До сих пор мы изучали проблему по частям. Мы рассмотрели основные существующие угрозы. Мы познакомились с разными видами атак и типами злоумышленников. Мы многое узнали о различных технологиях и о том, каким образом они противодействуют (или почему не могут противодействовать) нападениям. Пришло время собрать это все вместе и попытаться решить некоторые проблемы безопасности.

Руководителей можно разделить на три категории в зависимости от их подхода к вопросам безопасности. Первая категория считает: «В этой области дела обстоят слишком плохо». Эта точка зрения, согласно которой системы безопасности настолько ненадежны, что просто невозможно вести учет товаров с помощью карманных компьютеров (PDA), осуществлять банковские платежи через Интернет или участвовать в лотерее с помощью сотового телефона. Вторая категория придерживается позиции «Я куплю себе безопасность». Согласно этой точке зрения, безопасность – всего лишь отметка об оплате в товарном чеке, и если вы приобрели брандмауэр, то защита вам обеспечена. Обе категории придерживаются крайних взглядов, и любая из этих позиций отражает упрощенческий взгляд на вещи. Третья категория рассуждает еще более странно: «Мы слишком незначительны, чтобы нас атаковали». Эта позиция более чем упрощенческая.

Мы хотим предложить нечто лучшее. Дела можно вести безопасно в цифровом мире так же, как можно их вести в мире реальном. На первый взгляд лучший способ обеспечить безопасность состоит в использовании как можно большего количества средств защиты: повесить больше замков на двери, везде использовать шифрование, брандмауэры, системы обнаружения вторжения, инфраструктуру открытого ключа в компьютерных сетях. К сожалению, все далеко не так просто. Во-первых, финансирование системы безопасности ограничено. Во-вторых, нагромождение различных средств защиты – не лучший путь к достижению цели.

Задача состоит в том, чтобы понять, как работает целостная система и как в нее вписываются средства защиты. Бесполезно рассматривать только отдельные технологии.

Безопасность – это цепь; ее прочность определяется прочностью самого слабого ее звена. Если вы решили осуществить зашифрованное телефонное соединение, вы должны побеспокоиться об алгоритме шифрования голосовой связи, о механизме обмена ключами, который позволит участникам диалога понимать друг друга, о процессе создания ключа, о безопасности программного обеспечения на телефонной станции, о физической безопасности аппаратов и т. д. Изъян в любом из этих звеньев сведет на нет все усилия.

То же самое относится к компьютерным системам. Если у вас есть сеть с брандмауэром, вы должны подумать о безопасности самого брандмауэра. Если ваша сеть снабжена брандмауэром и VPN, необходимо, чтобы были защищены оба этих устройства. Уязвимое место в одном из них может привести к тому, что вся сеть окажется в нерабочем состоянии.

Безопасность – это процесс, а не продукт. В этой части мы будем обсуждать процессы, связанные с безопасностью: атаки, способы защиты и взаимоотношения между ними. Мы поговорим о том, как осуществляются реальные нападения, и о том, как сконструировать систему, способную противостоять таким нападениям. Мы также поговорим о текущем состоянии средств безопасности, об их будущем и о том, что необходимо для их эффективной работы.

Глава 18

Уязвимости и их ландшафт

В первой части мы теоретически рассматривали атаки: какие существуют виды нападений и нападающих. Но, как я каждый раз не устаю повторять, теория отличается от практики. Каждый, кто читает детективные романы или криминальную хронику в газетах, знает, что для осуществления нападения необходимо намного больше, чем просто найти уязвимое место. Можно считать, что нападающий с успехом использовал слабую точку, если ему удалось определить цель, спланировать атаку, сделать свое дело и скрыться. Недостатки в замке сейфа, находящегося в безопасном месте, менее существенны, чем аналогичные недостатки в банковском уличном ящике для депозитов.

