Защита от хакеров корпоративных сетей. Глава 2. Законы безопасности ( Коллектив авторов, 2005)

В этой главе обсуждаются следующие темы:

• Обзор законов безопасности

• Закон 1. Невозможно обеспечить безопасность клиентской части

• Закон 2. Нельзя организовать надежный обмен ключами шифрования без совместно используемой порции информации

• Закон 3. От кода злоумышленника нельзя защититься на 100 %

• Закон 4. Всегда может быть создана новая сигнатура кода, которая не будет восприниматься как угроза

• Закон 5. Межсетевые экраны не защищают на 100 % от атаки злоумышленника

• Закон 6. От любой системы обнаружения атак можно уклониться

• Закон 7. Тайна криптографических алгоритмов не гарантируется

• Закон 8. Без ключа у вас не шифрование, а кодирование

• Закон 9. Пароли не могут надежно храниться у клиента, если только они не зашифрованы другим паролем

• Закон 10. Для того чтобы система начала претендовать на статус защищенной, она должна пройти независимый аудит безопасности

• Закон 11. Безопасность нельзя обеспечить покровом тайны

· Резюме

· Конспект

· Часто задаваемые вопросы

Введение

Для обнаружения уязвимостей в безопасности компьютерных систем используется ряд экспресс-методов (shortcuts). Один из них основан на мысленном составлении списка требований, которым должна удовлетворять исследуемая система. Каждое требование из этого списка несет информацию о безопасности системы и может быть проанализировано. Выявление при подобном анализе специфических особенностей в работе системы позволяет подозревать ее в ненадежности еще до начала детального тестирования.

Этот список назван законами безопасности. Причем под законами понимаются руководящие принципы, которые должны использоваться для того, чтобы не упустить из виду вопросы безопасности при анализе или проектировании системы. Система в этом случае может состоять как из единственной программы, так и полномасштабной сети компьютеров, включая сетевые экраны (firewalls), фильтрующие шлюзы (filtering gateways) и вирусные сканеры. Не важно, в чьих интересах исследуется система: в интересах защиты или нападения. Важно понять, где у нее уязвимости.

Законы безопасности помогают распознать слабые места и сосредоточить на них внимание. Эта глава познакомит читателя с законами безопасности. Большая часть остальной части книги посвящена подробному рассмотрению методов использования уязвимостей, выявленных при помощи законов безопасности.

Если читатель достаточно квалифицирован в области информационной безопасности, то он может пропустить эту главу. Хотя авторы рекомендуют, по крайней мере, бегло просмотреть ее, чтобы удостовериться в том, что читатель знает эти законы и согласен с ними.

Обзор законов безопасности

Начав с обзора законов, авторы детально обсудят их по ходу книги. При обсуждении будет рассмотрено содержание законов, способы их применения для поиска слабых мест, а также разрешаемые с их помощью вопросы. В список входят следующие законы безопасности.

1. Невозможно обеспечить безопасность клиентской части.

2. Нельзя организовать надежный обмен ключами шифрования без совместно используемой порции информации.

3. От кода злоумышленника нельзя защититься на 100 %.

4. Всегда может быть создана новая сигнатура кода, которая не будет восприниматься как угроза.

5. Межсетевые экраны не защищают на 100 % от атаки злоумышленника.

6. От любой системы обнаружения атак можно уклониться.

7. Тайна криптографических алгоритмов не гарантируется.

8. Шифрование без ключа является кодированием.

9. Пароли не могут надежно храниться у клиента, если только они не зашифрованы другим паролем.

10. Для того чтобы система начала претендовать на статус защищенной, она должна пройти независимый аудит безопасности.

11. Безопасность нельзя обеспечить покровом тайны.

Известны различные точки зрения на законы безопасности. В этой главе авторы решили обратить особое внимание на теоретические основы безопасности систем или, другими словами, на строгие формулировки законов. (По крайней мере, настолько, насколько это возможно. Такой сложный предмет исследования, как безопасность систем, плохо поддается строгому математическому описанию.) Существует и иной способ построения списка законов: в список включается не то, что является возможным, а то, что применяется на практике. Естественно, что отчасти эти два принципа перекрываются: если что-то невозможно, то это нереализуемо на практике. Скотт Кулп (Scott Culp), менеджер консультационного центра по вопросам безопасности компании Микрософт (Microsoft's Security Response Center Manager), сформулировал десять законов на основе своего опыта и опыта клиентов. Он назвал этот список как «Десять абсолютных законов безопасности». К ним относятся следующие:

1. Закон № 1: Если злоумышленник смог убедить вас запустить его программу на вашем компьютере, то компьютер уже не ваш.

2. Закон № 2: Если злоумышленник может изменить операционную систему на вашем компьютере, то компьютер уже не ваш.

3. Закон № 3: Если злоумышленник имеет неограниченный физический доступ к вашему компьютеру, то компьютер уже не ваш.

4. Закон № 4: Если вы позволяете злоумышленнику загружать программы на ваш Web-сайт, то Web-сайт уже не ваш.

5. Закон № 5: Слабые пароли сводят на нет хорошую систему безопасности.

6. Закон № 6: Компьютерная система защищена настолько, насколько заслуживает доверия обслуживающий ее администратор.

7. Закон № 7: Безопасность зашифрованных данных определяется безопасностью ключа их расшифровки.

8. Закон № 8: Устаревший сканер вирусов ненамного лучше никакого.

9. Закон № 9: Абсолютная анонимность практически недостижима ни в реальной жизни, ни в Web-пространстве.

10. Закон № 10: Технология – не панацея.

Полный список (с разъяснениями смысла каждого правила) может быть найден на сайте www.microsoft.com/technet/columns/security/10imlaws.asp. Этот список приведен для иллюстрации подхода к теме с точки зрения администратора безопасности. По большей части читатель найдет, что приведенные законы – обратная сторона исследуемых авторами законов безопасности.

Перед применением законов для обнаружения потенциальных проблем следует сформулировать их рабочее определение. В следующих разделах рассмотрены законы безопасности и их значение для обеспечения безопасности вычислительных сетей и систем.

Закон 1. Невозможно обеспечить безопасность клиентской части

В первом законе безопасности следует определить пару понятий. Что именно имеется в виду, когда говорят о клиентской части (client-side)? Рассматривая сетевое (клиент-серверное) окружение, авторы определили бы клиента как приложение, которое инициирует запрос на обслуживание или соединение, а сервер – как приложение, которое или ожидает запрос на обслуживание и установление связи, или способно выполнять эти запросы. Термин «клиентская часть» применительно к вычислительным сетям используется для обозначения компьютера, за которым работает пользователь и при помощи которого пользователь (или злоумышленник) получает контроль над системой. В сформулированном законе отличие в использовании термина «клиентская часть» заключается в том, что он применяется без связи с какой-либо сетью или сервером, то есть авторы говорят о безопасности клиентской части даже в случае одного компьютера с частью программного обеспечения на дискете. Главное состоит в том, что подчеркивается мысль о возможности получения контроля пользователей (или злоумышленников) над собственными компьютерами и их способности сделать с ними все, что они захотят.

После определения термина клиентской части выясним, что понимается под ее безопасностью. Безопасность клиентской части – это некоторый механизм безопасности, работающий исключительно у клиента. В одних случаях его реализация допускает привлечение сервера, как в традиционной архитектуре клиент-сервер. В других – это может быть частью программного обеспечения, которое выполняется на компьютере клиента в интересах предотвращения действий пользователя, нежелательных с точки зрения безопасности.

Основная проблема безопасности клиентской части состоит в том, что человек, физически сидящий за клиентским компьютером, имеет абсолютный контроль над ним. Закон № 3 Скотта Кулпа (Scott Culp) иллюстрирует это более упрощенным способом: Если у злоумышленника неограниченный физический доступ к вашему компьютеру, то компьютер уже не ваш. Для полного понимания тонких моментов этого вопроса требуются дополнительные разъяснения. Вы не сможете разработать механизм безопасности клиентской части, который пользователи не смогли бы, если они этого захотят, преодолеть. В лучшем случае вы сможете усложнить им эту задачу. Проблема состоит в том, что поскольку большинство программного обеспечения и аппаратных средств ЭВМ – результат массового производства, то один профессионал, разгадавший, как обойти механизм безопасности, может, вообще говоря, рассказать кому-либо об этом или часто пользоваться результатами своего решения. Посмотрите на пакет программ, в котором предусмотрено ограничение его использования тем или иным способом. Какие инструменты нападающий имеет в его или ее распоряжении? Он или она могут использовать отладчики, дизассемблеры, редакторы шестнадцатеричного кода, модификацию операционной системы и системы мониторинга, не говоря уже о неограниченных копиях программного обеспечения.

