Министерство образования российской федерации
ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИчЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра АСОИУ
Индивидуальное домашнее задание по дисциплине «Операционные системы»
«Несанкционированный доступ к терминалам серверов с операционными системами семейства UNIX. На примере octopus.stu.lipetsk.ru »
Выполнил: Архипов Н.А.
Группа: АС-99-2
Принял: Журавлева М.Г.
Липецк 2001
Предисловие
План, что и говорить, был превосходный: простой и ясный, лучше не придумаешь. Недостаток у него был только один: было совершенно неизвестно, как привести его в исполнение.
Л. Кэрролл. Алиса в стране чудес
В данном отчете мы попытаемся выявить «дыры» и «изъяны» локальной компьютерной сети ЛГТУ (LSTU) в целом и в частности сервера для изучения операционных систем UNIX – octopus.lstu. Для этого мы расскажем о возможных попытках получения доступа к терминалам серверов, в том числе и с правами root’a, а так же попытка перегрузить сервер. Здесь не рассматривается такой вид атаки как «Социальная инженерия», поскольку наша задача – изучение операционных систем, а не психологии. Сразу предупреждаю, что на практике не использовалось ни каких деструктивных действий (в том числе перегрузки сервера), кроме тех действий которые использовались только для изучения сети. Поэтому, мы ни какой ответственности за использование этого документа не несем.
Особенности безопасности компьютерных сетей
Основной особенностью любой сетевой системы является то, что ее компоненты распределены в пространстве, а связь между ними осуществляется физически, при помощи сетевых соединений (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно и т. п.), и программно, при помощи механизма сообщений. При этом все управляющие сообщения и данные, пересылаемые между объектами распределенной вычислительной системы, передаются по сетевым соединениям в виде пакетов обмена. К сетевым системам, наряду с обычными (локальными) атаками, осуществляемыми в пределах одной компьютерной системы, применим специфический вид атак, обусловленный распределенностью ресурсов и информации в пространстве так называемые сетевые (или удаленные) атаки (remote или network attacks). Они характеризуются, во-первых, тем, что злоумышленник может находиться за тысячи километров от атакуемого объекта, и, во-вторых, тем, что нападению может подвергаться не конкретный компьютер, а информация, передающаяся по сетевым соединениям. С развитием локальных и глобальных сетей именно удаленные атаки становятся лидирующими как по количеству попыток, так и по успешности их применения, и, соответственно, обеспечение безопасности ВС с точки зрения противостояния сетевым атакам приобретает первостепенное значение.
удаленные атаКИ НА ХОСТЫ iNterNet
Многое наша Земля повидала, Но не видала Такого скандала!
Б. Заходер. География всмятку
Анализ сетевого трафика Internet В Internet базовыми протоколами удаленного доступа являются TELNET и FTP (File Transfer Protocol). TELNET - это протокол виртуального терминала (ВТ), позволяющий с удаленных хостов подключаться к серверам Internet в режиме ВТ. FTP - протокол, предназначенный для передачи файлов между удаленными хостами. Для получения доступа к серверу по данным протоколам пользователю необходимо пройти процедуры идентификации и аутентификации. В качестве информации, идентифицирующей пользователя, выступает его имя, а для аутентификации используется пароль. Особенностью протоколов FTP и TELNET является то, что пароли и идентификаторы пользователей передаются по сети в открытом, незашифрованном виде. Таким образом, необходимым и достаточным условием для получения удаленного доступа к хостам по протоколам FTP и TELNET являются имя и пароль пользователя. Одним из способов получения таких паролей и идентификаторов в Internet является анализ сетевого трафика. Этот анализ осуществляется с помощью специальной программы-анализатора пакетов (sniffer), перехватывающей все пакеты, передаваемые по сегменту сети, и выделяющей среди них те, в которых передаются идентификатор пользователя и его пароль. Сетевой анализ протоколов FTP и TELNET показывает, что TELNET разбивает пароль на символы и пересылает их по одному, помещая каждый символ пароля в соответствующий пакет, a FTP, напротив, пересылает пароль целиком в одном пакете. Возникает вопрос: а почему бы не сделать передачу имени пользователя и пароля в зашифрованном виде? Видимо, проблема в том, что базовые прикладные протоколы семейства TCP/IP разрабатывались очень давно, в период с конца 60- х до начала 80-х годов, и с тех пор абсолютно не изменились. При этом точка зрения на построение глобальных сетей стала иной. Инфраструктура Сети и ее протоколы разрабатывались исходя, в основном, из соображений надежности связи, но не из соображений безопасности. Таким образом возможно отследить сетевой поток и выявить пакеты содержащие необходимые данные (Имя, пароль, и т.д.). Так как в данном документе рассматривается только сервер ЛГТУ octopus.lstu, то я проанализировав сеть, пришел к выводу, что сервер не всегда находится в активном состоянии. Таким образом, данный вариант атаки отпадает, да и еще чтобы постоянно отслеживать трафик, необходимо, чтобы все это время в сети находился хотя бы один компьютер, что невозможно из-за финансовых трудностей.
