Windows harde. W a h l p f i c h t a c h D e s k t o p s i c. Herbst

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1 08 Windows harde ind die Bedrohungen aus dem Netz gefährlicher und akuter denn je. Denn F noch H Sverlassen a n k t sich P ö viele l t e nur n auf I T ihre - S eantviren- c u r i t W a h l p f i c h t a c h D e s k t o p s i c Herbst htgsten Techniken, welche aktuelle Windows Versionen ab Werk anbieten, um die Systeme sicherer zu machen, kurz erläu

2 Inhaltsverzeichnis Einführung Hardening... 2 TCP/IP-Stack härten... 3 Denail of Service attacks (DoS)... 3 SYN-Flood... 3 Überprüfen der eigenen Sicherheit... 5 Nessus... 5 BSI OSS Security Suite... 5 Übersicht der Vulnerability Scanner... 5 Weitere Tools... 5 Microsoft Baseline Security Analyzer (MSBA)... 5 Vordefinierte Sicherheitsvorlagen... 6 Neue Sicherheitsfeatures unter Windows... 6 Partitionsverschlüsselung mit BitLocker... 6 Data Exceution Prevention- DEP... 7 Software Restriction Policies... 8 Die Windows-Firewall... 9 Zugrif auf das BIOS verhindern Fazit

3 Einführung Hardening Ziel von Hardening bzw. Härten eines Betriebssystems ist es, die Sicherheit des Betriebsystems zu erhöhen. Diese Sicherheit wird nicht wie sonst üblich durch Zusatzsoftware wie Firewall/Virenscanner etc. versucht zu erreichen, vielmehr wird die Angriffsfläche des Betriebssystems auf ein Minimum reduziert. Diese Maßnahmen sind in der Regel recht leicht zu realisieren und deshalb auch kostengünstig umzusetzen. Generell wird versucht folgende Punkte zu erreichen: Reduktion der Möglichkeiten zur Ausnutzung von Verwundbarkeiten Minimierung der möglichen Angriffsmethoden Beschränkung der einem Angreifer nach einem erfolgreichen Angriff zur Verfügung stehenden Werkzeuge Minimierung der einem Angreifer nach einem erfolgreichen Angriff zur Verfügung stehenden Privilegien Erhöhung der Wahrscheinlichkeit der Entdeckung eines erfolgreichen Angriffs Man bezeichnet im Allgemeinen ein Betriebssystem als gehärtet, wenn: nur die Komponenten und Dienste installiert sind, welche zum eigentlichen Betrieb notwendig sind. alle nicht benötigten Benutzerkonten gelöscht sind. alle unnötig offenen Ports geschlossen sind. restriktive Rechte gesetzt sind. straffe Systemrichtlinien vergeben sind. Natürlich ersetzt ein solches Härten nicht eine komplette Security-Suite (Firewall, Antivirus, IDS/IPS, Patchmanagement etc.), vielmehr bietet es einen zusätzlichen Schutz gegen Angriffe. Eine sehr gute Übersicht der Maßnahmen und deren Umsetzung findet man in dem TechNet Artikel Bedrohungen und Gegenmaßnahmen unter [1]. TCP/IP-Stack härten Da jedes aktuelle Betriebssystem die Möglichkeit bietet über das Netzwerk zu kommunizieren, ist es sinnvoll auch diesem Bereich eine besondere Aufmerksamkeit zu widmen. Es gibt viele Schwachstellen, die über das Netzwerk ausgenutzt werden können. 3