А если программное обеспечение обнаружит, что оно было модифицировано? Тогда удалите часть кода, которая обнаруживает модификацию. Что, если программное обеспечение скрывает информацию где-нибудь в компьютере? Контролирующие механизмы немедленно найдут это изменение. Имеется ли защита аппаратных средств ЭВМ от преступного использования? Нет. Если нарушитель может потратить неограниченное время и ресурсы, атакуя аппаратные средства вашего компьютера, то любое средство защиты в конечном счете признает себя побежденным. Это особенно справедливо для аппаратуры массового производства. Поэтому в общем случае следует полагать, что безопасность клиентской части невозможно обеспечить.

Примечание

Этот закон используется в главах 5 и 14.

Закон 2. Нельзя организовать надежный обмен ключами шифрования без совместно используемой порции информации

Для человека, знакомого с криптографией, этот закон может показаться очевидным. Тем не менее закон является уникальным вызовом защите данных и процедур обмена информацией. Основная проблема обмена зашифрованными данными заключается в надежности ключей сеансов обмена. Обмен ключами между клиентом и сервером обязателен и происходит до обмена данными (для дополнительной информации см. главу 6).

Для иллюстрации этого давайте рассмотрим процесс установления зашифрованной связи через Интернет. Пусть как на вашем компьютере, как и на компьютере, с которым вы, как предполагается, соединяетесь, установлена ныне модная программа CryptoX. Вы вводите известный вам IP-адрес другого компьютера и ударяете на клавишу Connect (установить соединение). Программное обеспечение сообщает вам об установке соединения и обмене ключами. Теперь вам доступна надежная связь с 1024-битным шифрованием. Следует ли вам верить этому? Да, следует. Ведь за простым интерфейсом работы этой программы скрывается сложная криптоинфраструктура, обеспечивающая описанный процесс соединения (позднее в этой главе будет объяснено, что это означает). К сожалению, похитить IP-связь не только не невозможно, но даже не слишком трудно (см. главу 11).

Проблема состоит в том, как узнать, с каким компьютером вы обменялись ключами. Вы могли установить соединение именно с тем компьютером, с которым вы и хотели осуществить обмен, так и со злоумышленником, ожидающим ваших действий по установке соединения, для того чтобы попытаться подменить IP-адрес компьютера, с которым вы соединяетесь, на свой. Единственный способ удостовериться в факте соединения с требуемым компьютером состоит в наличии на обоих компьютерах порции информации, которая позволила бы удостовериться в идентичности друг друга. Как это осуществить? Сразу приходит на ум пара методов. Во-первых, можно воспользоваться открытыми ключами, распространяемыми сертификационными центрами в Интернете. Во-вторых, можно использовать разделяемый секретный ключ или средства аутентификации протокола защищенных сокетов SSL, гарантирующего безопасную передачу данных по сети в результате комбинирования криптографической системы с открытым ключом и блочного шифрования данных. Конечно, все перечисленное является разделяемыми порциями информации, необходимой для проверки отправителя информации.

Отсюда следует необходимость решения задачи управления ключами, поэтому исследуем некоторые аспекты этого процесса, ответив на следующие вопросы. Как переслать ключи туда, где они необходимы? Защищен ли маршрут распространения ключей от злоумышленника, готового к атаке типа «злоумышленник посередине» (man-in-the-middle – MITM)? Какие затраты ресурсов необходимы и насколько оправдано их использование по отношению к ценности защищаемой информации? Участвует ли доверенное лицо в обмене ключей? Может ли оно быть атаковано? Какие методы используются для обмена ключей и насколько они уязвимы?

Давайте рассмотрим некоторые способы распределения и обмена ключами. После обмена ключами шифрования нужна дополнительная информация, чтобы удостовериться в том, что обмен состоялся именно с тем, с кем нужно, и ключи не стали добычей злоумышленника в результате его успешной атаки типа MITM. Доказать это трудно потому, что доказательство сводится к рассмотрению всевозможных протоколов обмена ключами, которые когда-либо могли быть изобретены, и поиску уязвимости каждого из них к атакам типа MITM.

Как и в случае большинства нападений, может быть, разумнее всего положиться на то, что люди, как правило, не следуют хорошим советам по обеспечению безопасности, или на то, что результат шифрования обычно менее криптостоек, чем примененный алгоритм шифрования.

Давайте проанализируем часть документации, посвященной обмену общедоступными ключами, для того чтобы получить представление о реализации одного из способов их обмена. Подробнее познакомиться с документацией можно в Интернете: www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/product/software/ios113ed/113ed_cr/secu....

Это – документ компании Cisco Systems, Inc., который описывает, помимо всего прочего, как обмениваться ключами стандарта цифровой подписи DSS. DSS – стандарт открытых/секретных ключей (public/private key standard), который Cisco использует для аутентификации одноранговых маршрутизаторов. Шифрование с использованием открытых/секретных ключей обычно считается слишком медленным для шифрования в реальном масштабе времени, поэтому для обмена информацией применяются симметричные сеансовые криптографические ключи (типа ключей DES или 3DES алгоритмов). DES – американский правительственный стандарт алгоритма шифрования, принятый в 70-х годах. 3DES – улучшенная версия алгоритма DES, связывающая вместе три отдельных выполнения алгоритма DES для двукратного или трехкратного, в зависимости от реализации, повышения криптостойкости алгоритма. Для успешной работы по описываемой схеме у каждого маршрутизатора должен быть правильный открытый ключ другого маршрутизатора. Если в случае атаки типа MITM злоумышленнику удастся обмануть каждый маршрутизатор, подсунув свой ключ вместо открытого ключа другого маршрутизатора, то сначала он сможет узнать все ключи сессии, а затем контролировать любой трафик сети.

Cisco признает это и идет дальше, заявляя, что вы «должны устно проверить» открытые ключи. В документации описан сценарий, по которому два администратора маршрутизатора, имея безопасную связь с маршрутизатором (возможно, при помощи терминала, физически подключенного к консоли), связываются друг с другом по телефону. Во время обмена ключей они должны сообщить друг другу по телефону полученный ключ. Безопасность этого сценария основывается на предположении, что, во-первых, эти два администратора узнают голос друг друга, а во-вторых, трудно фальсифицировать чей-либо голос.

Если администраторы хорошо знают друг друга и каждый из них сможет получить ответы на свои вопросы, если они оба зарегистрированы на консоли маршрутизаторов и маршрутизаторы не скомпрометированы, если нет ошибок в алгоритме шифрования, то эта процедура безопасна.

Никто не собирается учить вас подражанию чьему-либо голосу или как захватывать коммутаторы телефонных компаний для неправильного соединения незнакомых друг с другом администраторов. В первую очередь критически разберем предположение о достижении безопасности при использовании двух администраторов и рассмотренного механизма безопасности.

Есть подозрение, что вопреки документации компании Cisco большинство обменов ключами между маршрутизаторами этой компании осуществляются одним администратором с использованием двух Telnet-окон. Если дело обстоит именно так и если злоумышленник в состоянии сыграть роль «нарушителя посередине» и похитить Telnet-окна и ключевой обмен, то он сможет взломать зашифрованную передачу данных.

Сформулируем выводы. Безопасность сети не может быть обеспечена в большей степени, чем безопасность наиболее уязвимого соединения. Если в нашем примере маршрутизатор может быть взломан и похищены секретные ключи, то не нужно никаких атак типа MITM. Кажется, в настоящее время компания Cisco уделяет большое внимание совершенствованию защиты секретных ключей. Их не могут просматривать даже уполномоченные администраторы. Однако ключи хранятся в памяти. Тот, кто захочет вскрыть маршрутизатор и воспользоваться той или иной разновидностью циклического опроса, сможет легко восстановить секретный ключ. К тому же до последнего времени в IOS Cisco не было проведено открытого изучения вопросов переполнения буфера и т. п. Авторы уверены, что когда-нибудь это произойдет, поскольку ряд известных нападений убедительно свидетельствует о возможности переполнения буфера.