Перебор паролей в файле /etc/passwd В ранних версиях операционных системах семейства UNIX зашифрованные пароли (точнее их хэш-копии) хранились в файле /etc/passwd. В современных UNIX’ах пароли хранятся в /etc/shadow. Хранение зашифрованных паролей в /etc/passwd делает систему сервера octopus.lstu уязвимой. Здесь используется хэш-функция Data Encryption Standard (DES 48/64 4K). Поскольку данная шифровка работает только «в одну сторону», а проверка подлинности пароля заключается в том, что при вводе пароля пользователя, операционная система шифрует введенную последовательность и сравнивает ее со строкой в файле /etc/passwd. Вот пример записи паролей и имен пользователей в /etc/passwd:
root:LyavHDdahFcwU:0:1:Superuser:/: … malysh:7DnDkTMD9/wG2:1007:25:Olga A. Bocharnikova, AS-98- 1:/user/students/as98/malysh:
Для перебора паролей мы используем тот же метод, что и операционная система: перебираю все возможные комбинации букв латинского алфавита (причем имеет значение прописная буква или строчная), цифр и специальных знаков. Здесь можно использовать как функции самой операционной системы, так и написать свою функцию шифровки. Но нужно быть точно уверенным что за алгоритм используется в данном случае, иначе перебор не приведет ни к каким результатам. На компьютере octopus используется алгоритм шифрования DES [48/64 4K]. Так как на octopus’e столь неважные, по сегодняшним меркам, аппаратные средства (см. следующий пункт), то ни о каком переборе пароля не может идти и речи. Тем более, даже на более быстрых машинах (Pentium III – 650MHz) расшифровка заняла примерно 30 суток (!!!). Да и сервер не все время находится в рабочем состоянии, как уже было замечено выше. В отчете прилагается часть программы, для расшифровки паролей файла /etc/passwd.
Deny of Service (DoS) атака.
Дословно Deny of Service переводится как «отказ в обслуживании». Это означает например, что операционная система не может обслужить запрос пользователя или другой системы.
Рассмотрим нарушение работоспособности хоста в сети при использовании направленного шторма ложных TCP-запросов на создание соединения либо при переполнении очереди запросов. Из рассмотренной в предыдущем пункте схемы создания TCP-соединения следует, что на каждый полученный TCP-запрос (TCP SYN) операционная система должна сгенерировать начальное значение идентификатора ISN и отослать его на запросивший хост. Но так как в Internet (стандарта IPv4) не предусмотрен контроль за IP-адресом отправителя сообщения, то проследить истинный маршрут, пройденный IP- пакетом, невозможно и, следовательно, у конечных абонентов сети нет способа ограничить число запросов, принимаемых в единицу времени от одного хоста. Поэтому возможно осуществление типовой удаленной атаки «отказ в обслуживании», которая будет заключаться в передаче на объект атаки как можно большего числа ложных TCP-запросов на создание соединения от имени любого хоста в сети (направленный шторм запросов TCP SYN, схема которого приведена на рисунке).
