Bài giảng Thiết kế hệ thống mạng LAN - Chương 3: Hệ thống phát hiện xâm nhập IDS - Lương Minh Huấn

Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG PHÁT HIỆN XÂM NHẬP IDS GV: LƯƠNG MINH HUẤN NỘI DUNG Khái niệm IDS Kiến trúc của IDS III. Quy trình hoạt động của IDS I.1 KHÁI NIỆM IDS IDS (Intrusion Detection System - Hệ thống phát hiện xâm phạm) là một hệ thống phòng chống, nhằm phát hiện các hành động công vào một mạng. Mục đích là phát hiện và ngăn ngừa các hành động phá hoại với vấn đề bảo mật hệ thống, hoặc những hành động trong trình tấn công như quét các cổng. I.1 KHÁI NIỆM IDS Một tính năng chính của hệ thống này là cung cấp thông tin nhận biết về những hành động không bình thường và đưa ra các thông báo cho quản trị viên mạng để khóa các kết nối đang tấn công. Thêm vào đó công cụ IDS cũng có thể phân biệt giữa những công từ bên trong tổ chức (từ chính nhân viên hoặc khách hàng) tấn công bên ngoài (tấn công từ hacker). I.1 KHÁI NIỆM IDS Nhiệm vụ chính của các hệ thống phát hiện xâm phạm là phòng chống cho một hệ thống máy tính bằng cách phát hiện các dấu tấn công và có thể đẩy lùi nó. Việc phát hiện các tấn công phụ thuộc vào số lượng và kiểu hành động thích hợp I.1 KHÁI NIỆM IDS Khi một sự xâm nhập được phát hiện, IDS đưa ra các cảnh báo đến các quản trị viên hệ thống về sự việc này. Bước tiếp theo được thực hiện bởi các quản trị viên hoặc có thể là bản thân IDS I.1 KHÁI NIỆM IDS Khác với firewall, IDS không thực hiện các thao tác ngăn truy xuất mà chỉ theo dõi các hoạt động trên mạng để tìm ra dấu hiệu của tấn công và cảnh báo cho người quản trị mạng. Một điểm khác biệt khác đó là mặc dù cả hai đều liên quan bảo mật mạng, nhưng firewall theo dõi sự xâm nhập từ bên ngoài và ngăn chặn chúng xảy ra, firewall không phát hiện được cuộc công từ bên trong mạng. IDS đánh giá sự xâm nhập đáng ngờ khi nó đã diễn ra đồng phát ra cảnh báo, nó theo dõi được các cuộc tấn công có nguồn từ bên trong một hệ thống. I.1 KHÁI NIỆM IDS Chức năng ban đầu của IDS chỉ là phát hiện các dấu hiện nhập, do đó IDS chỉ có thể tạo ra các cảnh báo tấn công khi công đang diễn ra hoặc thậm chí sau khi tấn công đã hoàn tất. Càng về sau, nhiều kỹ thuật mới được tích hợp vào IDS, giúp có khả năng dự đoán được tấn công (prediction) và thậm phản ứng lại các tấn công đang diễn ra (Active response). I.2 PHÂN LOẠI IDS Phân loại IDS: Phân loại theo phạm vi giám sát:  Network-based IDS (NIDS): là những IDS giám sát trên toàn bộ mạng.  Host-based IDS (HIDS): là những IDS giám sát hoạt động của từng máy tính riêng biệt I.2 PHÂN LOẠI IDS Phân loại theo kỹ thuật:  Signature-based IDS: phát hiện xâm nhập dựa trên dấu hiệu của hành vi xâm nhập, căn cứ trên nhật ký hoạt động của hệ thống.  