Другой способ реализации обмена заключается в использовании протокола SSL вашим браузером. При нормальном режиме обмена информацией, если от вас не запросили никакой информации, криптозащита должна быть отключена. Как в этом случае работает протокол SSL? Когда вы посещаете защищенную Wed-страницу, то от вас не требуется никаких действий по обеспечению безопасности. Подразумевает ли это, что SSL – жульничество? Нет, некоторая часть информации действительно используется совместно. Прежде всего это открытый ключ основного сертификата полномочий. Всякий раз, когда вы загружаете программное обеспечение браузера, оно активизирует встроенные в программу сертификаты. Эти сертификаты содержат необходимую информацию для обеспечения безопасности. Да, сохраняется вероятность атаки типа MITM во время загрузки файла. Если кто-то подпортил файл во время его нахождения на сервере, с которого файл был загружен, или во время загрузки по пути к вашему компьютеру, то теоретически весь ваш трафик по протоколу SSL может быть скомпрометирован.

SSL особенно интересен, так как это один из лучших работающих образцов массового рынка средств обеспечения защиты, поскольку он управляет ключами и т. д. Конечно, протокол не без недостатков. Если вам интересны технические детали работы SSL, посетите сайт: www.rsasecurity.com/standards/SSL/index.html.

Примечание

Этот закон используется в главе 6.

Закон 3. От кода злоумышленника нельзя защититься на 100 %

В течение последних лет зафиксировано увеличивающееся число атак, которые использовали слабые места в операционных системах и прикладном программном обеспечении для получения доступа к системам пользователя. Недавно мы стали свидетелями широкомасштабных разрушений сервисов и потери данных в результате быстрой модификации ряда программ и их повторной загрузки в Интернет. Почему это произошло? Потому, что нельзя на 100 % защититься от разрушительного кода, когда он изменяется так быстро, как теперь. Авторы рассмотрят некоторые примеры на эту тему в следующем разделе и обсудят в качестве примера способ защиты против вирусов.

Если, подобно большинству людей, вы работаете с Windows-подобной операционной системой, то вы запускаете антивирусные программы. Возможно, вы даже прилежно обновляете ваши средства обнаружения вирусов современными копиями. Вы полностью защищены от вирусов? Конечно, нет.

Давайте посмотрим, какими бывают вирусы и Троянские кони (программы, которые выдают себя за другие программы с целью получения информации) и как они попадают на ваш компьютер. Вирусы и Троянские кони – просто программы, каждая из которых имеет специфическую характеристику. Вирусы размножаются, и им нужны другие программы, к которым они присоединяются. Троянские кони выдают себя не за то, чем они на самом деле являются. В основном это программы, которые программист разработал для выполнения чего-то такого, чего бы вы вообще никогда не допустили, если бы знали про это. Эти программы обычно попадают на ваш компьютер обманным путем. Они скрывают свое истинное предназначение, присоединяясь к нужным вам программам или, находясь на носителях информации, которыми вы пользуетесь, не зная об их инфицировании. Они могут попасть к вам и в результате действий удаленного злоумышленника, вскрывшего вашу систему безопасности.

Как работает антивирусное программное обеспечение? Перед выполнением программы антивирусные средства сканируют ее код или носитель информации для определения «вредных штучек», которые обычно состоят из вирусов, Троянских коней и даже потенциального инструментария хакера. Тем не менее имейте в виду, что только разработчик вашего антивирусного программного обеспечения определяет, что именно проверяется. Это справедливо при условии, что у вас нет ни времени, ни инструментария для формирования собственных файлов сигнатур. Файлы сигнатур – основа большинства антивирусных программ. Они обычно состоят, как хочется верить, из уникальных для отдельного вируса или Троянского коня порций двоичных данных. Поэтому если на ваш компьютер попадает не зафиксированный в базе данных вирус, то ваше антивирусное программное обеспечение вам помочь не сможет.

Почему процесс обезвреживания новых вирусов такой медленный? Чтобы сформировать файл сигнатур, разработчик антивирусного программного обеспечения должен получить копию вируса или Троянского коня, проанализировать ее, сформировать уникальную для нового вируса сигнатуру, модернизировать файл сигнатур (а иногда еще и антивирусную программу) и опубликовать обновления – скорректированную версию программного обеспечения. После этого конечный пользователь должен установить и применить обновленную программу. Вы можете себе представить, насколько большими могут оказаться задержки времени от момента получения информации о новом вирусе до его обезвреживания. И все это время пользователи уязвимы.

Из-за контролирующих действий антивирусного программного обеспечения вы не сможете вслепую запустить на выполнение какую-либо программу или просто так загрузить любое приложение. Не так давно на антивирусное программное обеспечение обычно можно было положиться из-за медленной скорости размножения вирусов по вине людей, переносящих их на дискетах, или при помощи зараженных общих программ. Сейчас, в связи с ростом числа подключенных к Интернету компьютеров, возможность соединения компьютеров между собой стала очень привлекательным транспортным средством для вирусов. Они распространяются через Web-страницы, электронную почту и загрузку приложений по каналам связи. Сейчас намного больше шансов увидеть новый вирус прежде, чем производитель вашего антивирусного программного обеспечения опубликует обновления. И не забудьте, что сделанный на заказ вирус или Троянский конь может быть написан специально для инфицирования вашего компьютера в любое время. При этих обстоятельствах ваше антивирусное программное обеспечение никогда не спасет вас.

Поскольку целая глава этой книги посвящена вирусам и Троянским коням, то авторы опустят многие детали написания вирусов или обмана людей посредством Троянского коня во время его выполнения. Будет лучше, если авторы приведут их любимый пример на тему вирусов. В апреле 2000 года пользователи Интернета впервые познакомились с вирусом «I love you». Это был еще один представитель вирусных червей (программ, самостоятельно распространяющих свои копии по сети). Вирус «I love you» выполнялся совместно с программой электронной почты Microsoft Outlook. Он обладал гораздо большим разрушительным эффектом в результате рассылки самого себя всем адресатам адресной книги, а не первым пятидесяти, как более ранний вирус «Мелисса». Но, несмотря на усилия разработчиков антивирусного программного обеспечения и других специалистов по сдерживанию вируса, он быстро распространялся и порождал множество имитаторов вирусов за короткий промежуток времени после своего возникновения. Почему его не смогли остановить быстрее? В случае ряда моих клиентов – из-за слишком большого числа служащих, которые не смогли сопротивляться желанию узнать, кто их так сильно любит! Ограничение распространения вирусов не всегда входит в компетенцию вашей безопасности или программного обеспечения, следящего за безопасностью вашего компьютера.

От Троянских коней и вирусов фактически можно было бы полностью защититься, если бы пользователи изменили свое поведение. Хотя после этого они, вероятно, не смогли бы многого от своего компьютера. Пользователи были бы вынуждены установить только то программное обеспечение, которое было получено непосредственно от доверенного производителя. (Однако было несколько случаев коммерческой продажи программ с вирусами на носителях информации.) Вероятно, пользователи должны были бы воздержаться от применения сети и никогда не обмениваться информацией с кем-либо еще. И конечно, должна быть обеспечена физическая безопасность компьютера.

Примечание

Этот закон используется в главе 15.

Закон 4. Всегда может быть создана новая сигнатура кода, которая не будет восприниматься как угроза

Этот закон сравнительно нов в обсуждении вопросов безопасности, но за последний год он стал очень популярен. Это новая реальность, поскольку теперь у злоумышленников появилась возможность изменять существующие вирусы, Троянские кони и удаленно управляемые приложения почти одновременно с моментом выпуска их на волю. Это приводит к необходимости обсуждать новые проблемы. Если продолжить обсуждение на примере антивирусной защиты, то можно обнаружить, что даже незначительное изменение в коде вируса дает ему шанс стать невидимым для антивирусного программного обеспечения. Эти проблемы ранее доставляли гораздо меньше беспокойства. Несомненно, кто-то должен был заразиться вирусом первым, после чего их системы переставали работать, но были большие шансы, что это случится не с вами. К тому времени, когда вас заражал тот же вирус, производители ваших антивирусных программ имели нужную копию, и вы обновляли свои файлы.

