Khóa luận tốt nghiệp: Xây dựng hệ thống IDS - Snort trên hệ điều hành Linux ppt

 File cấu hình được xử lý, trong file này chứa các thông tin cấu hình về rule, preprocessor, output plug-in…  Sau khi thông tin cấu hình được đọc, snort bắt đầu thiết lập detection eng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC HOA SEN KHOA KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Giảng viên hướng dẫn : Nguyễn Ngọc Như HằngNhóm sinh viên thực hiện :

Tháng 12 /năm 2010

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Mỗi sinh viên phải viết riêng một báo cáo

2 Phiếu này phải dán ở trang đầu tiên của báo cáo

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài (sĩ số trong nhóm: )

(1) MSSV: khóa:

(2) MSSV: khóa:

(3) MSSV: khóa:

Chuyên ngành: Mạng máy tính Khoa: Khoa Học - Công Nghệ

2 Tên đề tài: Xây dựng hệ thống IDS – Snort trên hệ điều hành Linux

3 Các dữ liệu ban đầu: Snort được xây dựng với mục đích phát hiện xâm nhập vào hệ thống Snort có khả năng phát hiện một số lượng lớn các kiểu thăm dò, xâm nhập khác nhau như : buffer overflow, ICMP, virus…Snort là phần mềm open source cung cấp cho nhà quản trị các thông tin cần thiết để xử lý các sự cố khi bị xâm nhập

4 Các yêu cầu đặc biệt: Hiểu được khái niệm, cách hoạt động của IDS - Snort Cài đặt, cấu hình Snort trên hệ điều hành Ubuntu Kiểm chứng kết quả đạt được sau khi cài đặt thành công

5 Kết quả tối thiểu phải có: 1 Nắm rõ khái niệm về IDS và Snort

2 Cài đặt, cấu hình thành công Snort trên hệ điều hành Ubuntu

3

4

Ngày giao đề tài:…… /………./………Ngày nộp báo cáo: ……/…………/

Họ tên GV hướng dẫn 1: Nguyễn Ngọc Như Hằng…….………Chữ ký:

Họ tên GV hướng dẫn 2: ……… ……… Chữ ký:

Ngày … tháng … năm…

Trích Yếu

Intrusion Detection System (IDS) là hệ thống phòng chống và phát hiện xâm nhập thông minh nhất hiện nay IDS phát hiện những tín hiệu, biểu hiện, hành vi của người xâm nhập trước khi có thể gây thiệt hại đến hệ thống mạng như làm cho dịch vụ mạng ngừng hoạt động hay mất dữ liệu Từ đó người quản trị mạng có thể ngăn chặn thông qua các biện pháp kỹ thuật khác nhau

Đề tài của chúng tôi với mục tiêu là xây đựng một hệ thống Snort – IDS trên hệ điều hành Ubuntu, hệ thống này với mục đích phát hiện và phòng chống các hành động tấn công và thâm nhập trong mạng Do đó đề tài tập trung nghiên cứu vào phương thức hoạt động và vận hành của hệ thống Snort – IDS đồng thời đưa ra cách cài đặt và thiết lập một hệ thống IDS hoàn chỉnh trên hệ điều hành Ubuntu Bên cạnh đó chúng tôi đưa ra giải pháp nhằm tăng cường khả năng hoạt động và vận hành của hệ thống thông qua việc sử dụng barnyard để tăng cường khả năng ghi lại log của hệ thống và oinkmaster để tự động liên tục cập nhật rule

Ngoài việc sử dụng hệ thống rule có sẵn, đề tài tìm hiểu cách tạo ra rule theo yêu cầu nhằm giám sát và kiểm tra đối với một luồng thông tin cụ thể khi mà hệ thống rule của snort không thể đáp ứng

Thông qua việc nghiên cứu, đề tài của chúng tôi đưa một cái nhìn tổng quan về hệ thống Host-based IDS và Network-based IDS, về sự khác và giống nhau của hai hệ thống từ đó có thể ứng dụng trong mô hình mạng thực tế

