каждая плата сетевого интерфейса имеет уникальный MAC-адрес, и коммутатор "знает" о том, какие адреса назначены какому порту. Следовательно, при передаче кадра с определенным MAC-адресом получателя коммутатор направляет этот кадр к порту, к которому приписан данный MAC-адрес.
Ниже приведены методы, с помощью которых можно заставить коммутатор направлять сетевой трафик к сниферу:
- ARP-спуфинг;
- дублирование MAC-адресов;
- имитация доменного имени.
ARP-спуфинг (ARP-spoofing). ARP - это протокол преобразования адресов (Address Resolution Protocol), используемый для получения MAC-адреса, связанного с определенным IP-адресом. При передаче трафика система-отправитель посылает ARP-запрос по IP-адресу получателя. Система-получатель отвечает на этот запрос передачей своего MAC-адреса, который будет использоваться системой-отправителем для прямой передачи трафика.
Если снифер захватит трафик, представляющий для него интерес, то он ответит на ARP-запрос вместо реальной системы-получателя и предоставит собственный MAC-адрес. В результате система-отправитель будет посылать трафик на снифер.
Для обеспечения эффективности данного процесса необходимо переадресовывать весь трафик на снифер вместо реального места назначения. Если этого не сделать, то появится вероятность возникновения отказа в доступе к сети.
Примечание
ARP-спуфинг работает только в локальных подсетях, поскольку ARP-сообщения передаются только внутри локальной подсети. Снифер должен размещаться в том же самом сегменте локальной сети, где находятся системы отправителя и получателя.
Дублирование MAC-адресов. Дублирование MAC-адреса системы-получателя является еще одним способом "убедить" коммутатор посылать трафик на снифер.
Для этого хакеру нужно изменить MAC-адрес на снифере и разместиться в системе, которая находится в том же сегменте локальной сети.
Примечание
Считается, что изменить MAC-адреса невозможно. Однако дело обстоит совсем не так. Это можно сделать в системе Unix с помощью команды ipconfig. Аналогичные утилиты имеются и в системе Windows.
Для выполнения ARP-спуфинга снифер должен располагаться в той же самой локальной подсети, что и обе системы (отправитель и получатель), чтобы иметь возможность дублирования MAC-адресов.
Имитация доменного имени. Существует третий способ заставить коммутатор отправлять весь трафик на снифер: нужно "обмануть" систему-отправителя, чтобы она использовала для передачи данных реальный MAC-адрес снифера. Это осуществляется с помощью имитации доменного имени.
При выполнении этой атаки снифер перехватывает DNS-запросы от системы-отправителя и отвечает на них. Вместо IP-адреса систем, к которым был послан запрос, система-отправитель получает IP-адрес снифера и отправляет весь трафик к нему. Далее снифер должен перенаправить этот трафик реальному получателю. Мы видим, что в этом случае атака имитации доменного имени превращается в атаку перехвата.
Для обеспечения успеха данной атаки сниферу необходимо просматривать все DNS-запросы и отвечать на них до того, как это сделает реальный получатель. Поэтому снифер должен располагаться на маршруте следования трафика от системы-отправителя к DNS-серверу, а еще лучше - в той же локальной подсети, что и отправитель.
Примечание
Снифер мог бы просматривать запросы, отправляемые через интернет, но чем дальше он от системы-отправителя, тем сложнее гарантировать, что он первым ответит на них.
В случае ее переполнения некоторые коммутаторы могут ошибочно выдавать состояние "открытый". Это значит, что коммутатор прекратит передачу трафика по определенным MAC-адресам и начнет пересылать весь трафик ко всем портам. В результате коммутатор станет работать подобно сетевому устройству коллективного доступа (хабу), что позволит сниферу выполнить свои функции. Для инициализации такого способа атаки хакер должен непосредственно подключиться к нужному коммутатору.
Выполнение атак
Давайте подумаем о том, что требуется для выполнения вышеперечисленных атак. В случае ARP-спуфинга, дублирования MAC-адресов или MAC-флудинга злоумышленник должен напрямую подключиться к атакуемому коммутатору. Такое подключение требуется и для имитации доменного имени.
Вывод такой - хакер должен установить систему на локальном коммутаторе. Он может вначале войти в систему через известную уязвимость, а затем инсталлировать необходимое для снифинга программное обеспечение. В другом варианте хакер уже находится внутри организации (он ее служащий или подрядчик). В этом случае он использует свой законный доступ в локальную сеть, что позволяет ему связаться с коммутатором.
