Классификация угроз безопасности распределенных вычислительных систем
Еще в конце 80-х - начале 90-х годов такого понятия и научного направления, как сетевая безопасность, по сути, не существовало. В те годы только зарождалось направление, связанное с компьютерной безопасностью вообще (особенно это относится к России), поэтому в научных исследованиях, посвященных анализу угроз безопасности ВС, не проводилось разделения между угрозами, специфичными для распределенных и локальных вычислительных систем. В одном исследовании, проделанном отечественными авторами [1], была предложена систематизация информационных разрушающих воздействий на ВС и рассмотрены их основные тины, в том числе описывались и классифицировались воздействия, присущие только распределенным ВС. Такой обобщенный подход к систематизации является правомочным, но, к сожалению, он не позволяет точно охарактеризовать и классифицировать воздействия, присущие именно РВС. Это связано с тем, что распределенные вычислительные системы обладают серьезными отличиями от локальных ВС. Поэтому в последующих научных работах [25, 31] применялся подход к систематизации угроз, когда из всего множества А угроз ВС (А = {ai | i=1..N}, где аi - i-я угроза ВС) рассматривалось подмножество угроз В, присущих только распределенным ВС (В = {bi | i=1..М}, где bi - i-я угроза РВС). Соответственно для данного множества угроз В предлагалась своя классификация. Однако и такой подход к систематизации не был лишен недостатков, так как все угрозы из множества В в зависимости от объекта, подвергающегося воздействию, можно разделить на следующие два подмножества:
удаленные атаки на инфраструктуру (под инфраструктурой сети мы будем понимать сложившуюся систему организации отношений между объектами сети и используемые в сети сервисные службы) и протоколы сети (множество В1);
удаленные атаки на телекоммуникационные службы или серверы предоставления удаленного сервиса (множество В2).
Первые используют уязвимости в сетевых протоколах и в инфраструктуре сети, а вторые - уязвимости в телекоммуникационных службах ("дыры", программные закладки, программные ошибки).
Проведенный анализ причин успеха реальных воздействий (из множества В1) на различные распределенные вычислительные системы позволил выделить основные причины, по которым возможна реализация данных угроз:
использование широковещательной среды передачи (например, Ethernet);
применение нестойких алгоритмов идентификации удаленных субъектов и объектов РВС;
использование протоколов динамического изменения маршрутизации с нестойкими алгоритмами идентификации;
применение алгоритмов удаленного поиска с использованием широковещательных и направленных поисковых запросов;
возможность анонимного захвата одним субъектом РВС множества физических или логических каналов связи.
Иными словами, возможный успех атак из множества В1 обусловлен наличием в распределенной системе одной (или нескольких) из вышеназванных причин. Систематизация основных причин успеха угроз безопасности РВС позволила ввести понятие типовой угрозы безопасности РВС (из множества В1), инвариантной к типу РВС, и создать систематизацию типовых угроз безопасности РВС из множества В1, которая рассмотрена далее.
Итак, перейдем к классификации угроз из выделенного множества В1. Основная цель любой классификации состоит в том, чтобы предложить такие отличительные признаки, используя которые, можно наиболее точно описать характеризуемые явления или объекты. Поскольку ни в одном из известных авторам научных исследований не проводилось различия между локальными и удаленными информационными воздействиями на ВС, применение уже известных обобщенных классификаций для описания удаленных воздействий не позволяет более или менее точно раскрыть их сущность и описать механизмы и условия их осуществления. Для более точного описания угроз безопасности РВС (из множества В1) предлагается следующая классификация.
Классы удаленных угроз и их характеристика При изложении данного материала в некоторых случаях корректнее говорить об удаленных атаках нежели, об удаленных угрозах объектам вычислительных сетей, тем не менее, все возможные удаленные атаки являются в принципе удаленными угрозами информационной безопасности. Удаленные угрозы можно классифицировать по следующим признакам. По характеру воздействия:
Пассивным воздействием на распределенную вычислительную систему называется воздействие, которое не оказывает непосредственного влияния на работу системы, но может нарушать ее политику безопасности. Именно отсутствие непосредственного влияния на работу сети приводит к тому, что пассивное удаленное воздействие практически невозможно обнаружить. Примером пассивного типового удаленного воздействия в вычислительных сетях является прослушивание канала связи в сети. Под активным воздействием на вычислительную сеть понимается воздействие, оказывающее непосредственное влияние на работу сети (изменение конфигурации, нарушение работоспособности и т. д.) и нарушающее принятую в ней политику безопасности. Практически все типы удаленных угроз являются активными воздействиями. Это связано с тем, что в самой природе разрушающего воздействия содержится активное начало. Очевидной особенностью активного воздействия по сравнению с пассивным является принципиальная возможность его обнаружения, так как в результате его осуществления в системе происходят определенные изменения. В отличие от активного, при пассивном воздействии не остается никаких следов (просмотр чужого сообщения ничего не меняет). По цели воздействия:
По цели воздействия:
Этот классификационный признак является прямой проекцией трех основных типов угроз – раскрытия, целостности и отказа в обслуживании. Одна из основных целей злоумышленников – получение несанкционированного доступа к информации. Существуют две принципиальные возможности доступа к информации: перехват и искажение. Возможность перехвата информации означает получение к ней доступа, но невозможность ее модификации. Следовательно, перехват информации ведет к нарушению ее конфиденциальности. Примером перехвата информации может служить прослушивание канала в сети. В этом случае имеется несанкционированный доступ к информации без возможности ее искажения. Очевидно также, что нарушение конфиденциальности информации является пассивным воздействием. Возможность искажения информации означает либо полный контроль над информационным потоком между объектами системы, либо возможность передачи сообщений от имени другого объекта. Таким образом, очевидно, что искажение информации ведет к нарушению ее целостности. Данное информационное разрушающее воздействие представляет собой яркий пример активного воздействия. Примером удаленной угрозы, цель которой нарушение целостности информации, может служить типовая удаленная атака "ложный объект распределенной вычислительной сети". Принципиально другая цель преследуется злоумышленником при реализации угрозы для нарушения работоспособности сети. В этом случае не предполагается получение несанкционированного доступа к информации. Его основная цель – добиться, чтобы узел сети или какой то из сервисов поддерживаемый им вышел из строя и для всех остальных объектов сети доступ к ресурсам атакованного объекта был бы невозможен. Примером удаленной атаки, целью которой является нарушение работоспособности системы, может служить типовая удаленная атака "отказ в обслуживании". По условию начала осуществления воздействия
По условию начала осуществления воздействия Удаленное воздействие, также как и любое другое, может начать осуществляться только при определенных условиях. В вычислительных сетях можно выделить три вида условий начала осуществления удаленной атаки: атака по запросу от атакуемого объекта (класс 3.1); атака по наступлению ожидаемого события на атакуемом объекте (класс 3.2); безусловная атака (класс 3.3). В первом случае, злоумышленик ожидает передачи от потенциальной цели атаки запроса определенного типа, который и будет условием начала осуществления воздействия. Примером подобных запросов в сети Internet служат DNS-запросы. Отметим, что данный тип удаленных атак наиболее характерен для распределенных вычислительных сетей. Во втором случае, злоумышленник осуществляет постоянное наблюдение за состоянием операционной системы удаленной цели атаки и при возникновении определенного события в этой системе начинает воздействие. Как и в предыдущем случае, инициатором осуществления начала атаки выступает сам атакуемый объект. Реализация третьего вида атаки не связана ни с какими событиями и реализуется безусловно по отношению к цели атаки, то есть атака осуществляется немедленно. По наличию обратной связи с атакуемым объектом: с обратной связью (класс 4.1); без обратной связи (однонаправленная атака) (класс 4.2). Удаленная атака, осуществляемая при наличии обратной связи с атакуемым объектом, характеризуется тем, что на некоторые запросы, переданные на атакуемый объект, атакующему требуется получить ответ, а следовательно, между атакующим и целью атаки существует обратная связь, которая позволяет атакующему адекватно реагировать на все изменения, происходящие на атакуемом объекте. В отличие от атак с обратной связью удаленным атакам без обратной связи не требуется реагировать на какие-либо изменения, происходящие на атакуемом объекте. Атаки данного вида обычно осуществляются передачей на атакуемый объект одиночных запросов, ответы на которые атакующему не нужны. Подобную удаленную атаку можно называть однонаправленной удаленной атакой. Примером однонаправленных атак является типовая удаленная атака "отказ в обслуживании". По расположению субъекта атаки относительно атакуемого объекта: внутрисегментное (класс 5.1); межсегментное (класс 5.2). Рассмотрим ряд определений: Субъект атаки (или источник атаки) – это атакующая программа или злоумышленник, непосредственно осуществляющие воздействие. Маршрутизатор (router) – устройство, обеспечивающее маршрутизацию пакетов обмена в глобальной сети. Подсеть (subnetwork) (в терминологии Internet) – совокупность хостов, являющихся частью глобальной сети, для которых маршрутизатором выделен одинаковый номер подсети. Хосты внутри одной подсети могут взаимодействовать между собой непосредственно, минуя маршрутизатор. Сегмент сети – физическое объединение хостов. Например, сегмент сети образуют совокупность хостов, подключенных к серверу по схеме "общая шина". При такой схеме подключения каждый хост имеет возможность подвергать анализу любой пакет в своем сегменте. С точки зрения удаленной атаки чрезвычайно важно, как по отношению друг к другу располагаются субъект и объект атаки, то есть в одном или в разных сегментах они находятся. В случае внутрисегментной атаки, как следует из названия, субъект и объект атаки находятся в одном сегменте. При межсегментной атаке субъект и объект атаки находятся в разных сегментах. Данный классификационный признак позволяет судить о так называемой "степени удаленности" атаки. Важно отметить, что межсегментная удаленная атака представляет гораздо большую опасность, чем внутрисегментная. Это связано с тем, что в случае межсегментной атаки объект её и непосредственно атакующий могут находиться на расстоянии многих тысяч километров друг от друга, что может существенно воспрепятствовать мерам по локализации субъекта атаки. По уровню модели ISO/OSI, на котором осуществляется воздействие: физический (класс 6.1); канальный (класс 6.2); сетевой (класс 6.3); транспортный (класс 6.4); сеансовый (класс 6.5); представительный (класс 6.6); прикладной (класс 6.7).