Mục Lục Trích Yếu .iv

Mục Lục v

Lời Cảm Ơn vii

Nhận Xét Của Người Hướng Dẫn viii

Nhập Đề 9

1 Nguyên Lý Hoạt Động Của Snort 10

1.1 Quá trình khởi động của snort 10

1.2 Xử lý gói tin trong snort 11

1.3 Detection Engine 15

1.4 Khảo sát Detection Engine 18

1.5 Snort Inline Mode 20

2 Preprocessor 22

2.1 Preprocessor frag3 23

2.2 Preprocessor stream5 25

3 Hệ Thống Rule Trong Snort 31

3.1 Tổng quan về rule trong snort 31

3.2 Cấu trúc rule 31

3.3 Thứ tự các rule trong rule base của snort 34

3.4 Oinkmaster 34

4 Snort Output Plug-in 35

4.1 Output log và alertvới tốc độ nhanh 35

4.2 Output log và alert vào database 38

4.3 Output log và alert vào Unix syslog 38

4.4 Output log và alert vào một file cụ thể 39

4.5 Output log và alert vào file CSV 40

4.6 Output log và alert ra nhiều dạng khác nhau 41

5 Network-Based và Host-Based IDS 41 5.1 Nework-Based IDS 41

5.2 Host-Based IDS 43

5.3 Triển Khai IDS Trong Mạng 44

6 Các Hình Thức Khai Thác Và Tấn Công Hệ Thống Phổ Biến 47

6.1 Port scan 47

6.2 DOS (Denial of Services) 50

6.3 ARP Spoofing 53

7 Cài Đặt Snort 54

7.1 Một số tùy chọn khi biên dịch snort 54

7.2 Cấu trúc database của snort 55

7.3 Cài đặt Snort với Snort Report (Single Snort Sensor) 56

7.4 Cài đặt Snort với BASE (Single Snort Sensor) 62

7.5 Cài đặt snort với BASE (Multiple SnortSensors) 72

7.6 Cài đặt Snort inline 81

8 Lab Kiểm Tra Hoạt Động Của Snort 91

8.1 Rule để kiểm tra hoạt động của snort 91

8.2 Rule phát hiện truy cập web 92

8.3 Phát hiện portscan trong Snort 93

8.4 Phát hiện DOS với snort 94

8.5 Phát hiện ARP attack 96

Kết Luận 101

Tài Liệu Tham Khảo 102

Lời Cảm Ơn

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Ngọc Như Hằng - giảng viên trực tiếp hướng dẫn nhóm chúng tôi thực hiện khóa luận tốt nghiệp này này, đã tận tình hướng dẫn và hỗ trợ và giúp chúng tôi giải quyết khó khăn trong quá trình nghiên cứu đề tài này Chúng tôi chân thành cảm ơn sự nhiệt tình của cô, cô đã giúp chúng tôi giải đáp những thắc mắc cũng như cung cấp những tài liệu cần thiết cho quá trình nghiên cứu

đề tài của chúng tôi Một lần nữa xin chân thành cảm ơn cô

Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến những giảng viên của ngành Mạng Máy Tính trường đại học Hoa Sen đã tận tình giảng dạy và tạo điều kiện cho chúng tôi học tập, nghiên cứu

Để từ đó chúng tôi có được một nền tảng kiến thức vững chắc làm tiền đề giúp

cho chúng tôi thực hiện tốt đề tài tốt nghiệp của mình

NHẬN XÉT CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

Người hướng dẫn ký tên

viii Xây dựng hệ thống IDS – Snort trên hệ điều hành Linux

Nhập Đề

Khái niệm tấn công một máy tính bằng việc tác động trực tiếp vào máy đó đã trở thành quá khứ khi mà ngày nay con người có thể truy cập vào một máy chủ ở cách xa mình nửa vòng trái đất để lấy thông tin website, mail… Hacker cũng làm những công việc tương tự nhưng họ tận dụng những lỗ hỏng của hệ thống nhằm chiếm quyền sử dụng hay ngăn chặn sự truy cập của người dùng khác vào hệ thống đó

Nhằm ngăn chặn những truy nhập trái phép vào hệ thống người ta sử dụng những thiết bị bảo mật như Firewall hay các thuật toán mã hóa Thế nhưng đối với những máy chủ chạy những dịch vụ như web, mail thì những công cụ bảo mật này vẫn chưa hoàn hảo vì đây là những máy chủ được mọi người từ bên ngoài truy cập (public server) Hacker sẽ lợi dụng chính những dịch vụ này để tấn công vào hệ thống Điều

