Hệ thống phát hiện xâm nhập: Phân tích lưu lượng mạng và dấu hiệu để phát hiện tấn công mạng

MỤC LỤC

Dấu vết của các hành động tấn công

    Việc kiểm tra tính đúng đắn về cách sử dụng file bằng các bộ quét toàn vẹn và việc hiểu biết đến các bộ quét lỗ hổng là cần thiết để phát hiện những cuộc tấn công đang trong quá trình thực thi hoặc lần theo những hỏng hóc từ các tấn công thành công. • Một sự tương quan giữa việc quét và sử dụng là rất cần thiết – việc quét các lỗ hổng có thể cần phải sâu hơn sử dụng một tính năng dịch vụ, điều này nghĩa là nó có thể báo trước được những tấn công có thể xuất hiện trong tương lai.

    Phân loại IDS

    • Host - based IDS (HIDS)

      Khi ghi nhận được một mẫu lưu lượng hay dấu hiệu, bộ cảm biến gửi tín hiệu cảnh báo đến trạm quản trị và có thể được cấu hình nhằm tìm ra biện pháp ngăn chặn những xâm nhập xa hơn. Không thể phân tích các traffic đã được encrypt (vd: SSL, SSH, IPSec…) NIDS đòi hỏi phải được cập nhật các signature mới nhất để thực sự an toàn Có độ trễ giữa thời điểm bị attack với thời điểm phát báo động. Khác với Mô hình truyền thống, ở Mô hình phân tán, dữ liệu sau khi phân tích tại host, sẽ được so sánh với các signature, và nếu như có dấu hiệu của hành vi bất thường, phản hồi sẽ được tạo ngay tại host mà không cần qua Trung tâm điều khiển (The Command Console).

      Bằng cách cài đặt một phần mềm trên tất cả các máy tính chủ, IDS dựa trên máy chủ quan sát tất cả những hoạt động hệ thống, như các file log và những lưu lượng mạng thu thập được. Hệ thống dựa trên máy chủ có thể phát hiện các cuộc tấn công mà không đi qua đường công cộng hay mạng được theo dừi, hay thực hiện từ cổng điều khiển (console), nhưng với một kẻ xõm nhập có hiểu biết, có kiến thức về hệ IDS thì hắn có thể nhanh chóng tắt tất cả các phần mềm phát hiện khi đã có quyền truy cập vật lý. Vì hệ thống IDS dựa trên máy chủ đòi hỏi phần mềm IDS phải được cài đặt trên tất cả các máy chủ nên đây có thể là cơn ác mộng của những nhà quản trị khi nâng cấp phiên bản, bảo trì phần mềm, và cấu hình phần mềm trở thành công việc tốn nhiều thời gian và là những việc làm phức tạp.

      Bởi vì hệ thống dựa trên máy chủ chỉ phân tích những lưu lượng được máy chủ nhận được, chúng không thể phát hiện những tấn công thăm dò thông thường được thực hiện nhằm chống lại một máy chủ hay là một nhóm máy chủ. Trong khi Mô hình tập trung bắt buộc dữ liệu phải được gửi đến Trung tâm điều khiển (The Command Console) để phân tích, ở Mô hình phân tán (Distributed HIDS), dư liệu được xử lí ngay và chỉ gửi cảnh báo (alert notification) đến Trung tâm điều khiển (The Command Console).

      Phân tích trong IDS

      Xử lý kiểm định

      • Đẩy lùi các tấn công tiềm tàng đơn giản bằng cách làm cho chúng biết về sự tồn tại các ý nghĩa của việc kiểm định. • Cho ghi các tham số bản ghi sự kiện và hoạt động người dùng một dễ dàng, cung cấp tùy chọn ràng buộc cho các cơ chế ghi sự kiện khi thiếu không gian trống hoặc tấn công DoS. • Xử lý kiểm định cần phải sử dụng thêm các cơ chế (thu nạp, thông tin giả và tối thiểu dữ liệu) vì kích thước file rất lớn.

      Với một hệ thống chuyên gia kèm theo, nó sẽ phân tích tất cả các bản ghi sự kiện để nhận ra những hành vi người dùng bất thường. • ACID (Analysis Console for Intrusion Databases- Bảng phân tích cơ sở dữ liệu xâm nhập) – là một cỗ máy phân tích PHP để tìm kiếm và xử lý cơ sở dữ liệu những tình tiết được tạo ra bằng nhiều công cụ bảo mật khác nhau như IDS, tường lửa và các bộ phân tích lưu lượng mạng. ACID có một bộ tạo hàng đợi người dùng, có thể phân tích các gói ở trong tải trọng của nó, từ đó tìm ra những cảnh báo đúng giữa các cơ sở dữ liệu, điều này được thực hiện với sự kết hợp tiêu chuẩn nào đó.