4 Denail of Service atacks (DoS) Diese Art von Angriff zielt darauf ab, einzelne Computer oder Dienste arbeitsunfähig zu machen. Dies wird in der Regel durch Überlastung der Systeme/Dienste erreicht. Normalerweise sind Systeme gegen diese Art der Angriffe durch eine Firewall geschützt, allerdings schützt diese in den meisten Fällen nur gegen Angriffe aus dem Internet. Sollte also ein Angreifer es geschafft haben in das interne Netzwerk einzudringen, sind die Rechner/Server gegen einen solchen Angriff ungeschützt. SYN-Flood Ein bekannter Angriff ist ein SYN-Flood DoS. Dieser Angriff verwendet den Verbindungsaufbau des TCP-Transportprotokolls, um einzelne Dienste oder ganze Computer aus dem Netzwerk unerreichbar zu machen. Bei diesem Angriff wird das letzte ACK vom Angreifer währed des TCP-Handshake unterschlagen. Das Opfer speichert diese halb offene Verbindung für ein eventuelles späteres Eintreffen des ACK-Paketes. Dies verbraucht natürlich Ressourcen und sobald alle Ressourcen verbraucht sind, gilt das Opfer als unerreichbar. Für genauere Informationen siehe[2]. Um sich gegen einen solchen Angriff zu schützen, ist es notwendig den TCP/IP Stack des Betriebssystems zu härten. Unter folgender URL[3] ist eine Schritt-für-Schritt Anleitung zu finden. Nachfolgend sei kurz erklärt, was konfiguriert werden muss, um einen solchen Angriff zu verhindern. Es sind in der Registry unter dem Schlüssel : HKLM\SYSTEM\CurrentControlSet\Services\Tcpip\Parameters Folgende Werte sind zu ändern bzw. anzupassen: Name Wert (DWORD) SynAttackProtect 2 TcpMaxPortsExhausted 1 TCPMaxHalfOpen 500 TcpMaxHalfOpenRetried 400 TcpMaxDConnectResponseRetransmissions 2 TcpMaxDataRetransmissions 2 EnablePMTUDiscovery 0 KeepAliveTime NoNameReleaseOnDemand 1 4

5 Diese Einstellungen sorgen dafür, dass Windows Windows erst nach einem kompletten Drei-Wege-Handschake das Winsock-Subsystem über die ankommende Verbindung benachrichtigt. Diese Maßnahmen sind nur auf folgenden Systemen (Windows 2000, XP, 2003 Server) notwendig, da ab Windows Vista ein neuer TCP-IP Stack implementiert wurde. Überprüfen der eigenen Sicherheit Ist man den Empfehlungen aus dem Artikel Bedrohungen und Gegenmaßnahmen gefolgt, sollte das eigene System ein ganzes Stück sicherer sein. Nur stellt sich die Frage, wie man diese Sicherheit bzw. Sicherheitslücken der eigenen Systeme sinnvoll überprüfen kann. Hier kommen sogenannte Vulnerability Scaner zum Einsatz. Diese Scanner untersuchen das System oder mehrere Systeme auf Schwachstellen. Damit die Scanner auch die neusten Sicherheitslücken bzw. Schwachstellen überprüfen können, besteht die Möglichkeit diese zu aktualisieren, um so auch wirklich alle bis jetzt bekannten Schwachstellen zu überprüfen. Nachdem ein System überprüft wurde, wird ein ausführlicher Report über die gefundenen Schwachstellen erstellt. Anhand dieses Reports können Maßnahmen getroffen werden, um die gefundenen Schwachstellen zu schließen. An dieser Stelle sei noch einmal angemerkt, dass die nachfolgenden Tools natürlich nicht alle Sicherheitslücken aufdecken können. Denn hier ist die Aktualität der Werkzeuge von essentieller Bedeutung. 100%ige Sicherheit gibt es nicht und Sicherheit ist auch kein andauernder Zustand, vielmehr muss die Sicherheit kontinuierlich überprüft werden. Nessus Nessus ist ein open source Projekt, wird seit 2005 unter einer proprietären Lizenz weiterentwickelt und steht demnach nicht mehr frei zur Verfügung. Nessus ist quasi das Tool der Wahl, wenn es um vulnerability scans geht. Es basiert auf dem Client-Server-Prinzip, wobei der Server die eigentlichen Scans ausführt und die Clients auf dem Server nur neue Tasks/Sessions-, sowie die generierten Berichte ansehen können. Der Server enthält hierbei alle notwendigen Plugins um diverse Sicherheitslücken der Betriebssysteme zu überprüfen. Genauere Informationen unter [3]. 5