đó là nguyên nhân dẫn đến sự cần thiết sử dụng công cụ IDS (Intrusion Detection System) với mục đích là dò tìm và nghiên cứu các hành vi bất thường và thái độ của người sử dụng trong mạng, phát hiện ra các hành vi lạm dụng đặc quyền để giám sát

hệ thống mạng

1 Nguyên Lý Hoạt Động Của Snort

1.1 Quá trình khởi động của snort

Quá trình khởi động của snort chia làm 3 giai đoạn

 Các đối số của command-line được phân tích để xác định chế độ chạy của snort

và thiết lập các biến môi trường

 File cấu hình được xử lý, trong file này chứa các thông tin cấu hình về rule, preprocessor, output plug-in…

 Sau khi thông tin cấu hình được đọc, snort bắt đầu thiết lập detection engine, cácthư viện pcap…

1.1.1 Trình command-line của snort

Command line của snort rất linh hoạt và có nhiều option cho phép người dùng thiết lập và cấu hình thông qua command line Điều này cho phép người dùng có

thể thay đổi cấu hình cấu hình của snort mà không cần phải thay đổi file cấu hình Đồng thời có thể cho phép nhiều tiến trình snort chia sẽ với nhau một file cấu hình Để xem các command line option trong snort được xử lý thế nào người dùng

có thể xem hàm ParseCmdLine trong file snort.c Đồng thời qua đó người dùng

cũng có thể tạo thêm các option tùy theo ý muốn Từ phiên bản 2.6 snort đã có hơn

40 command line options

1.1.2 Xử lý file cấu hình

File cấu hình chứa các thông số cấu hình cho snort, một số thông số cấu hình sẽ không được hỗ trợ thông qua command line Các thông số này bao gồm các loạigiá trị cấu hình, preprosessor, các chỉ dẫn cho output, rule và các thông số khác

File cấu hình của snort được định dạng theo từng dòng và được phân tích và chạy theo từng dòng một Snort đọc toàn bộ các line và phân tích từng line như là một đối tượng riêng biệt Để thực hiện việc phân tích các rule snort sử dụng hàm

ParseRulesFile trong file parser.c Để phân tích các thành phần còn lại trong file cấu

hình snort tích hợp code dùng cho việc phân tích cho preprocessor, dectection option, và các output plug-in vào trong các module đó

1.1.3 Phân tích các rule

Mỗi rule trong snort bao gồm 2 phần: header và các option Header của rule dùng

để phân biệt loại rule (alert, log, pass…), protocol, source và destination IP, source

và destination port mà rule đang dùng Phần Option của rule chứa nhiều loại option khác nhau quy định các thông tin về rule và khác detect option như sid (snort identifier), message…Khi rule được phân tích snort sẽ tiến hành xây dựng tất cả các rule theo dạng cây Phần header của rule dùng để tạo thành rule tree node (RTN) và phần option sẽ tạo thành option tree node (OTN) Một phần của OTN sẽ bao gồm các dection option Tất cả các OTN tương ứng với một header sẽ được nhóm lại dưới cùng một RTN

1.2 Xử lý gói tin trong snort

Snort bắt đầu với việc tiếp nhận gói tin Sau khi gói tin được snort tiếp nhận, các gói tin lúc này được chuyển vào packet decoder

Sau khi được decode, gói tin sẽ được chuyển vào preprocessor để tiêu chuẩn hóa gói tin, phân tích, phân tích thống kê và phát hiện các protocol bất thường

Tiếp theo đó gói tin sẽ được chuyển vào detection engine để đối chiếu kiểm tra với rulebase trong snort

Cuối cùng gói tin được gửi vào các ouput plug-in để loging và cảnh báo

1.2.1 Tiếp nhận gói tin

Lúc bắt đầu, snort tiến hành thực hiện chức năng packet processing của nó Snort

đi vào chế độ sniffing mode bằng cách sử dụng hàm InterfaceThread trong file

snort.c Hàm này khởi động libpcap để lấy các gói tin từ interface Libpcap là một

thư viện hỗtrợ nhiều nền tảng khác nhau và cho phép tiếp nhận tất cả các gói tin trực tiếp từ interface Libpcap giúp cung cấp những thông tin cơ bản sau đây cho mỗi gói tin:

 Thời gian mà gói tin được bắt từ interface tính đến phần trăm giây

 Chiều dài gói tin

 Số byte của packet đã bắt được

 Link type của packet (Ethernet, Point to Point…)