Теперь это не так. Ряд новейших вирусов размножается намного быстрее. Многие из них используют электронную почту для рассылки себя среди пользователей. Некоторые даже маскируются под вас и используют грубую форму социотехники для обмана ваших друзей и проникновения в их компьютеры. В этом году многие стали свидетелями подобного происшествия, наблюдая за различными версиями вируса «Code Red», который распространился по всему миру. Если вспомните, первоначальная версия имела возможность запуска по времени и дате с запрограммированным нападением на Web-сайт американского правительства. В ряде различных модификаций вируса его поведение было успешно изменено, что привело к быстрому увеличению числа атак и потребовало дополнительного времени для их отражения. Почему это оказалось настолько эффективным? Потому что возможности для модификации кода вируса бесконечны и для этого существуют многочисленные методы. Например, можно модифицировать первоначальный код, чтобы создать новую сигнатуру кода, сжать файл, зашифровать файл, защитив его паролем или иначе изменить, для того чтобы избежать обнаружения кода вируса. В результате будет получена новая сигнатура кода, которая еще не будет признана вирусными сканерами, межсетевыми экранами и системами обнаружения вторжения как угроза, что позволит модифицированному вирусу беспрепятственно их преодолевать.

Примечание

Этот закон используется в главах 15 и 16.

Инструментарий

Хотите проверить межсетевой экран?

Есть невероятное число свободно распространяемых инструментальных программных средств, доступных вам для проверки собственной уязвимости. Конечно, основные средства включают в себя основные команды протокола TCP/IP, встроенные в протокол: ping, tracert, pathping, Telnet и nslookup помогут быстро оценить уязвимость вашей системы. Наряду с ними у авторов есть пара любимых инструментальных средств, позволяющих быстро исследовать и проверить информацию о различных IP-адресах:

• SuperScan от компании Foundstone Corporation: www.Foundstone.com/knowledge/free_tools.html (щелкните мышкой на SCANNER);

• Sam Spade от компании SamSpade.org: www.samspade.org.

Эти два инструментальных средства с богатыми функциональными возможностями позволят вам, по крайней мере, увидеть некоторые из уязвимостей, которые могут существовать на вашей системе.

Закон 5. Межсетевые экраны не защищают на 100 % от атаки злоумышленника

Закон 6. От любой системы обнаружения атак можно уклониться

Во время написания книги уже существовали сотни производителей программно-аппаратных средств обнаружения вторжения (IDS – intrusion detection system), объединенных с межсетевыми экранами и средствами защиты от вирусов или реализованных как автономные системы. Принцип работы системы обнаружения вторжения слегка отличается от работы межсетевых экранов. Межсетевые экраны предназначены для остановки небезопасного трафика в сети, а системы обнаружения вторжения – для его определения, но не обязательно его остановки (хотя ряд систем обнаружения вторжения будет взаимодействовать с межсетевыми экранами для запрещения трафика). Системы обнаружения вторжения способны распознать подозрительный трафик при помощи ряда алгоритмов. Одни из них основаны на совпадении трафика с известными образцами нападений, очень схожими с базой данных сигнатур антивирусной программы. Другие проверяют трафик на соответствие правилам оформления трафика и его признаков. Третьи – анализируют признаки стандартного трафика и наблюдаемого на предмет отличия от статистической нормы. Поскольку системы обнаружения вторжения постоянно контролируют сеть, то они помогают обнаружить нападения и необычные условия как внутри сети, так и вне ее и обеспечить новый уровень безопасности от внутреннего нападения.

От межсетевых экранов, методов обеспечения безопасности клиентской части и от систем обнаружения вторжения можно уклониться и работать с ними в одной сети, не обращая на них внимания. Одна из причин этого заключается в наличии пользователей, работающих на компьютерах внутри сети. Ранее было показано, что по этой причине система становится уязвимой. В случае межсетевых экранов и систем обнаружения вторжения появляется еще одна причина ослабления системы безопасности: хотя при первой установке межсетевых экранов и систем обнаружения вторжения их настройки обеспечивают безопасность, со временем ухудшается обслуживание систем, притупляется осторожность при внесении изменений в их настройки и снижается бдительность. Это ведет ко многим ошибочным настройкам и неверному обслуживанию системы, а в результате появляются предпосылки для уклонения злоумышленника от системы обнаружения вторжения.

Для злоумышленников проблема с системой обнаружения вторжения состоит в том, что они не смогут определить факт ее присутствия и работы. В отличие от межсетевых экранов, которые легко обнаружить при атаке, системы обнаружения вторжения могут быть полностью пассивными и поэтому незаметными. Они могут распознать подозрительную активность в сети и незаметно для злоумышленника предупредить об угрозе администратора безопасности сайта, подвергнувшегося нападению. В результате злоумышленник сильно рискует подвергнуться судебному преследованию за нападение. Задумайтесь над вопросом приобретения системы обнаружения вторжения! Свободно распространяемые системы обнаружения вторжения доступны и жизнеспособны, позволяя экспериментировать с различными методами обнаружения атак, которые предлагаются их разработчиками. Обеспечьте аудит системных журналов, потому что ни одна система не достигнет когда-либо уровня понимания хорошо осведомленного в этой области человека. Обеспечьте абсолютные гарантии своевременного обновления программного обеспечения новейшими патчами и реагирования на современные сообщения о выявленных уязвимостях в системе защиты. Подпишитесь на различные профильные рассылки и читайте их. С точки зрения нападения, помните, что злоумышленник может получить ту же самую информацию, которая есть у вас. Это позволит злоумышленнику выяснить, что различает системы обнаружения вторжения и, что более важно, как это делается. Внесенные в код программы злоумышленника изменения приведут к тому, что система обнаружения вторжения не сможет обнаружить опасность при помощи своих оригинальных признаков или установок.

В последние месяцы системы обнаружения вторжения играли ключевую роль в сборе информации о новых типах атак. Это затрудняет осуществление атак злоумышленниками. Ведь чем быстрее станет известен и опубликован алгоритм атаки, тем легче защититься от нее, поскольку в систему защиты будут внесены исправления. На самом деле любое новое исследование, проведенное злоумышленником, будет представлять ценность в течение короткого периода времени. Авторы полагают, что через несколько лет системы обнаружения вторжения войдут в число стандартного оборудования Интернет-соединений каждой организации, как межсетевые экраны сегодня.

Примечание

Этот закон используется в главе 16.

Закон 7. Тайна криптографических алгоритмов не гарантируется

Этот специфический «закон», строго говоря, не является законом в определенном ранее смысле. Теоретически возможно существование безопасного криптографического алгоритма, разработанного в частном порядке, незаметно от других. Такое может быть, но только не в нашем случае. Криптографический алгоритм можно полагать безопасным только после продолжительного открытого обсуждения алгоритма и многочисленных неудачных попыток взлома алгоритма хорошими криптографами.

Брюс Шнейер (Bruce Schneier) часто заявлял, что любой может изобрести криптографический алгоритм, но не каждый – взломать его. Программисты и криптографы знают это очень хорошо. Программисты не могут эффективно протестировать собственную программу, точно так же как криптографы не могут эффективно оценить свой криптоалгоритм. Криптограф должен знать все возможные типы атак и результат их воздействия на его алгоритм. То есть он должен знать типы известных атак и атак, которые могут появиться в будущем. Ясно, что никакой криптограф не может предсказать будущее, но некоторые из них способны изобрести криптостойкий в новых условиях алгоритм в силу своего предвидения или догадки о некоторых возможных типах атак в будущем.

В прошлом это было показано уже не один раз. «Криптограф» изобретает новый алгоритм. Для новичка это уже прекрасно. Изобретя алгоритм, «криптограф» может следующее: использовать его конфиденциально, опубликовать детали алгоритма или на основе алгоритма выпустить коммерческий продукт. В случае опубликования алгоритма он, за редким исключением, часто взламывается достаточно быстро. А как насчет других двух вариантов? Если алгоритм не обеспечивает безопасности в момент его опубликования, то он небезопасен в любое время. Что еще можно добавить о личной безопасности автора или его клиентов?