      Xử lý online

      Một ví dụ khác có thể là loại dịch vụ giá trị 0, một gói có các cờ SYN và FIN đều được thiết lập không hợp với việc đánh số của chuỗi hoặc những gì đã biết, giá trị ACK được lập khác 0 khi cờ ACK không được thiết lập,…. Tương phản với các phương pháp thẩm tra chuẩn, chỉ lựa chọn các gói trong luồng dữ liệu được tranh tra và quá trình thanh tra chỉ tìm kiếm thông tin trạng thái như gói đó có gồm mã nguy hiểm hay không. Phương pháp này thừa nhận sự bất thường tìm thấy trong khi kiểm tra các gói, việc kiểm tra kích thước gói và các giá trị ngưỡng là để tìm ra các dấu hiệu biểu hiện tấn công từ chối dịch vụ, cũng tại lớp truyền tải.

      Một công cụ có thể tìm kiếm mã nguy hiểm có thể thỏa hiệp hệ thống nếu bị tấn công, ví dụ, những khai thác về lỗ hổng bộ đệm đang tìm kiếm các dấu hiệu để kiểm tra trạng thái session người dùng để ngăn chặn, liệt kê cấu trúc thư mục trên một máy chủ FTP trước khi một người dùng đăng nhập thành công. Một trở ngại của phương pháp phân tích lớp cao nằm ở chỗ thực tế rằng nó rất tốn thời gian và phụ thuộc vào môi trường làm việc (giao thức lớp ứng dụng thay đổi khác nhau trong các hệ điều hành khác nhau). • Khả năng bao phủ các lỗ hổng bảo mật kế đã có từ trước được đối với các kiểu tấn công, cụ thể như DoS, không thể phát hiện bằng sử dụng phương pháp phân tích kiểm định chung – phân tích lưu lượng mạng được cần đến ở đây;.

      Các kỹ thuật phân tích xử lý dữ liệu được sử dụng trong IDS

      Neural Networks sử dụng các thuật toán đang được nghiên cứu của chúng để nghiên cứu về mối quan hệ giữa các vector đầu vào - đầu ra và tổng quát hóa chúng để rút ra mối quan hệ vào/ra mới. Sử dụng mạng neural trên thống kê hiện có hoặc tập trung vào các đơn giản để biểu diễn mối quan hệ không tuyến tính giữa các biến và trong việc nghiên cứu các mối quan hệ một cách tự động. Computer immunology Analogies với sự nghiên cứu miễn dịch được chủ định để phát triển các kỹ thuật được xây dựng từ mô hình hành vi thông thường trong các dịch vụ mạng UNIX hơn là người dùng riêng lẻ.

      Đầu tiên, một tập dữ liệu kiểm định tham chiếu được sưu tập để trình bày hành vi hợp lệ của các dịch vụ, sau đó kiến thức cơ bản được bổ sung thêm với tất cả cỏc chuỗi được biết rừ về cuộc gọi hệ thống. Cỏc mẫu đú sau đú được sử dụng cho việc kiểm tra liên tục các cuộc gọi hệ thống, để xem chuỗi được tạo ra đã được liệt kê trong cơ sở kiến thức chưa; nếu không, một báo cảnh sẽ được tạo ra. Việc tối thiểu hóa dữ liệu thường phải dùng đến một số kỹ thuật sử dụng quá trình trích dữ liệu chưa biết nhưng có khả năng hữu dụng trước đó từ những vị trí dữ liệu được lưu trữ với số lượng lớn.

      Phát hiện hành vi bất thường

      Các dấu hiệu có hành vi xấu –phát hiện dấu hiệu

      Thông tin xử lý hệ thống trong các hành vi bất thường và không an toàn (dấu hiệu tấn công – dựa vào các hệ thống) thường được sử dụng trong các hệ thống phát hiện xâm nhập thời gian thực (vì sự phức tạp trong tính toán của chúng không cao). • Kiểm tra giao thức lớp ứng dụng – nhiều loại tấn công (WinNuke) khai thác các lỗ hổng chương trình, ví dụ, dữ liệu đặc biệt đã gửi đến một kết nối mạng đã được thành lập. Các phương pháp phát hiện dấu hiệu có một số ưu điểm dưới đây: tỉ lệ cảnh báo sai thấp, thuật toán đơn giản, dễ dàng tạo cơ sở dữ liệu dấu hiệu tấn công, dễ dàng bổ sung và tiêu phí hiệu suất tài nguyên hệ thống tối thiểu.

      Điển hình, sự lạm dụng quyền người dùng xác thực không thể phát hiện khi có hoạt động mã nguy hiểm (vì chúng thiếu thông tin về quyền người dùng và cấu trúc dấu hiệu tấn công). Nó được sinh ra do nhu cầu thực tế rằng, các quản trị viên kiểm tra các hệ thống khác nhau và các thuộc tính mạng (không cần nhắm đến các vấn đề bảo mật). Phương pháp này liên quan đến sử dụng kinh nghiệm hoạt động hàng ngày của các quản trị viên như các vấn đề cơ bản cho việc phát hiện dấu hiệu bất thường.