 Con trỏ đến nội dung của gói tin

Chức năng xử lý gói tin của snort được thực hiện qua nhiều giai đoạn khác nhau

Đầu tiên snort gọi libpcap bằng hàm pcap_dispatch để xử lý tất cả các gói tin đang chờ Với mỗi gói tin libpcap gọi hàm PcapProcessPacket trong file snort.c để xử

lý gói tin Hàm này khởi tạo lại giá trị counter và số liệu của từng gói tin vàgọi

hàm ProcessPackettrong file snort.c Hàm ProcessPacket xử lý tất cả các chi tiết

của công việc decode gói tin, xuất gói tin ra màn hình (nếu chạy ở chế verbose mode), gọi hàm logging packet (nếu chạy ở log mode) và gọi các preprocessor (nếu chạy ở IDS mode)

Khi chạy snort ở chế độ inline, vấn đề lúc này là không có thư viện nào tương

libpcap Nhưng do snort hoạt động trên nền tảng pcap, các gói tin sẽ được chuyển

thành định dạng pcap sau đó sẽ gọi hàm PcapProcessPacket

Khi snort hoàn tất việc xử lý gói tin, snort có thể chuyển gói tin đi với nội dung không thay đổi hoặc có thể bị thay đổi, reject gói tin hoặc drop gói tin mà không cần phản hồi lại Việc xử lý gói tin của snort khi chạy ở chế độ inline sẽ thực hiện phụ thuộc vào cờ được gán trong lúc snort xử lý gói tin Người dùng có thể xem

chi tiết phương thức xử lý của snort inline trong file inline.c

Snort chỉ có thể có thể xử lý một gói tin tại một thời điểm Mặc dù pcap và API của inline đều có thể buffer các gói tin, nếu snort tốn quá nhiều thời gian để xử lý gói tin trong buffer thì các gói tin này sẽ bị drop Khi gói tin bị drop snort sẽ không có đủ thong tin cần thiết để có thể phát hiện hành động tấn công mặc dù ở chế

độ inline drop gói tin thì đồng nghĩa với việc hành động tấn công cũng bị drop theo Ngoài ra việc này còn làm cho việc kết nối trong mạng gặp vấn đề và giảm khả năng hoạt động của mạng, đồng thời làm cho preprocessors (frag3, stream4, stream5…)vì các preprocessor này hoạt động dựa trên thông tin thu thập từ nhiều gói tin khác có liên quan với nhau Và nếu một hay nhiều gói tin bị drop snort sẽ tiếp tục chờ những gói tin bị mất và thiếu, do đó các gói tin tiếp theo sẽ được đưa vào hang đợi Trong quá trình chờ đợi như vậy snort sẽ tiêu thụ nhiều bộ nhớ và CPU của hệ thống

1.2.2 Giải mã gói tin

Sau khi snort có được gói tin, gói tin được chuyển qua cho các decoder ở lớp trên

và việc gói tin được chuyển cho decoder nào sẽ dựa vào loại link layer của gói tin

đó Snort hỗ trợ các loại linklayer sau: Ethernet, 802.11, Token Ring, FDDI, Cisco HDLC, SLIP, PPP và OpenBSD’s PF Đồng thời snort hỗ trợ nhiều protocol sau đây: IP, Internet Control Message Protocol (ICMP),TCP, and User Datagram Protocol (UDP) Người dùng có thể xem về các decoder trong file

decode.c

được dùng để trỏ đến các phần khác nhau của gói tin Dựa vào thông tin decode được, nó sẽ gọi tiếp các decoder cho những lớp tiếp theo cho đến khi nào không còn decoder nào được gọi nữa Trong khi decode snort sẽ kiểm tra tính sự hợp lệ

của gói tin tại mỗi lớp và sẽ xếp các sự kiện nếu phát hiện một gói tin nào đó bất thường

Quá trình giải mã một gói tin

Trong sơ đồ trên mô phỏng gói tin được đưa vào decoder dành cho ethernet, hàm

DecodeEthPkt được dùng Sau khi decode gói tin, thông tin về

source và destination MAC được làm rõ và dựa vào thông tin về lớp tiếp theo (ether_type) decoder tiếp theo sẽ được gọi Giả sử trong trường hợp giá trị của ether_type lúc này là 2048 (ETHER_TYPE_IP) snort biết được lớp tiếp theo sẽ là IP

và gọi hàm DecodeIP Quy trình sẽ tiếp tục cho đến khi không còn decoder nào

được gọi Trong trường hợp gói tin có link type là Ethernet thì gói tin sẽ được

chuyển vào hàm DecodeEthPkt, sau đó hàm này sẽ gọi DecodeIP, tiếp sau là

DecodeTCP

Sau khi decode cấu trúc của một gói tin sẽ được làm rõ, lúc nào gói tin chứ nhiều con trỏ khác nhau trỏ đến những phần khác nhau của gói tin, điều này cho phép snort có thể truy xuất nhanh đến những thành phần trong gói tin Con trỏ này cho phép các thành phần của snort như preprocessor, detection engine và output-plugin