При этом атакуемая сетевая ОС в зависимости от вычислительной мощности компьютера либо перестает реагировать на легальные запросы на подключение (отказ в обслуживании), либо, в худшем случае, практически зависает. Это происходит потому, что система должна, во-первых, сохранить в памяти полученную в ложных сообщениях информацию и, во-вторых, выработать и отослать ответ на каждый запрос. Таким образом, «съедаются» все ресурсы системы: переполняется очередь запросов, и ОС вынуждена заниматься только их обработкой. Эффективность данного воздействия тем выше, чем больше пропускная способность канала между атакующим и его целью, и тем ниже, чем больше вычислительная мощность атакуемого компьютера (число и быстродействие процессоров, объем ОЗУ и т.п.). Такую атаку можно было предсказать еще лет двадцать назад, когда появилось семейство протоколов TCP/IP: ее корни находятся в самой инфраструктуре сети Internet, в ее базовых протоколах - IP и TCP. Но каково же было наше удивление, когда выяснилось, что на информационном . WWW-сервере CERT (Computer Emergency Respone Team) первое упоминание об удаленном воздействии такого рода датировано только 19 сентября 1996 года! Там эта атака носила название «TCP SYN Flooding and IP Spoofing Attacks» («наводнение» TCP-запросами с ложных IP-адресов). Другая разновидность атаки «отказ в обслуживании» состоит в передаче на атакуемый хост нескольких десятков (сотен) запросов TCP SYN в секунду (направленный мини- шторм TCP-запросов) на подключение к серверу, что может привести к временному (до 10 минут) переполнению очереди запросов на сервере (см. атаку К. Митника). Это происходит из-за того, что некоторые сетевые ОС обрабатывают только первые несколько запросов на подключение, а остальные игнорируют, Таким образом, получив N запросов на подключение, ОС сервера ставит их в очередь и генерирует соответственно N ответов. Затем в течение определенного промежутка времени (тайм-аут < 10 минут) сервер будет дожидаться сообщения от предполагаемого клиента, чтобы завершить handshake и подтвердить создание виртуального канала с сервером. Если атакующий пришлет такое количество запросов на подключение, которое равно максимальному числу одновременно обрабатываемых сервером сообщений, то в течение тайм-аута остальные запросы будут игнорироваться и установить связь с сервером не удастся. Мы провели ряд экспериментов с направленным штормом и направленным миништормом запросов на различных по вычислительным мощностям компьютерах с разными операционными системами. Тестирование направленным штормом запросов TCP SYN, проводимое на различных сетевых ОС в экспериментальных 10-мегабитных сегментах сети, дало следующие результаты: все описанные далее атаки осуществлялись по определенной методике. Подготавливался TCP-запрос, который при помощи специально разработанной собственной программы в цикле передавался в сеть с соответствующими задержками (вплоть до нулевой) между запросами. При этом циклически изменялись такие параметры запроса, как порт отправителя и значение 32-битного идентификатора SYN. IP-адрес отправителя запроса был выбран так, чтобы, во-первых, этот хост в настоящий момент не был активен в сети и, во-вторых, чтобы соответствующий маршрутизатор, в чьей зоне ответственности находится данный хост, не присылал сообщения Host Unreachable (Хост недоступен). В противном случае хост, от имени (с IP- адреса) которого посылался запрос TCP SYN, получив «неожиданный» ответ TCP АСК от атакуемого сервера, перешлет на него пакет TCP RST, закрывая таким образом соединение. При передаче по каналу связи максимально возможного числа TCP-запросов и при нахождении кракера в одном сегменте с объектом атаки атакуемые системы вели себя следующим образом: ОС Windows 95, установленная на 486DX2-66 с 8 Мб ОЗУ, «замирала» и переставала реагировать на любые внешние воздействия (в частности, нажатия на клавиатуру); ОС Linux 2.0.0 на 486DX4-133 с 8 Мб ОЗУ также практически не функционировала, обрабатывая одно нажатие на клавиатуре примерно 30 секунд. В результате к этим хостам невозможно было получить не только удаленный, но и локальный доступ. Не менее интересным было поведение атакуемых систем после снятия воздействия: ОС Windows 95 практически сразу же после прекращения атаки начала нормально функционировать; в ОС Linux 2.0.0 с 8 Мб ОЗУ, по-видимому, переполнился буфер, и более получаса система не функционировала ни для удаленных, ни для локальных пользователей, а занималась только передачей ответов на полученные ранее запросы. CyberGuard сразу же после снятия воздействия стал доступным для удаленного доступа. Если кракер находился в смежных сегментах с объектом, то во время атаки ОС Windows 95 на Pentium 100 с 16 Мб ОЗУ обрабатывала каждое нажатие с клавиатуры примерно секунду, ОС Linux 2.0.0 на Pentium 100 с 16 Мб ОЗУ практически «повисала» - одно нажатие за 30 секунд, зато после снятия воздействия нормальная работа возобновлялась. Не нужно обманываться, считая, что ОС Windows 95 показала себя с лучшей стороны. Такой результат объясняется следующим: Windows 95 - операционная система, не имеющая FTP-сервера, а следовательно, ей не нужно было сохранять в памяти параметры передаваемого TCP-запроса на подключение к этому серверу и дожидаться окончания handshake.
Страницы: 1, 2, 3