То же самое и в цифровом мире. Потенциальному преступнику недостаточно найти изъян в алгоритме шифрования, использующемся в системе кредитных карт. Он должен получить доступ к соединению, он должен обладать достаточными знаниями о протоколах, чтобы создать поддельное сообщение, которое позволит ему на самом деле украсть деньги, и в конце концов он должен успеть убраться вовремя. Обнаружение изъяна в шифровании в отрыве от всех остальных шагов представляет только теоретическую ценность.

Подобно этому, существует великое множество мер противодействия, которые могут помочь «заткнуть дыру». В сейфе можно повесить более надежный замок или установить сигнализацию на окнах и дверях помещения, в котором сейф находится, и поставить у дверей охрану. Недостатки в шифровании могут быть исправлены, если использовать лучший алгоритм шифрования. Они не будут представлять опасности, если держать протоколы в секрете, использовать частную сеть для сообщений или просто менять ключи каждые пять минут.

В общем случае успешную атаку можно разбить на пять последовательных шагов:

1. Опознать цель, которая должна подвергнуться нападению, и собрать о ней информацию.

2. Проанализировать информацию и найти уязвимую точку в цели, которая позволит добраться до объектов, на которые направлена атака.

3. Получить необходимый уровень доступа к цели.

4. Осуществить нападение на цель.

5. Завершить атаку, что может включать в себя уничтожение всяких следов атаки, и скрыться от возмездия.

То есть, другими словами, необходимо определить, что атаковать и как атаковать, проникнуть внутрь, провести атаку и убраться вовремя. Первые два шага – это исследование. Вы в силах выполнить их в полной безопасности в собственной лаборатории; вы даже можете использовать для этого муляжи настоящей цели. Если вы ученый, скорее всего, вы остановитесь после второго шага и опубликуете полученные материалы. Последующие три шага связаны с риском, который неизбежен при взломе и проникновении в систему как виртуальную, так и реальную. Тут уж как повезет: либо успел скрыться вовремя, либо поймали.

Помните Звездные войны? Для того чтобы взорвать Звезду Смерти, повстанцы сначала должны были получить информацию, которую принцесса Лейа поместила в R2-D2. Это была единственная причина, по которой Люк должен был в первую очередь вызволить дроидов с Татуина. Спасение принцессы было в Мак-Гаффине. Это был первый шаг.

Шаг второй остался за кадром. Инженер восставших изучил информацию, полученную от дроидов и нашел слабое место в обороне их станции – проектировщики системы жизнеобеспечения никогда не предполагали, что их детище будут внимательно изучать профессионалы в области безопасности, и вот результат: Звезда Смерти, создание которой обошлось в десятки миллиардов «кредитов», может быть уничтожена через вентиляционную шахту.

Шаг третий продемонстрировал спецэффекты ближнего боя в ограниченном пространстве между крестокрылыми бойцами повстанцев (их экипировка приводит зрителей в восхищение) и защитниками станции. Задача крестокрылых состояла в прикрытии нескольких истребителей, которые получали возможность свободно перемещаться по всему пространству и простреливать насквозь вентиляционную шахту. Доступ к цели был достигнут совместными усилиями.

Молодой мастер Люк смог завершить четвертый шаг после того, как Хан Соло оторвался от Дарта Вейдера, севшего ему «на хвост», и вкрадчивый голос Алека Гинеса внушил Люку мысль отключить компьютер, который являлся целью (возможно, работающий с бета-версией), и использовать Силу.

Взрыв Звезды Смерти (шаг 5) исключил всякую возможность возмездия, по крайней мере на некоторое время. После этого было нетрудно убраться восвояси. Наши герои получили медали от альянса повстанцев, чье материальное положение улучшилось настолько, что они смогли позволить себе заказать новую форму, и Вселенная была спасена на несколько следующих серий. Список можно продолжить.