Trong sự phát triển và cải tiến của snort, một số con trỏ được thêm vào trong gói tin cho phép các thành phần khác nhau của snort có thể thông tin cho nhau Lúc

nào trong cấu trúc gói tin lúc này sẽ chứa con trỏ chỉ đến TCP stream tracker, IP fragment tracker và flow tracker

1.2.3 Preprocessor

Sau khi gói tin được decode nó được chuyển qua preprocessor Preprocessor của snort đóng một vai trò rất quan trọng với nhiều chức năng khác nhau phát hiện các protocol không hợp lệ, phát hiện thông qua các số liệu thu thập được hoặc phát hiện trực tiếp mà không cần dựa vào rule

Mặc dù vẫn sử dụng chức năng tìm theo danh sách cho chức năng đánh giá và phát hiện các gói tin Nhưng snort không còn dùng cây của các OTN nữa Thay vào đó snort dùng fast pattern matcher, fast pattern matcher xác định một tập hợp các OTN và OTN nào sẽ được đánh giá Sau đó snort kiểm tra từng OTN và xắp xếp thành một hằng đợi gồm các OTN đã khớp với nội dung trong gói tin

1.3.1 Ghi log và cảnh báo

Sau khi tất cả các preprocessor toàn tất công việc của chúng và gói tin lúc này đã được đánh giá bởi tập các rule thông qua detection engine Snort bắt đầu công việc ghi lại log và đưa ra cảnh báo

Snort không đưa ra cảnh báo ngay lập tức khi gói tin khớp với rule đầu tiên trong tập rule mà sẽ ghi lại sự kiện và cảnh báo đó vào một hàng đợi, sau khi gói tin

ra

1.3.2 Hàng đợi các sự kiện cảnh báo

Event queue cung cấp 2 chức năng sau:

 Khả năng điều khiển các rule, rule nào sẽ được chọn nếu có nhiều rule khớp với nội dung trong gói tin

 Khả năng đưa ra nhiều cảnh báo trên cùng một rule

Ở những phiên bản trước của snort, snort đưa ra cảnh báo ngay từ rule đầu tiên và những rule nào có độ ưu tiên thấp sẽ bị bỏ qua Người dùng có thể sắp xếp thứ tự các rule sẽ được đánh giá, nhưng điều này phức tạp và đòi hỏi phải xây dựng rule lại từ đầu Với event queue thay vì cảnh báo ngay từ rule đầu tiên (hoặc decoder

và preprocessor có thể đưa ra cảnh báo) lúc này các sự kiện sẽ được xếp vào một hàng đợi Sau khi hàng đợi đã đầy hoặc khi snort đã hoàn thành việc xử lý hết tất

cả các rule Nó sẽ kiểm tra event queue và quyết định những cảnh báo nào sẽ được đưa

ra

Người dùng có thể cấu hình trong snort để xắp xếp thứ tự cảnh báo theo rule nào khớp nhiều nhất với gói tin hoặc theo thứ tự ưu tiên của các rule Nếu người dùng cấu hình snort đưa ra nhiều cảnh báo trên cùng một gói tin thì lúc này snort sẽ tiến hành kiểm tra hết hàng đợi hoặc cho đến khi nó đưa ra hết số lượng cảnh báo tối

đa cho phép Theo mặc định snort sẽ đưa ra cảnh báo theo rule nào khớp nhiều nhất với tin và đưa ra 3 cảnh báo cho một gói tin Người dùng có thể thay đổi giá

trị event_queue option trong file snort.conf

1.3.3 Ngưỡng đưa ra cảnh báo

Sau khi một quyết định về một cảnh báo được đưa ra, snort lúc này sẽ gọi output plug-in, tuy nhiên có 2 bước mà snort sẽ thực hiện trước khi gọi output plug-in và xuất ra màn hình