Anomaly-based IDS: phát hiện xâm nhập bằng cách so sánh (mang tính thống kê) các hành vi hiện tại với hoạt động bình thường của hệ thống để phát hiện các bất thường. I.3 IPS IDS là một hệ thống thuần túy phát hiện xâm nhập, nó không hiện ngăn chặn xâm nhập mà chỉ cảnh báo cho người quản trị. IPS là một hệ thống giúp phát hiện xâm nhập và ngăn chặn nhập. Chức năng chính của IPS là xác định các hoạt động nguy hại, giữ các thông tin này. Sau đó kết hợp với firewall để dừng ngay các hoạt động này, và cuối cùng đưa ra các báo cáo chi tiết về hoạt động xâm nhập trái phép trên. Hệ thống IPS được xem là trường hợp mở rộng của hệ thống IDS I.4 ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM Ưu điểm:  Cung cấp giải pháp bảo vệ toàn diện hơn đối với tài nguyên hệ thống.  Ngăn chặn kịp thời các tấn công đã biết hoặc chưa được biết. Nhược điểm:  Có thể gây ra tình trạng phát hiện nhầm (faulse positives), có thể không cho phép các truy cập hợp lệ tới hệ thống II. KIẾN TRÚC CỦA IDS Gồm các thành phần chính:  Trung tâm điều khiển (The Command Console)  Bộ cảm biến (Network Sensor)  Bộ phân tích gói tin(Network Tap)  Thành phần cảnh báo (Alert Notification)  Vị trí đặt IDS II.1 COMAND CONSOLE Trung tâm điều khiển là nơi mà IDS được giám sát và quản lí. Nó duy trì kiểm soát thông qua các thành phần của IDS, và t tâm điều khiển có thể được truy cập từ bất cứ nơi nào. Tóm lại Trung tâm điều khiển duy trì một số kênh mở giữa cảm biến (Network Sensor) qua một đường mã hóa, và nó là máy chuyên dụng. II.2 NETWORK SENSOR Bộ cảm biến là chương trình chạy trên các thiết bị mạng hoặc máy chuyên dụng trên các đường mạng thiết yếu. Bộ cảm biến có một vai trò quan trọng vì có hàng nghìn mục tiêu cần được giám sát trên mạng. II.3 NETWORK TAP Bộ phân tích gói tin là một thiết bị phần cứng được kết nối mạng, không có địa chỉ IP, kiểm soát các luồng dữ liệu trên mạng và gửi cảnh báo khi phát hiện ra hành động xâm nhập. TAP (Test Access Point): là thiết bị dùng để sao chép dữ liệu 2 điểm trên mạng. Dữ liệu được sao chép sẽ chuyển đến bộ phân tích và giám sát của hệ thống mạng. II.4 ALERT NOTIFICATION Thành phần cảnh báo có chức năng gửi những cảnh báo tới người quản trị. Trong các hệ thống IDS hiện đại, lời cảnh báo có thể ở dưới nhiều dạng như: cửa sổ pop-up, tiếng chuông, email, SNMP. II.5 VỊ TRÍ ĐẶT IDS Tùy vào quy mô doanh nghiệp và mục đích mà ta có thể thiết kế vị trị cũng như kiến trúc của IDS khác nhau. II.5 VỊ TRÍ ĐẶT IDS Đặt sau firewall II.5 VỊ TRÍ ĐẶT IDS Đặt trong miền DMZ II.5 VỊ TRÍ ĐẶT IDS Là giữa router và firewall III.1 CHỨC NĂNG CỦA IDS Chức năng quan trọng nhất của IDS là: giám sát – cảnh báo – vệ:  Giám sát: Giám sát lưu lượng mạng các hoạt động bất thường và hoạt động khả nghi.  Cảnh báo:Khi đã biết được các hoạt động bất thường của một (hoặc một nhóm) truy cập nào đó, IDS sẽ đưa ra cảnh báo cho hệ thống người quản trị.  Bảo vệ: Dùng những thiết lập mặc định và những cấu hình từ quản trị mà có những hành động thiết thực chống lại kẻ xâm nhập phá hoại III.1 CHỨC NĂNG CỦA IDS Chức năng mở rộng:  Phân biệt “Thù trong giặc ngoài” : Đây là chức năng rất hay IDS, nó có thể phân biệt được đâu là những truy cập hợp lệ (không hợp lệ) từ bên trong và đâu là cuộc tấn công từ bên ngoài vào thống.  