Почему так получается, что почти все новые алгоритмы терпят неудачу? Один ответ состоит в том, что трудно получить хороший криптоалгоритм. Другой – сказывается недостаток соответствующих знаний. На всех хороших криптографов, которые могли бы раскрыть чей-либо алгоритм, приходится намного больше людей, желающих попробовать его написать. Авторам в области криптографии нужна богатая практика, чтобы научиться созданию хороших криптографических средств. Это означает, что им нужно раскрывать свои алгоритмы много раз, чтобы они смогли научиться на своих ошибках. Если они не смогут найти людей, взломавших их криптосредства, доказать их высокое качество становится тяжелее. Худшее, что может произойти, – это когда некоторые авторы сделают вывод о безопасности криптоалгоритма только потому, что никто его не раскрыл (вероятно, из-за недостатка времени или интереса).

В качестве примера предвидения будущего рассмотрим стандарт шифрования DES. В 1990 году Ели Бихам (Eli Biham) и Ади Шамир (Adi Shamir), два всемирно известных криптографа, обнаружили нечто, что впоследствии они назвали дифференциальным криптоанализом (differential cryptanalysis). Это произошло спустя некоторое время после изобретения DES^ и принятия его в качестве стандарта. Естественно, они испытывали новые методы дифференциального криптоанализа на DES. У них была возможность усовершенствовать атаку по типу простой грубой силы (simple brute-force attack), но при этом выяснилось, что эти улучшения не приводят к принципиальному уменьшению времени взлома DES. Оказалось, что структура блоков подстановки s-boxes в DES была почти идеальна для защиты от дифференциального криптоанализа. Казалось, что кто-то, кто разрабатывал DES, знал или подозревал о технике дифференциального криптоанализа.

Очень немногие криптографы способны изобрести алгоритмы такого качества. Как правило, они же могут и взломать хорошие алгоритмы. Авторы слышали, что несколько криптографов поддерживают попытки взлома алгоритмов других авторов, рассматривая это как способ обучения написания хороших алгоритмов. Эти мирового класса криптографы, допуская, что их алгоритмы могут быть взломаны, знакомят криптографический мир со своими работами для экспертизы. И даже в этом случае требуется время для корректной оценки. Некоторые новые алгоритмы в процессе работы используют передовые методы. В этом случае для их взлома может потребоваться новаторская техника атак, на разработку которой нужно дополнительное время. Кроме того, большинство квалифицированных специалистов в области криптографии пользуются большим спросом и весьма заняты, поэтому у них нет времени на рассмотрение каждого опубликованного алгоритма. В некоторых случаях алгоритм должен был бы, казалось, стать популярным хотя бы потому, что на его проверку потрачено значительное время. Все эти шаги по тестированию алгоритмов требуют времени – иногда на это уходят годы. Поэтому даже лучший криптограф иногда посоветует не доверять своему новому алгоритму, пока он не выдержит тщательного длительного испытания. Время от времени даже лучшие в мире криптографы изобретают слабые криптографические средства.

В настоящее время правительство Соединенных Штатов решило заменить DES новым стандартом криптографического алгоритма. Новый стандарт будет называться улучшенным стандартом шифрования AES (Advanced Encryption Standard), и национальный институт стандартов и технологии NIST (National Institute of Standards and Technology) выбрал алгоритм «рейндолл» (Rijndael) в качестве основы AES алгоритма. (Принят Министерством торговли США 12 октября 2000 года вместо устаревшего стандарта DES.) Большинство лучших мировых криптографов представили на рассмотрение свои работы на конференции продолжительностью в несколько дней. Несколько алгоритмов во время конференции были раскрыты другими криптографами.

Авторы не смогут научить читателя правилам вскрытия реальных криптографических средств. В рамках одной книги это невозможно. Хотя авторы приготовили отдельные забавные криптографические упражнения. В мире много людей, которые хотели бы создавать и продавать криптографические средства только потому, что они считают себя хорошими криптографами. Зачастую разработчики понимают невозможность использования существующих криптографических средств из-за недостатков отдельных ключей. В этом случае для скрытия своих действий они могут выбрать что-то более простое, но тогда взломать результаты их работы можно гораздо быстрее. (В главе 6 будет показано, как это сделать.)

Итак, суть этого закона заключается не в том, чтобы на его основе что-то сделать, а скорее всего в том, чтобы акцентировать внимание на этом вопросе. Вы должны применять данный закон для оценки характеристик криптографических средств. Очевидное решение заключается в использовании известных криптографических алгоритмов. Но при этом обязательно следует проводить максимально возможную проверку их разумного использования. Например, какой прок в применении алгоритма 3DES, если использовать только семисимвольный пароль? Большинство выбираемых пользователями паролей использует лишь несколько бит из возможного количества бит на букву. В этом случае семь символов гораздо меньше 56 бит.

Примечание

Этот закон используется в главе 6.

Закон 8. Без ключа у вас не шифрование, а кодирование

Это универсальный закон – никаких исключений. Только убедитесь, действительно ли используются ключи и насколько хорошо организовано управление ими. Очень похожее мнение высказывает Скотт Кулп (Scott Culp) в своем законе № 7 «Безопасность зашифрованных данных определяется безопасностью ключа их расшифровки».

Ключ при шифровании используется для обеспечения уникальности результатов в условиях, когда каждый использует тот же самый небольшой набор алгоритмов. Разработать хороший криптографический алгоритм трудно, поэтому только небольшая их часть используется во многих различных приложениях. Необходимость в новых криптографических алгоритмах появляется нечасто потому, что известные сейчас алгоритмы могут использоваться во многих областях (подпись сообщения, блочное шифрование и т. д.). Если хорошо известный (и предсказуемый) тип атаки методом грубой силы занимает много времени, то нет достаточных причин для замены криптоалгоритма. Уже было написано, что не следует полностью доверять новым криптографическим алгоритмам.

В ранней истории криптографии большинство схем зависели от взаимодействующих сторон, использующих ту же самую систему скремблирования (скремблирование – шифрование путем перестановки и инвертирования групп символов) посылаемых друг другу сообщений. Ключ или разновидность ключевой фразы (pass-phrase) обычно не использовались. Двум сторонам нужно было договориться о схеме преобразования, например о замене каждой на букву, находящуюся в алфавите на три позиции дальше, чем заменяемая, и они могли посылать сообщения.

Позже начали использовать более сложные системы. Результат преобразования сообщения с их помощью зависел от слова или фразы, устанавливающих начальное состояние процесса преобразования сообщений. Такие системы были широко известны. Они позволяли обмениваться сообщениями со многими сторонами и обеспечивали определенную безопасность при условии использования различных фраз.

Рассмотренные два типа систем позволяют лучше увидеть концептуальное различие между кодированием и шифрованием. При кодировании ключ не используется, и если вовлеченные в обмен информацией стороны хотят обеспечить секретность, то их схема кодирования должна быть секретной. При шифровании используется ключ (или ключи), который обе стороны должны знать. Алгоритм шифрования может быть известен, но если у злоумышленника нет ключей, знание алгоритма ему не поможет.

Конечно, проблема состоит в том, что схемы кодирования редко удается сохранить в тайне. Перед обменом каждый получит копию алгоритма. Если ключ не использовался, то каждый, получивший копию программы, сможет расшифровать все зашифрованное этой программой. Это не сулило ничего хорошего массовому рынку криптографических средств. Использование ключа позволяет применять известные хорошие алгоритмы во многих приложениях. Что вы сделаете, когда столкнетесь с криптографическим средством, о котором известно, что в нем используется тройное DES-шифрование, но вводить пароли не нужно? Бегите прочь! Возможность расшифровки сообщений, зашифрованных DES и его разновидностями (подобно 3DES), зависит от секретности ключа. Если ключ известен, то тайны могут быть расшифрованы. Откуда средство берет ключ для работы, если не от пользователя? Откуда-то с жесткого диска компьютера.