Đầu tiên là thresholding, sau khi quyết định về một cảnh báo được đưa

ra, dectection engine lúc này sẽ gọi thành phần thresholding của dectection engine

rules Threshold có 3 loại mà snort hỗ trợ cho việc cấu hình là: limit, threshold và đồng thời cả hai Với limiting người dùng có thể hạn chế các sự kiện có thể phát

sinh ra từ một rule đối với những rule quá cơ bản có thể phát sinh ra nhiều cảnh báo Điều này rất hữu dụng khi có một hành động nào đó cố hình kích hoạt hành động cảnh báo của hàng loạt rule và có thể làm hệ thống quá tải

Ví dụ trong file snort.conf ta có thể cấu hình cho phép một địa chỉ IP source có thể chỉ kích hoạt được một cảnh báo trong thời gian 60 giây

threshold gen_id 1, sig_id 0, type limit, track by_src, count 1, seconds 60

Threshold được dùng để quy định một hành động vi phạm một rule bao nhiêu lần trước khi rule đưa ra cảnh báo Khi người dùng cấu hình threshold đếm đến 3 cho một hành động login thất bại có nghĩa là, 3 lần đầu tiên cho hành động thất bại sẽ không đưa ra cảnh báo và sẽ cảnh báo cho lần login thất bại tiếp theo

Khi người dùng theo dòng lệnh dưới đây vào file cấu hình điều có đó nghĩa là một source IP sẽ bị cảnh báo sau lần login thất bại trong vòng 60s

threshold:type threshold, track by_dst, count 5, seconds 60;

Thresholding là loại kết hợp cho cả 2 loại limit và threshold, dạng này quy định một hành động vị phạm rule bao nhiều lần thì sẽ bị cảnh báo và chỉ đưa cảnh báo với một số lượng nhất định

1.3.4 Ngăn chặn cảnh báo

Sau khi dection engine đưa cảnh báo về một rule và sau khi threshold được sử dụng nhưng trước khi hành động được ghi log lại Bước cuối cùng mà snort phải thực hiện là suppression Suppression ngăn không cho rule đưa ra cảnh báo về một hành động trong mạng cụ thể mà không cần loại bỏ rule đó ra khỏi rule base Thông qua việc sử dụng suppression người dùng có thể tinh chỉnh tập rule mà không cần vô hiệu hóa rule

Ví dụ: bằng cách cấu hình thông qua file snort.conf người dùng có thể ngăn không cho snort đưa ra cảnh báo khi có hành động xảy ra nếu destination ip là 10.1.1.1

suppress gen_id 1, sig_id 1852, track by_dst, ip 10.1.1.1

1.4 Khảo sát Detection Engine

Hầu hết khả năng nhận dạng và phòng chống tấn công của snort được xây dựng bên trong rule và tạo thành detection engine Hầu hết công việc của detection engine thực hiện là cảnh báo nào sẽ được đưa ra cho những gói tin vi phạm

Rule option là thành phần chủ yếu được dùng cho việc đánh giá gói tin và phát hiện xâm nhập Một số rule option có cấu trúc phức tạp và có vai trò quan trọng trong detection engine như content, bytetest, bytejump, PCRE hay flowbits rule options

1.4.1 Bộ phận nhận dạng - pattern matcher

Trong các phiên bản trước của snort, snort đánh giá gói tin bằng cách so sánh trực tiếp với rule tree cho đến khi tìm thấy rule được khớp hoặc tất cả các rule được được kiểm tra hết Đây là một cách dễ dàng triển khai và dễ hiểu Tuy nhiên trong một mạng có lượng traffic lớn và có tốc độ cao thì cần có một phương pháp kiểm tra nhanh hơn

Được phát triển của Marc Norton, một kỹ sư phần mềm của công ty Sourcefire, pattern matcher là thành phần cốt lõi cho dectection engine ngày nay

1.4.2 Xây dựng pattern matcher

Việc xây dựng pattern matcher bắt đầu mỗi rule tree, mục đích chính của rule tree

là giảm số lượng rule cần được kiểm tra với gói tin, bằng cách giảm số lượng rule thì sẽ giảm được thời gian tìm kiếm trên rule đối với một gói tin Điều này sẽ làm giảm thời gian snort xử lý gói tin và tăng khả năng hoạt động trên những mạng có

nhau Khi một gói tin đi vào pattern matcher, một nhóm các pattern sẽ được chọn dựa vào destination port Sau đó, snort sẽ chọn ra một nhóm các pettern trong các

Thời gian khởi động (s)

Thời gian xử

lý gói tin (s)