6 BSI OSS Security Suite Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) bietet eine Software an, welche größtenteils auf Nessus basiert. Des Weiteren wurde in dieser Software der Security Local Auditing Deamon (SLAD) integriert, welcher die Steuerung der angebundenen lokalen Sicherheitssoftware übernimmt. Diese Software ist im Gegensatz zu Nessus kostenlos. Genauere Informationen unter [4]. Übersicht der Vulnerability Scanner Natürlich gibt es am Markt mehr als nur diese 2 Scanner, eine Übersicht ist unter [5] zu finden. Weitere Tools Neben den Scannern bietet die Firma Microsoft weitere Tools an, mit denen sich die Sicherheit der Systeme untersuchen und anpassen lässt. Microsof Baseline Security Analyzer (MSBA) Dieses Tool überprüft das System auf falsche/unsichere konfigurierte Benutzerkonten, sowie die Aktualität der Sicherheits-Patches. Hierbei wird nicht nur das Patchlevel des Betriebssystems getestet, sondern auch das der Clientsoftware wie z.b. Office etc. Mit dem MSBA lassen sich auch Server überprüfen. Hierbei werden zusätzlich Serveranwendungen wie Exchange, SQL, IIS überprüft. Das Programm ist kostenlos erhältlich und unter folgender URL [6] zu beziehen. Vordefnierte Sicherheitsvorlagen Anhand solcher Vorlagen ist es möglich, die Konfiguration von Desktop- sowie Serversystemen zu überprüfen und auch anzupassen. Der Anwender kann sich seine eigene Sicherheitsvorlage erstellen und diese dann auf all seinen Systemen verteilen oder er nutzt vordefinierte Vorlagen, welche kostenlos verfügbar sind. Weitere Informationen sind in den TechNet-Artikeln unter [7] zu finden. Neue Sicherheitsfeatures unter Windows Wurden die zuvor beschriebenen Einstellungen umgesetzt, befindet sich das System schon in einem relativ sichereren Zustand. Mit Einführung der neueren Windowssysteme Vista und Windows 7 hat Microsoft die Sicherheit noch mal ein ganzes Stück erhöht. Aber auch hier gilt, dass diese neuen Features auch aktiviert bzw. konfiguriert werden müssen, damit die Systeme noch besser gegen Angriffe geschützt sind. Auf den nachfolgenden Seiten werden die wichtigsten Features und deren Funktionsweise kurz vorgestellt. Parttonsverschlüsselung mit BitLocker Ein Angriffsszenario, welches durch die bisherigen Konfigurationen noch gar nicht abgedeckt ist, ist der Diebstahl bzw. der physikalische Zugriff auf das System. Es ist ja 6

7 kein Geheimnis, dass es sehr einfach ist, User-Passwörter zurück zu setzten und Zugriff auf Dateien zu erlangen, wenn Zugriff auf die Hardware(Festplatte) besteht. Microsoft bietet zwar schon seit längerem das EFS(Encrypting File System) an, allerdings hat diese Verschlüsselung eine Schwachstelle/Designfehler. EFS ist nicht in der Lage das ganze System zu verschlüsseln, sondern nur einzelne Dateien oder Ordner. Hat man also physikalischen Zugriff, kann man die User-Passwörter wiederherstellen und somit auf die Daten, welche verschlüsselt sind, zugreifen. Weitere Schwachstellen von EFS beschreibt das folgende Paper [8]. Um diesem Problem von EFS entgegen zu wirken, wurde mit Windows Vista BitLocker eingeführt. Hierbei handelt es sich auch um eine Verschlüsselung, allerdings bietet BitLocker diese für komplette Partitionen oder Festplatten an. BitLocker kann in mehreren Modi betrieben werden: Nur-TPM Hier wird ein Integritäts-Chek vorgenommen. Überprüft wird unter anderem die BIOS-Version, Bootsektor-Informationen, ROM-Codes etc. Hier wird quasi sichergestellt, dass das Betriebssystem nur bootet, wenn es sich in seiner bekannten Hardwareumgebung befindet. Es ist also nicht möglich, die Festplatte in einem anderen System zu betreiben. Nur USB-Stick Bei dieser Variante bootet das System nur, wenn der USB-Stick, welcher den MasterKey enthält, eingesteckt ist. TPM-PIN / USB-PIN Hier wird zusätzlich noch ein PIN benötigt, um das System zu booten. Diese Modi lassen sich auch miteinander kombinieren. Mit BitLocker ist sichergestellt, dass die Daten auch nach einem Diebstahl der Hardware geschützt sind. Anzumerken sei noch, dass BitLocker nur von den Enterprise und Ultimate, sowie Server 2008 R2 unterstützt wird. Es gibt aber genug Alternativen, welche dieselben bzw. noch mehr Features bieten. Entscheidet man sich für den Einsatz einer Verschlüsselung ist es von essentieller Bedeutung, dass man sich über die Wiederherstellung von zuvor verschlüsselten Daten Gedanken macht. Weitere Informationen über BitLocker unter [9]. 7