Этот вариант лучше использования слабого алгоритма? Вероятно, это слегка лучше, если зашифрованные файлы предназначены для переноса на другой компьютер, например через сеть. Если их перехватят вне компьютера, то они могут остаться в безопасности. Однако если модель угрозы включает людей, имеющих непосредственный доступ к компьютеру, то ситуация сильно меняется, поскольку они могут завладеть ключами. Криптографы хорошо поднаторели в определении схем кодирования и расшифровки сообщений. Если вы говорите о встроенной в продукт массового рынка схеме кодирования, забудьте о возможности сохранения в тайне алгоритма ее работы. У злоумышленника будут все необходимые возможности для определения схемы кодирования.

Если вы столкнетесь с системой, про которую говорят, что она шифрует коммуникации и при этом, кажется, ей не нужно обмениваться ключами, хорошо подумайте над этим. Задайте производителю побольше вопросов о том, как именно она работает. Вспомните все, что ранее говорилось о надежном обмене ключами. Если ваш производитель замалчивает вопросы обмена ключевой информацией и не может досконально объяснить детали точного решения проблемы обмена ключами, то, вероятнее всего, вы встретили небезопасное средство. В большинстве случаев для вас должна быть нормой необходимость иметь программные ключи в различных конечных точках коммуникаций.

Примечание

Этот закон используется в главах 6 и 10.

Закон 9. Пароли не могут надежно храниться у клиента, если только они не зашифрованы другим паролем

Это утверждение о паролях в особенности относится к программам, которые в той или иной форме хранят пароль на компьютере клиента в архитектуре клиент-сервер. Помните, что клиентская машина всегда полностью контролируется работающим на ней пользователем. Поэтому в общем случае нельзя гарантировать безопасное хранение информации на клиентском рабочем месте. Как правило, сервер отличается тем, что пользователь-злоумышленник вынужден взаимодействовать с сервером при помощи сетевых средств через, скорее всего, ограниченный интерфейс. Допускается единственное исключение из правила о недопущении хранения информации на уязвимой машине клиента: хранимая информация должна быть зашифрованной. Этот закон – фактически специфический вариант предыдущего: «Без ключа у вас не шифрование, а кодирование». Ясно, что это относится к паролям, поскольку они специфический вариант информации. О паролях говорится отдельно, потому что в приложениях безопасности они часто заслуживают специального внимания. Каждый раз, когда приложение запрашивает у вас пароль, вам следует задуматься: «Каким образом пароль будет сохранен?» Некоторые программы не хранят пароль после его использования, потому что они больше не нуждаются в нем. По крайней мере, до следующего раза. Например, многие Telnet– и ftp-клиенты вообще не запоминают пароли. Они сразу передают их серверу. Другие программы предложат «вспомнить» ваш пароль. Они могут предложить щелкнуть на иконке вместо ввода пароля.

Насколько надежно эти программы хранят ваш пароль? Оказалось, что в большинстве случаев они не могут надежно хранить ваш пароль. Согласно предыдущему закону, поскольку преобразование выполнялось без использования ключа, то все, что они могут сделать, – это закодировать пароль. Это может быть очень сложный алгоритм кодирования, тем не менее это кодировка, потому что у программы должна быть возможность расшифровки пароля для последующего использования. Если программа сможет это сделать, то сможет и кто-то еще.

Данный факт также универсален, хотя могут быть очевидные исключения. Например, Windows предложит вам сохранить пароли для доступа по телефонной линии dial-up. Вы щелкаете на иконке и регистрируетесь у вашего Интернет-провайдера. Судя по всему, ваш пароль хранится где-нибудь на жестком диске в закодированном виде и его можно декодировать, правильно? Не обязательно. Майкрософт разработал процедуру сохранения этого пароля во время регистрации пользователя Windows. (Регистрация – процедура идентификации пользователя при вхождении в компьютерную систему.) Если у вас есть такой сохраненный пароль, пробуйте щелкнуть на кнопке «Отмена» вместо ввода вашего пароля регистрации во время загрузки Windows. Вы найдете, что ваш сохраненный пароль для доступа по телефонной линии недоступен, потому что Windows использует пароль регистрации для разблокировки пароля доступа по телефонной линии. Все необходимое для выполнения этих операций хранится в файле с расширением. pwl в директории Windows.

Иногда, по ряду причин, программное обеспечение захочет сохранить нужную ему информацию на машине клиента. Например, Web-браузеры сохраняют файлы cookies (в системах с удаленным доступом – пароль, порождаемый сервером при первом подключении и отсылаемый пользователю; при последующих подключениях пользователь должен предоставлять серверу этот пароль) и, иногда, пароли. (Последние версии браузера Internet Explorer предложат запомнить ваши имена и пароли.) Программы, которые для доступа к серверу используют компоненту идентификации, типа Telnet-клиентов и программ чтения почты, также часто сохраняют пароль. С какой целью сохраняются ваши пароли? Для того, чтобы вы не должны были вводить их каждый раз.

Очевидно, что включение в программы такой возможности не является хорошей идеей. Если на вашей машине есть иконка, просто щелкнув на которую, вы получаете доступ к серверу, и при этом серверу автоматически передаются ваше имя и пароль, то любой подошедший может сделать то же самое. С точки зрения безопасности, можно ли было сделать что-нибудь худшее, чем это? Как мы увидим, да.

Давайте рассмотрим пример клиента электронной почты, который услужливо помнит за вас ваш пароль. Вы делаете ошибку, оставляя на мгновение злоумышленника наедине с вашим компьютером. Что он может сделать? Ясно, что он может легко прочитать вашу почту и получить постоянный доступ к ней. Поскольку в большинстве случаев пароли почты передаются открыто (и давайте предположим, что в нашем случае это так и есть), то если у злоумышленника есть программа «захвата пакетов» (packet capture program), он мог бы быстро загрузить ее на ваш компьютер. Или если у него был бы наготове портативный компьютер (laptop), он смог бы переписать ваши пароли. Это лучше, чем типичная мониторинговая атака, так как у него есть возможность заставить ваш компьютер переслать кому-либо ваш пароль по его желанию.

Однако у него может не быть времени для таких сложных приготовлений. Тогда он может незаметно вынуть дискету из-за пазухи и скопировать файл. Возможно, вместо этого злоумышленник смог бы переслать файл через сеть, если был бы уверен, что не будет где-нибудь зарегистрирован в системном журнале и обнаружен. Конечно, предварительно ему следовало бы знать, на какой файл или на какие файлы обратить внимание. Это потребовало бы дополнительной подготовки или исследования. Злоумышленник должен был бы знать, какую почтовую программу вы обычно используете. Но если он находится в вашем офисе, то у него хорошие шансы обменяться с вами почтой, а каждое электронное письмо, которое вы посылаете злоумышленнику, сообщает ему в заголовке, какую программу электронной почты вы используете.

Что содержится в украденном злоумышленником файле? Ваш сохраненный пароль, конечно. Некоторые программы сохраняют пароль в явном виде, позволяя злоумышленнику прочитать его непосредственно. Это плохо с точки зрения безопасности, и, как будет видно дальше, подобные программы незатейливо просты. В этом случае вы должны попробовать отключить любые возможности программы, позволяющие локализовать место хранения пароля, если это возможно.

Если при просмотре файла ничто не напоминает пароль, то можно найти копию такой же почтовой программы, воспользоваться вашим файлом и щелкнуть на кнопке «Соединить». У злоумышленника появилась возможность получать вашу почту. Если он все еще не удовлетворил своей любознательности, то теперь он может организовать перехват пакетов и на досуге найти пароль. Но, возможно, есть причина, по которой злоумышленник не хочет (или не может) щелкнуть на кнопке «Соединить» и наблюдать за мгновенной передачей пароля. Возможно, злоумышленник не может добраться до сервера в данный момент, потому что сервер находится в защищенной сети. Вероятно, вы использовали протокол, который не посылает пароль в явном виде.

Подумайте над следующим: без всякой помощи ваша почтовая программа знает, как расшифровать пароль и отослать его (или некоторую его форму). Как она это делает? Очевидно, она знает что-то, что не знает злоумышленник, по крайней мере сейчас. Программа или знает алгоритм раскодировки, который является одинаковым для каждой копии этой программы, или знает секретный ключ расшифровки пароля, который должен храниться на вашем компьютере.