Bộ nhớ (MB)

Thời gian khởi động (s)

1.4.3 Dynamic detection engine

Share object rule hay còn gọi là dynamic detection engine cung cấp 2 chức năng chính cho người dùng Thứ nhất share object rule cung cấp chức năng phát hiện nó

có ý nghĩa quan trọng và phức tạp hơn nhũng rule bình thường Share Object Rule cho phép snort cập nhật hành động tấn công một cách nhanh chóng Thứ hai, shared object rule cho phép triển khai một loại rule được gọi tên là “black box” rule Vì rule này được biên dịch bên trong một share object nên nó cho phép che dấu nội dung của rule khỏi những người quản trị các sensor

Để sử dụng dược các dynamic detection engine và share rule người dùng cần thêm

lệnh –enable-dynamicplugin khi biên dịch Khi đó khi chạy lệnh make install snort

sẽ cài vào các share object module và xây dựng các share object rule Thêm vào đó người dùng phải cấu hình snort để load các engine và những module rule cần thiết

 dynamic-detection-lib-dir <path>: load dynamic rule từ tất cả các rule

trong một thư mục

Mỗi option trên tương đương với việc cấu hình trong file snort.conf như sau:

 dynamicdetection directory <path> : load dynamic rule từ tất cả các rule

trong một thư mục

1.5 Snort Inline Mode

1.5.1 Các mode chính của snort

 Sniffer mode: ở mode này snort chỉ log lại gói tin và in ra màn hình

 Packet Logger mode: ở mode này snort chỉ log lại gói tin và ghi vào hệ thống đĩa

 Network Intrusion Detection System (NIDS) mode: đây là mode phức tạp nhất của snort, ở mode này snort phân tích traffic trong mạng, từ đó phát hiện được những hành động thâm nhập hoặc tấn công trong mạng

 Inline mode :trong mode này snort sẽ tiếp nhận gói tin từ iptables thay vì từ libpcap sau đó sẽ tiến hành xử lý gói tin (DROP, REJECT, SDROP)

1.5.2 Nguyên lý hoạt động của inline mode

Snort inline nhận gói tin trực tiếp từ ipables thay vì nhận gói tin từ libpcap và sử dụng rules để giúp iptables drop hoặc pass gói tin dựa vào snort rules

Có 3 loại rule trong snort inline:

 drop: rule này sẽ dùng ip tables để drop gói tin và log lại

 reject: rule này sẽ dùng iptables để drop gói tin, log lại sau đó dùng TCP reset gửi lại nếu protocol là TCP hoặc icmp unreachable nếu protocol là

UDP

 sdrop: rule này sẽ drop gói tin và không có gì được log lại

Khi sử dụng reject rule, có 2 option được sử dụng đối với TCP reset:

 Sử dụng RAW socket, loại này chỉ được dùng trong trường hợp interface nhận được gói tin phải được gán IP Nếu trong trường hợp interface không

có địa chỉ IP thì snort chỉ log lại gói tin nhưng sẽ khôn thể gửi reset

 Sử dụng iptables để reset ở địa chỉ layer 2, khi sử dụng option này ta không cần sử dụng IP trên bridge interface, đề làm được như vậy ta cần cấu hình

“config layer2_resets” trong file snort.conf:

 Thứ tự các rule trong snort inline

Activation dynamic pass drop sdrop reject alert log

 Thay thế nội dung gói tin với snort inline

Với snort inline ta có thể dùng rule để thay thế nội dung gói tin:

alert udp any any <> any 53 ( msg: "udp replace"; content: "yahoo"; replace:

"mail" )

2 Preprocessor

Preprocessor là một đoạn code được biên dịch vào snort engine nhằm xây dựng lại packet, traffic flow và kiểm tra traffic trong mạng để phát hiện tấn công và đưa ra cảnh báo

Protocol Decoder Traffic đầu tiên phải đi vào decoder, để decode các

thông tin ban đầu

IP Defragmentation

(frag3)

frag3 là preprocessor để xây dựng lại gói tin

từ những gói tin đã bị phân mảnh trong quá trình truyền

stream5 tiến hành xây dựng lại thành 1 TCP stream

từ những thông tin nó thu được

Application

Layer Preprocessor

Những preprocessor này được dùng để xây dựng lại những gói tin những protocol thông thường và thậm chí có thể đưa ra cảnh báo nếu cần