Только что описанный пример мало отличается от атаки через Интернет, нацеленной на компьютеры какой-либо компании. На первом шаге происходит выбор цели и сбор информации. Осуществить это на удивление легко. На веб-сайте обычно можно найти любую информацию: от сведений о том, что содержат различные базы данных Интернета, до способов работы с ними в режиме сетевого подключения. Специальный номеронабиратель поможет установить коммутируемое соединение. Существует множество техник, которыми нападающий может воспользоваться для того, чтобы узнать, как работает сеть, в которой находится его цель: изучение результатов работы специальных программ, используемых для проверки доступности адресата, служебных сообщений, состояния портов и т. д. Сетевой модуль проверки текущего состояния способен выдать еще больше информации. Это чаще всего похоже на вышибание двери, хотя компьютер сам готов выдать совершенно посторонним людям массу информации о том, какое аппаратное обеспечение в нем используется, какие работают программы и какие службы они поддерживают. Все эти сведения могут с успехом использоваться нападающим.

Второй шаг – это нахождение уязвимого места. На этом этапе атакующий внимательно изучает всю собранную информацию, для того чтобы выбрать точку атаки. Вероятно, на одном из компьютеров установлена определенная версия почтовой программы, операционная система или Solaris, или Windows NT, которые содержат известные ошибки. Возможно, удастся использовать FTP или регистрационное имя, или что-нибудь еще. Часть оборудования, обеспечивающего поддержку порта, через который лежит путь к цели, может оказаться незащищенной. Не исключено, что нападающий в силах использовать телефонную сеть объекта, на который направлена атака. Чем больше уязвимых мест в различных частях системы известно атакующему, тем лучше он сможет спланировать нападение.

Шаг третий – получение некоторого вида доступа к компьютеру. В Интернете это тривиально, так как любой компьютер подключен к Сети и таким образом доступен. (Конечно, некоторые компьютеры находятся за брандмауэром и недоступны, но тогда брандмауэр, по всей видимости, доступен.)

Четвертый шаг – проведение атаки. Это может оказаться сложным делом, а может, наоборот, пустяковым. Если нападающий хорошо подготовлен, все проходит удивительно легко.

Заметим, что некоторые атаки включают в себя множество итераций. Нападающий может выполнить шаги с первого по четвертый неоднократно: проникновение на веб-сервер, получение необходимого уровня доступа, использование этого доступа для проникновения на другой сервер, расположенный внутри общей территории, защищенной брандмауэром, получение к нему доступа и т. д. На каждом шаге происходит сбор информации, определение цели и методов ее достижения, получение доступа и выполнение операции.

Пятый шаг – завершение атаки. Если нападающий искал какой-то определенный файл, он получает к нему доступ, делает что ему было нужно и исчезает. В его власти стереть записи в контрольном журнале и таким образом уничтожить все следы. Он также способен модифицировать системные файлы, чтобы было легче получить доступ в следующий раз. И стоит ему почувствовать опасность, быстро завершает начатое и скрывается. И исчезает мгновенно. Хождение вокруг да около характерно для любителей.

В руководстве по взлому «FAQ and Guide to Cracking» Микстера описаны те же самые шаги. Вот что он говорит о том, что нужно сделать в первую очередь после того, как вы получили корневой доступ (получение прав корневого пользователя на копьютере-цели выполняется на шаге 4):

1. Поэтапно удалить следы получения несанкционированного корневого доступа.

2. Собрать основную информацию о системе.

3. Удостовериться, что вы сможете выбраться оттуда.

4. Разрушить или обновить уязвимый домен.

Он особенно подчеркивает необходимость отключения контроля и уничтожения записей в контрольном журнале и получения информации о том, как часто система подвергается проверкам и как часто проводится анализ информации, хранящейся в контрольном журнале.

Хакерские инструменты позволяют автоматизировать множество процессов. Они действуют далеко не так эффективно, как виртуозный хакер, но они способны превратить несмышленого подростка в опасного противника.

Другой пример: атака против платежной системы, использующей смарт-карты. Первый шаг состоит в том, чтобы собрать всю информацию о платежной системе, которая может пригодиться: особенности ее построения, общедоступную документацию, сведения об используемых алгоритмах и протоколах и т. д. Возможно, вам удастся раздобыть массу информации, если вы знаете, где ее искать.