В любом случае, если действительно украдены правильный файл или файлы, то у злоумышленника есть все для определения вашего пароля даже без попытки использовать его. Если это простое декодирование, то можно определить алгоритм с использованием эксперимента и догадки или дизассемблировать часть программы, реализующей этот алгоритм и определить его. На это может потребоваться время, но при известной настойчивости есть все для его определения. Затем ваш секрет может быть рассказан остальным, чтобы каждый смог это легко сделать.

Если программа действительно использует шифрование, то в случае кражи нужного файла или файлов и это не является гарантией безопасности. Ведь если программа может расшифровать пароль, а все действия злоумышленника по его раскодировке ни к чему не привели, то ясно, что программа где-нибудь должна хранить ключ расшифровки. Злоумышленнику следует только удостовериться в том, что файл ключа расшифровки тоже украден.

Разве программа не могла потребовать, чтобы законный пользователь помнил ключ расшифровки? Могла, но тогда почему пароль клиента запоминается в первую очередь? Только для того, чтобы пользователь не вводил пароль постоянно.

Примечание

Этот закон используется в главе 6.

Приоткрывая завесу

Будьте бдительны!

Недавно усилился интерес к обсуждению совершенных атак для выяснения причин быстрого распространения злонамеренного программного кода и увеличения числа нападений. К счастью, большинство атак ориентировано на использование уже известных уязвимостей операционных систем и программ приложений. Например, в этом году многие атаки вируса Code Red и его модификаций были нацелены на уязвимости атакованных программных средств, известные в течение длительного времени. Грустно сознавать (и это смущает как с профессиональной, так и с личной точки зрения), что целый ряд сетевых администраторов и специалистов не смогли обеспечить работоспособность своих систем, своевременно исправляя найденные в них ошибки. Ни сколь угодно длительное обучение, ни подробная документация не сможет защитить ваши системы, если вы потеряете бдительность и перестанете поддерживать высокую квалификацию в области настройки своих систем.

Закон 10. Для того чтобы система начала претендовать на статус защищенной, она должна пройти независимый аудит безопасности

Писатели знают, что они не в состоянии качественно вычитать корректуру своей собственной работы. Программисты должны знать, что они не смогут протестировать на ошибки свои собственные программы. Большинство компаний, разрабатывающих программное обеспечение, понимая это, нанимают тестировщиков программного обеспечения. Они ищут ошибки в программах, которые препятствуют выполнению заявленных функций. Это называется функциональным тестированием.

Функциональное тестирование значительно отличается от тестирования безопасности, хотя на первый взгляд это близкие понятия. Оба тестирования ищут дефекты программ, правильно? И да, и нет. Тестирование безопасности требует гораздо более глубокого анализа программы и обычно включает экспертизу исходного кода программы. Функциональное тестирование проводится для гарантии того, что большой процент пользователей сможет эксплуатировать программу без жалоб. Защититься от среднего пользователя, случайно споткнувшегося на проблеме, намного легче, чем попытаться защититься от хорошо осведомленного хакера, пытающегося взломать программу любым доступным ему способом.

Даже без подробного обсуждения того, что собой представляет аудит безопасности, его необходимость очевидна. Сколько коммерческих средств подвергается проверке безопасности? Практически ни одно. Обычно даже те немногие, которые имеют хотя бы поверхностный обзор безопасности, считаются безопасными. Хотя позднее часто становится очевидным, что они не прошли должную проверку.

Заметьте, что этот закон содержит слово «начала». Аудит безопасности – только один шаг в процессе создания безопасных систем. Для того чтобы понять, что в защите систем программного обеспечения полно недостатков, достаточно лишь ознакомиться с архивами списка отчетов любой уязвимости. Более того, можно увидеть одни и те же ошибки, неоднократно допущенные различными производителями программного обеспечения. Ясно, что это относится к классу систем, не подвергавшихся аудиту даже в минимальном объеме.

Вероятно, OpenBSD представляет собой один из наиболее интересных примеров роли аудита в разработке более безопасной системы программного обеспечения. С самого начала в проекте OpenBSD, являющемся ответвлением от главного проекта NetBSD, было решено обратить особое внимание на вопросы безопасности. Команда разработчиков OpenBSD потратила пару лет, занимаясь аудитом исходного кода для поиска и устранения ошибок. Разработчики исправляли любые найденные ошибки независимо от того, относились они к безопасности или нет. При нахождении общей ошибки они возвращались назад и просматривали все исходные коды, чтобы убедиться в том, что подобная ошибка не была сделана где-нибудь еще.

В конечном результате OpenBSD часто считается одной из наиболее безопасных операционных систем. Часто, когда обнаруживается новая ошибка в операционных системах NetBSD или FreeBSD (другой вариант BSD систем), в аналогичных условиях признается неуязвимость OpenBSD. Иногда причиной подобной неуязвимости является решение выявленной в других системах проблемы (случайно) во время обычного процесса исправления всех ошибок. В других случаях недостаток системы защиты был ранее выявлен и устранен. И в этих случаях системы NetBSD и FreeBSD (если в их составе была та же самая часть программного кода) были уязвимы, потому что никто не просматривал базу данных новых исправлений ошибок в OpenBSD (все исправления в OpenBSD обнародованы).

Примечание

Этот закон используется в главах 4, 5, 8 и 9.

Закон 11. Безопасность нельзя обеспечить покровом тайны

В основе обеспечения безопасности покровом тайны (STO – «security through obscurity») лежит идея о том, что что-то безопасно только в силу своей неочевидности, отсутствия рекламы или интереса с чьей-либо стороны. Хорошим примером является новый Web-сервер. Предположим, что вы разрабатываете новый Web-сервер, доступный пользователям сети Интернет. Вы можете подумать, что поскольку вы еще не зарегистрировали имя службы имен доменов DNS и нет пока ссылок на новый Web-сервер, то можно отложить реализацию защитных мер компьютера до начала ввода в эксплуатацию Web-сервера.

Проблема заключается в том, что сканирование портов стало постоянным явлением в Интернете. В зависимости от вашей удачи обнаружение вашего Web-сервера, вероятнее всего, – вопрос нескольких дней или даже часов. Почему разрешено сканирование портов? В большинстве случаев сканирование портов вполне законно, и большинство Интернет-провайдеров ничего не будет предпринимать в ответ на ваше заявление о том, что у вас сканировали порты.

Что может произойти в результате сканирования портов? Огромное большинство систем и пакетов программ небезопасны после их установки на компьютер. Другими словами, если вы подключаетесь к Интернету, ваш компьютер может быть относительно легко взломан, если вы не предпримите активных действий по укреплению его безопасности. Большинство злоумышленников, сканирующих порты, ищут известные им уязвимости. Если они присущи вашей системе, то у злоумышленников найдется программа, которая скомпрометирует Web-сервер за секунды. Если удача сопутствует вам, вы обнаружите сканирование портов. Если нет, вы могли бы продолжать «защищать» хост и только позже выяснить, что злоумышленник оставил лазейку (backdoor), которую вы не смогли заблокировать, потому что к этому времени были скомпрометированы.

Хуже всего то, что в последнее время огромное количество «червей» стало постоянным атрибутом Интернета. Они постоянно занимаются сканированием, выискивая новые жертвы типа только что появившихся незащищенных Web-серверов. Даже когда черви настроены миролюбиво, любой хост в Интернете подвергается зондированию пару раз в день. А когда черви агрессивны, то всякий хост зондируется каждые несколько минут за время жизни необновленного Web-сервера. Не следует думать, что оставленная брешь в системе защиты или ее нестабильная работа не сулит никаких неприятностей только в силу вашего предположения о невозможности обнаружения этого кем-либо. Через минуту новая дырка в системе защиты будет обнаружена, а вы – беззащитны. Злоумышленнику нет необходимости проводить многочисленные исследования раньше срока, поэтому он терпеливо выжидает. Часто сведения о дефектах в защите программ разглашаются очень быстро, что приводит к атакам на уязвимости слабозащищенных систем.

Неопределенность освещения некоторых вещей не обязательно плоха. Просто вы не хотите делиться информацией больше, чем это нужно вам. Вы можете воспользоваться преимуществами «темной лошадки», но не слишком полагайтесь на это. Одновременно тщательно рассмотрите возможности разработки сервера, вплоть до предоставления общественности исходных текстов программ сервера, для того чтобы специалисты смогли проанализировать их и при необходимости исправить найденные ошибки. При этом будьте готовы к одной или двум итерациям работы над исправлением брешей в системе защиты, прежде чем программа станет безопасной.