Phát hiện : Dựa vào sự so sánh lưu lượng mạng hiện tại Baseline, IDS có thể phát hiện ra những dấu hiệu bất thường và ra các cảnh báo và bảo vệ ban đầu cho hệ thống. III.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA IDS Một host tạo ra một gói tin mạng,gói tin này không khác gì so một gói tin khác đã tồn tại và được gởi từ host khác trong mạng Các cảm biến trong mạng đọc các gói tin trong khoảng thời trước khi nó được gửi ra khỏi mạng cục bộ(cảm biến này cần được đặt sao cho nó có thể đọc tất cả các gói tin). Chương trình phát hiện nằm trong bộ cảm biến kiểm tra xem gói tin nào có dấu hiệu vi phạm hay không.Khi có dấu hiệu phạm thì một cảnh báo sẽ được tạo ra và gửi đến giao diện khiển. III.2 QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA IDS Khi giao diện điều khiển lệnh nhận được cảnh báo nó sẽ thông báo cho một người hoặc một nhóm đã được chỉ định trước(thông wa email,cửa sổ popup,trang web v.v). Phản hồi được khởi tạo theo quy định ứng với dấu hiệu xâm nhập này. Các cảnh báo được lưu lại để tham khảo trong tương lai(trên chỉ cục bộ hoặc trên cơ sở dữ liệu). Một báo cáo tóm tắt về chi tiết của sự cố được tạo ra. Cảnh báo được so sánh với các dữ liệu khác để xác định xem có phải là cuộc tấn công hay không. III.3 CÁC KIỂU TẤN CÔNG THƯỜNG GẶP Tấn công từ chối dịch vụ Denial of Services Denial of Service (DoS) có mục đích đóng băng hay chặn đứng nguyên hệ thống đích. Cuối cùng mục tiêu không thể tiếp cận và trả lời các gói tin gửi đến. DoS tấn công vào các mục tiêu bao gồm 3 dạng: mạng, hệ thống và ứng dụng. III.3 CÁC KIỂU TẤN CÔNG THƯỜNG GẶP Quét và thăm dò (Scanning và Probe) Bộ quét và thăm dò tự động sẽ tìm kiếm hệ thống trên mạng để định điểm yếu. Việc thăm dò có thể thực hiện bằng cách ping hệ thống cũng như kiểm tra các cổng TCP hoặc UDP để phát ra ứng dụng có những lỗi đã được biết tới. Network IDS có thể phát hiện các hành động nguy hiểm trước khi chúng xảy ra. Host IDS cũng có tác dụng đối với kiểu công này III.3 CÁC KIỂU TẤN CÔNG THƯỜNG GẶP Chiếm đặc quyền (Privilege-grabbing) Khi kẻ tấn công đã xâm nhập được hệ thống, chúng sẽ cố chiếm quyền truy cập. Khi thành công, chúng sẽ tìm cách phá hoại thống hoặc đánh cắp thông tin quan trọng. Cả NIDS và HIDS đều có thể xác định được việc thay đổi quyền trái phép III.3 CÁC KIỂU TẤN CÔNG THƯỜNG GẶP Tấn công hạ tầng bảo mật (Security infrastructure attack) Có nhiều loại tấn công can thiệp vào việc điều khiển cơ bản của cơ sở hạ tầng bảo mật như tạo tường lửa trái phép, chỉnh sửa tài khoản của người dung hay thay đổi các quyền của file. Tấn công vào cơ sở hạ tầng cho phép kẻ xâm nhập có thêm quyền truy cập hay tạo thêm nhiều đường xâm nhập vào hệ thống HIDS có thể bắt giữ các cuộc đăng nhập mà thực hiện những hành động như trên