Имитация IP-адреса
Как уже говорилось выше, правильность IP-адресов в пакетах, передаваемых по сети, не проверяется. Следовательно, хакер может изменить адрес отправителя так, чтобы казалось, будто пакет прибывает с любого адреса. Сложность заключается в том, что возвращаемые пакеты (SYN ACK-пакеты в TCP-соединении) не смогут вернуться к системе-отправителю. Следовательно, попытка имитации IP-адреса (IP-спуфинг) для установки TCP-соединения связана с серьезными трудностями. Кроме того, в TCP-заголовке содержится порядковый номер, используемый для подтверждения приема пакета. Исходный порядковый номер (initial sequence number, ISN) для каждого нового соединения выбирается псевдо-случайным образом.
В 1989 г. Стив Беловин (Steve Bellovin) из лаборатории AT&T Bell опубликовал статью "Проблемы безопасности семейства протоколов TCP/IP" в журнале "Компьютеры и сети" ("Computer and Communications Review").
В этой статье говорится о том, что во многих реализациях протоколов TCP/IP исходный порядковый номер не выбирается случайным образом, а вместо этого просто увеличивается с определенным приращением. Следовательно, при наличии данных о последнем известном ISN следующий номер можно вычислить заранее. Именно благодаря этому возможно выполнение атаки IP-имитации.
Подробные сведения об атаке имитации IP-адреса
На рис. 3.6 показано выполнение атаки имитации IP-адреса. Вначале хакер идентифицирует свою цель. Он должен определить величину приращения исходного порядкового номера (ISN). Это можно сделать, выполняя серию легальных подключений к целевой системе и отмечая возвращаемые IDN (при этом хакер рискует "засветить" свой реальный IP-адрес).
Рис. 3.6. Выполнение имитации IP-адреса
После определения величины приращения IDN хакер посылает к целевой системе TCP SYN-пакет с измененным IP-адресом отправителя. Система ответит TCP SYN ACK-пакетом, который будет передан по этому подложному адресу и до хакера, следовательно, не дойдет. SYN ACK-пакет содержит исходный порядковый номер целевой системы. Для завершения процесса установки подключения данный ISN необходимо подтвердить отправкой заключительного TCP ACK-пакета. Хакер подсчитывает приблизительный ISN (основываясь на величине приращения, которую он выяснил заранее) и отправляет ACK-пакет, содержащий подложный IP-адрес отправителя и подтверждение ISN.
Если все это будет правильно выполнено, хакер закроет легальное подключение к целевой системе. Он сможет посылать команды и информацию к системе, но не будет получать ответы.
Имитация IP-адреса - пример из практики
При атаке имитации IP-адреса компьютерная система считает, что она взаимодействует с другой системой. Как это реализуется на практике? Ясно, что подобная атака, нацеленная на службу электронной почты или веб-службу, много не даст. То же самое справедливо и для атак "грубой силы" с помощью командной строки telnet.
А что можно сказать про службы, использующие IP-адрес отправителя, такие как rlogin или rsh?
При настройке служб rlogin или rsh IP-адрес отправителя является важным компонентом, поскольку он определяет, кому разрешено использование этих служб. Удаленные хосты, допущенные к таким соединениям, называются доверенными. При использовании имитации IP-адреса доверенной системы можно успешно взломать целевую систему.
При обнаружении системы, имеющей доверительные отношения с другой системой и находящейся в сети, к которой можно подключиться, имитация IP-адреса позволит хакеру получить доступ в эту систему. Однако есть еще одна проблема, которую он должен решить. Целевая система в ответ на подложные пакеты будет отправлять данные доверенной системе. В соответствии со спецификацией TCP доверенная система может ответить перезагрузкой или пакетом сброса (RST-пакетом), поскольку она не имеет сведений о подключении. Хакер не должен допустить этого и обычно выполняет DоS-атаку против доверенной системы. На рис. 3.7 показан процесс выполнения атаки с использованием имитации IP-адреса.
При подключении к службе rlogin хакер может зарегистрироваться как пользователь доверенной системы (неплохим вариантом будет учетная запись root, имеющаяся во всех Unix-системах). Позже он обеспечит себе более удобный способ входа в систему. (При подключении с помощью имитации IP-адреса хакер не получает ответы целевой системы на свои действия.) Он может настроить целевую систему для разрешения доступа с помощью rlogin с удаленной системы или добавить учетную запись для своего личного использования.
Вопрос к эксперту
Вопрос. Имеются ли случаи успешного проникновения в систему посредством имитации IP-адреса?
Ответ. Конечно. Кевин Митник (Kevin Mitnick) использовал именно этот тип атаки для проникновения в Центр суперкомпьютеров в Сан-Диего. Он реализовал атаку во время рождественских праздников, когда в системах почти не было пользователей. Это способствовало его планам, так как никто не обращал внимание на его действия
Рис. 3.7. Практическая реализация атаки имитации IP-адреса