В какой степени необходима секретность? Одна из проблем обеспечения безопасности путем умалчивания состоит в том, что не существует соглашения, что именно следует хранить в тайне и что может рассматриваться как действительная тайна. Например, является ли ваш пароль тайной или просто «умолчанием», вероятно, зависит от способа обращения с ним. Если вы положили клочок бумажки с записанным паролем под клавиатуру в надежде, что его никто не найдет, то именно это авторы и называют неработоспособностью засекреченной безопасности, или говорят просто «мрак». (Между прочим, авторы прежде всего там его и искали бы. В компании, где работал один из авторов, использовали стальные кабели с замками, чтобы прикрепить компьютеры к столам. Его часто вызывали для перемещения компьютеров, а пользователи не раз забывали необходимые меры предосторожности при работе с ключами. Автор искал ключи в следующей последовательности: держатель карандаша, под клавиатурой, верхний ящик стола. При поиске ключа у него были 50 %-ные шансы на успех.)

Размышления по этому поводу основаны на здравом смысле. Личное мнение авторов по этому поводу состоит в том, что нельзя обеспечить безопасность замалчиванием проблемы. Не имеет значения, говорите ли вы о ключе от дома под дверным ковриком или о 128-битном криптографическом ключе. Вопрос состоит в том, знает ли злоумышленник то, что ему нужно, сможет ли он раскрыть нужную ему информацию. Одна из причин, по которой вам следует прочесть книгу, заключается в конкретном изучении, что злоумышленник может сделать. Многие системы и сайты просуществовали длительное время под покровом секретности, укрепляя свою веру, что нет никаких оснований для нападения на них. Мы увидим, является ли их компрометация вопросом времени или нет.

Примечание

Этот закон используется в главах 4 и 5.

Резюме

В этой главе авторы попробовали предварительно познакомить читателя с основными законами безопасности, апробированными в ходе их систематического практического применения. По мере изучения книги авторы подробно остановятся на обсуждении упомянутых в этой главе законов. Авторы изучили множество тем из различных сфер деятельности, чтобы сформулировать законы безопасности, отражающие их взгляды на эти вопросы. Они в общих чертах осветили некоторые положения безопасности, которые, возможно, малоизвестны читателю. Это должно способствовать развитию новых взглядов на некоторые типы уязвимости сетей. Авторы рассмотрели основы криптографии, а также начали рассматривать межсетевые экраны, программы обнаружения вирусов и системы обнаружения вторжения и заодно модификацию программного кода для их обмана, аудит и вопросы обеспечения безопасности при помощи засекречивания. Как читатель смог убедиться, не все законы абсолютны. Скорее они определяют направление работ, проводимых в попытках определить необходимые меры по обеспечению безопасности. Все эти работы нуждаются в постоянной оценке и внимании, если действительно решается задача обезопасить системы от атак злоумышленника.

Конспект

· Рассмотрены законы.

· Законы нужно знать для того, чтобы сделать систему более безопасной.

· Помните, что законы изменяются.

· Безопасность клиентской части целиком определяется клиентом.

· У пользователя всегда есть возможности для взлома системы защиты, потому что у него физический доступ к компьютеру.

· Если у злоумышленника достаточно времени и ресурсов, то безопасность клиентской части невозможна.

· Общая информация используется для идентификации компьютеров до установления сетевого соединения.

· Вы можете обмениваться общими секретными ключами (shared private keys) или использовать протокол безопасных соединений SSL при работе с браузером.

· Обмен ключами уязвим к атаке типа MITM (злоумышленник посередине (MITM).

· Программное обеспечение несовершенно.

· Программное обеспечение обнаружения вирусов и Троянских коней основано на исследовании сигнатуры файлов.

· Незначительные изменения в коде сигнатуры приводят к необнаружению измененного кода до момента выпуска следующего файла сигнатуры.

· Злоумышленники могут быстро изменить характерные признаки или сигнатуру файла.

· Злоумышленники могут использовать сжатие, шифрование и пароли для изменения сигнатуры кода.

· Нельзя защититься от каждой возможной модификации.

· Межсетевые экраны – это программные или аппаратные, или программно-аппаратные средства ЭВМ.

· Главная функция межсетевых экранов состоит в фильтрации входных и выходных пакетов.

· Успешные атаки возможны в результате ошибочных правил, несовершенной политики безопасности и проблем с обслуживанием межсетевых экранов.

· Системы обнаружения вторжения – часто пассивные системы.

· Для злоумышленника трудно обнаружить присутствие системы обнаружения вторжения.

· Эффективность системы обнаружения вторжения снижается в результате неверной конфигурации и недостатков обслуживания.

· Хорошие криптографические алгоритмы обеспечивают высокую степень защиты.

· Большинство криптографических средств не подвергаются достаточному исследованию и тестированию до начала использования.

· Единые алгоритмы используются в различных областях. Взломать их трудно, хотя и возможно.

· Этот закон универсален, не существует никаких исключений.

· Шифрование используется, чтобы защитить результат кодирования. Если ключ не используется, то нельзя ничего зашифровать.

· Ключи должны храниться в тайне, иначе ни о какой безопасности не может быть и речи.

· Пароли, сохраненные на компьютере клиента, легко обнаружить.

· Если пароль хранится в открытом виде (незашифрованным), то это небезопасно.

· Безопасное хранение паролей на компьютере клиента предполагает вторичный механизм обеспечения безопасности.

· Аудит – начало хорошего анализа систем безопасности.

· Системы безопасности часто не анализируются должным образом, что ведет к их дефектам.

· Внешняя проверка имеет решающее значение для защиты; ее отсутствие – дополнительное условие для атаки злоумышленником.

· Скрыть что-либо – не значит обеспечить безопасность этого.

· Необходима упреждающая защита.

· Использование только скрытия информации способствует компрометации.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Сколько усилий я должен приложить для применения рассмотренных законов безопасности к интересующей меня специфической системе?

Ответ: Если вы исследуете систему для определения степени ее безопасности, то вполне можете использовать законы непосредственно, предварительно оценив время, которое вы можете потратить на исследование. Если анализируемая система общедоступна, то в Интернете вы наверняка найдете примеры использования вашей системы. Вероятно, вам придется потратить достаточно времени на проверку законов безопасности. Если законы безопасности будут применяться для анализа уникальных систем, то время исследования может увеличиться.

Вопрос: В какой степени я буду защищен после самостоятельного исследования системы?

Ответ: Частично это зависит от приложенных вами усилий. Если вы потратили разумное количество времени, то, вероятно, вы выявили очевидные изъяны в системе защите. Это уже гарантия вашей защищенности, поскольку начинающие хакеры именно их и будут искать. Даже если вы стали целью талантливого злоумышленника, он все равно может начать с них, и первые неудачи могут отпугнуть его. Поскольку вы, вероятно, найдете еще что-то за время своего исследования и обнародуете свои результаты, то каждый будет знать о найденных изъянах в системе защиты. Имейте в виду, что вы защищены против того, о чем вы знаете, но не против того, чего не знаете. Поэтому лучше поднять тревогу по поводу обнаруженных изъянов. Тем более что их устранение может оказаться непосильной задачей для систем с недоступными исходными текстами программ.

Вопрос: Когда я нахожу брешь в системе защиты, что я должен сделать?

Ответ: Ваши действия подробно описаны в главе 18. У вас есть выбор: или обнародовать все сведения о найденной бреши, привлекая максимально возможное внимание производителя системы, или самому написать код по ее устранению, если это возможно.

Вопрос: Как я смогу пройти путь от констатации проблемы до ее решения?

Ответ: Многие из глав этой книги посвящены описанию «дыр» в системе защиты. Некоторые «дыры» очевидны, например кодирование пароля в приложении. Другие могут потребовать применения дизассемблирования и методов криптографического анализа. Даже если вы очень хороший специалист, всегда найдутся методы, алгоритмы или аппаратура вне вашей компетенции. Поэтому вам предстоит решить, хотите ли вы развить свои профессиональные навыки дальше или обратиться за помощью к эксперту.