Detection Engine Sau cùng gói tin sẽ được chuyển cho detection

engine để tiến hành đánh giá dựa vào các rule

Preprocessor frag3 sử dụng sfxhash data structure và linked lists để quản lý và xử

lý data, điều này giúp cho frag3 tăng khả năng dự báo và tăng tính quyết đoán của frag3 Khi môi trường mạng có nhiều gói tin bị phân mảnh thì frag3 sẽ hoạt động

rất hiệu quả và giúp người quản trị quản trị dễ dàng hơn

Preprocessor frag3 đưa ra khái niệm “target-base” IDS, tức là frag3 sẽ xây dựng lại gói tin bị phân mảnh dựa vào destination host mà gói tin sẽ đến Bởi vì mỗi hệ điều hành xây dựng lại gói tin theo một các khác nhau và snort không hề biết destination host của gói tin mà nó đang ráp mảnh là hệ điều hành gì Một gói tin

có thể xem là bình thường với hệ điều hành này, nhưng nó có thể được xem là bất thường với một hệ điều hành khác Do đó frag3 đưa ra target-based với 7 loại policy dành cho nhựng OS như sau:

HP-UX B.10.20 BSD

 memcap <bytes> : Số lượng bộ nhớ lớn nhất là frag3 có thể sử dụng

 prealloc_frags <number> : bộ nhớ phụ, dùng để cấp phát trước cho các fragment node

frag3_engine preprocessor

 timeout <seconds>: thời gian timeout cho việc phân mảnh, mặc định sau

60 gói tin phân mảnh sẽ bị drop

 min_tll <value>: Giá trị TTL nhỏ nhất cho một gói tin phân mảnh, mặc định là 1

mặc định là 0 (không hạn chế), tối đa là 255, tuy nhiên chức năng detect_anomalies phải được bật

 min_fragment_length <number>: quy định kích thước mảnh nhỏ nhất, kích thước của của một phân mảnh nhỏ hơn hoặc bằng kích thước quy định được coi là mã độc và có thể bị cảnh báo, tuy nhiên chức năng detect_anomalies phải được bật

 policy <type>: chọn policy phù hợp với hệ thống mà snort đang hoạt động

2.1.2 frag3 output

Preprocessor frag3 xây dựng lại gói tin từ những phân mảnh sau đó đẩy gói tin theo đường mà frag3 đã nhận gói tin từ decoder Gói tin được log lại hoặc có thể

đi qua preprocessor và quy trình kiểm tra một lần nữa Điều này có nghĩa là traffic

sẽ được phân tích hai lần, trước phân mảnh và sau khi phân mảnh

Transport protocol

Một TCP session được bắt đầu bằng three way handshake protocol và kết thúc bằng

cờ FIN và được hai bên xác nhận bằng cờ ACK Với UDP một session được xác định thông qua một chuỗi các gói tin UDP được trao đổi giữa 2 bên thông qua các port ICMP sẽ được theo dõi cho mục đích kiểm tra unreachable và unavailable service của TCP và UDP

Target-based

Preprocessor stream5 cũng giống như frag3, stream5 đưa ra khái niệm target-based

để xử lý hiện tượng dữ liệu trùng lắp giữa những gói tin và những giao dịch TCP bất thường Phương pháp dùng để xử lý trùng lắp dữ liệu, TCP Timestamps, Data

on SYN, FIN và khởi tạo lại sequence numbers…và policy hỗ trợ bởi stream5 là kết quả của việc mở rộng nghiên cứu trên nhiều hệ điều hành khác nhau để có từng policy

cụ thể cho từng hệ đều hành

Stream API

Preprocessor stream5 hỗ trợ stream API, cho phép các bộ phận kiểm tra tính hợp lệ của protocol và preprocessor cấu hình việc tập hợp gói tin theo yêu cầu của ứng dụng ở lớp của application, xác định session nào nên bỏ qua và cập nhật thông tin nhận dạng về session như protocol, hướng gói tin…

Nhận dạng sự bất thường

Protocol TCP bất thường, thường là những gói tin SYN nhưng có kèm theo data hay dữ liệu nằm ngoài TCP windows size…những chức năng này thường được cấu hình thông qua tùy chọn detect_anomalies của Stream5 TCP preprocessor

2.2.2 Cấu hình stream5_global preprocessor

preprocessor stream5_global: \

[track_tcp <yes|no>], [max_tcp <number>], \

[memcap <number bytes>], \

[track_udp <yes|no>], [max_udp <number>], \