Шаг второй – изучить документацию, отыскивая слабое звено. Во второй части этой книги говорилось обо всех видах уязвимых мест, которые могут существовать в подобных системах. Уязвимыми могут быть алгоритмы и протоколы шифрования. Возможно, уязвимая точка скрывается в самой смарт-карте, из-за того, что система сопротивления вторжению не действует как предполагалось. Может быть, существует изъян в способах их использования – если его удастся обнаружить, это поможет достичь цели. Вам нужно найти все уязвимые точки, для того чтобы успешно атаковать систему.

На третьем шаге необходимо получить уровень доступа, необходимый для проведения атаки. Вы должны стать зарегистрированным пользователем этой платежной системы (возможно, под вымышленным именем). Вероятно, вам придется украсть чью-либо карту. Может быть, вам необходимо будет вступить в сговор с продавцом, который принимает смарт-карты в качестве платежного средства. Получение доступа – не всегда легкое мероприятие.

Четвертый шаг – выполнение атаки: размножить смарт-карту и использовать ее дубликаты, изменять содержимое памяти смарт-карты и пользоваться этим при совершении покупок, изменять баланс и требовать оплаты наличными – все, что вам удастся осуществить. Для выполнения последнего пункта вам недостаточно взломать систему смарт-карт, вы должны перевести все добытое с помощью взлома в наличные деньги.

Шаг пятый – заметание следов. Возможно, вы захотите ликвидировать все физические доказательства вашего нападения. Если оборудование, которым вы пользовались для осуществления атаки, находилось у вас дома, вы его уберете оттуда. Если доказательства вашего нападения остались в компьютерных файлах, вы их удалите. Может быть, вам удастся взломать компьютеры платежной системы и уничтожить записи, представляющие для вас опасность. Все что угодно, лишь бы замести следы.

В некоторых атаках присутствуют не все описанные этапы. Нападения ради огласки часто не включают в себя шаги 2, 3 или 5. Приведем в качестве примера атаку против алгоритма шифрования, использующегося в цифровых сотовых телефонах. Шаг 1 – получение информации об алгоритмах шифрования, применяющихся в сотовых телефонах. Шаги 2 и 3 пропускаются. (Цель известна и весь доступ, который вам нужен, – это описания алгоритмов.) Шаг 4 – выполнение криптографического анализа и сообщение об этом средствам массовой информации. Шаг 5 не выполняется – вы ничего не делали нелегально. Такая атака потенциально успешна против любого алгоритма шифрования данных для цифровой сотовой связи.

В этой книге я на многих примерах постарался показать, что безопасность – это цепь, и надежность системы определяется прочностью самого слабого ее звена. Уязвимые точки как раз и представляют собой такие слабые звенья. Нахождение слабых мест в системе – это только первый шаг к их использованию. Не менее важно получить доступ к обнаруженной уязвимости, суметь реально использовать ее для совершения определенных действий и затем благополучно скрыться – без этого не бывает успешных нападений.

Меры противодействия существуют для того, чтобы защитить уязвимые точки. Они могут быть простыми, наподобие постройки стены вокруг города, чтобы вражеская армия не смогла в него проникнуть, или сложными, такими как создание надежной системы проверки для обнаружения попыток мошенничества среди продавцов кредитных карт и установления личности преступников.

Обычно меры противодействия применимы для разрушения атаки на любом из пяти этапов ее проведения.

Большая часть обсуждавшихся во второй части технических мер противодействия применяется в компьютерах и компьютерных сетях. Я пытался обрисовать ситуацию в целом: как работают различные средства и методы или почему они не работают, каким образом они соотносятся друг с другом и т. д. Ни одна технология в области безопасности не должна рассматриваться как панацея: результат достигается, когда каждая из них используется эффективно.

Надежность системы всегда определяется ее самым слабым звеном, и это, вообще говоря, заставляет нас обратиться к рассмотрению отдельных технологий.