8 Data Exceuton Preventon- DEP Dieses Sicherheitsfeature wird seit Windows XP Servicepack 2 unterstützt/angeboten. Allerdings sind hierfür spezielle Prozessoren notwendig, aber alle neueren CPU (nicht älter als 2004) sollten dieses Feature unterstützten. Was DEP nun macht, ist, dass es versucht das System, die Anwendung oder einen Dienst davor zu schützen, Code aus einem Bereich auszuführen, welcher nicht dafür vorgesehen ist. Dadurch können Bufferoverflows und somit Exploits vermieden werden. Windows Vista nutzt zusätzlich zum DEP das ASLR (Adress Space Layout Randomization). Hierbei werden die Adressen von Stack und Heap sowie dlls zufällig von Vista gewählt, was ein Zurückspringen zu bekannten Bibliotheken erschwert (siehe return-to-libc [10]). Wenn man bedenkt, wie viele Angriffe es gibt, die einen Buffer overflow nutzen, sollte man dieses Feature aktivieren. Natürlich sollte man prüfen, ob die eingesetzte Software auch mit aktiviertem DEP korrekt funktioniert, z.b. können ältere Active-X Komponenten Probleme bereiten. Zur Konfiguration von DEP sein noch zu erwähnen, dass es auch hier mehrere Modi gibt, in denen DEP betrieben werden kann. Opt-In: Hier werden nur ein paar Systemprozesse geschützt. Opt-Out: DEP ist für alle Prozesse aktiviert. Es können aber explizit Prozesse von diesem Schutz ausgenommen werden. Always-On: Alle Prozesse werden durch DEP geschützt, es gibt keine Ausnahmen. Always-Off: DEP ist bei keinem Prozess aktiv. Weitere Informationen zur Konfiguration und Funktion finden sich unter [11] und [12]. 8

9 Sofware Restricton Policies Ein weiteres wichtiges Thema über das man sich Gedanken machen sollte ist, welche Software auf den Systemen ausgeführt werden darf. Für diesen Anwendungsfall bietet Microsoft sogenannte Software Restiction Policies. Mithilfe dieser Richtlinien lässt sich definieren welche Software/Programme auf dem System ausgeführt werden darf. Hierfür kommen zwei unterschiedliche Verfahren -White- oder Blacklist zum Einsatz. Whitelist Es dürfen keine Anwendungen ausgeführt werden. Software die dennoch ausgeführt werden soll muss von dieser Einschränkung ausgenommen werden Blacklist Alle Anwendungen können uneingeschränkt arbeiten bzw. ausgeführt werden. Software welche nicht ausgeführt werden soll muss explizit eingeschränkt werden Da es in den meisten Fällen mehr Sinn macht und dazu auch wesentlich sicherer ist sollte man sich für die Whitelist Variante entscheiden. Malware und andere unerwünschte Applikationen werden demzufolge geblockt. Software welche ausgeführt werden darf wird basierend auf ihrem Ursprung im Netzwerk, den Pfadnamen, ihrem Hash oder einem Zertifikat bestimmt. Wird Software anhand ihres Hashwertes identifiziert sollte beachtet werden, dass sich dieser ändert sobald die Software z.b. durch einen Patch/Update aktualisiert wurde. Um wirklich stabile und stimmige SPR-Regeln zu definieren ist ein großer administrativer Aufwand notwendig. Mit Windows 7 hat Microsoft die SRP durch Applocker ersetzt. Genau wie SRP kann Applocker Programmstarts erlauben oder untersagen. Applocker bietet unter anderem die Möglichkeit, mit Versionen zu arbeiten so kann z.b. vorgegeben werden, dass der Acrobat Reader mindestens Version 9 aufweisen muss um ausgeführt werden zu dürfen was das Verwalten/pflegen solcher Richtlinien wesentlich vereinfacht. 9

10 Weitere Informationen zu SRP und Applocker unter [12] [13] Die Windows-Firewall Sie stellt sicher, dass nur explizit zugelassene Verbindungen zu und von einem Gerät hergestellt werden können, andere Verbindungsversuche hingeben blockiert werden. Sie spielt also eine wichtige Rolle im gesamten Sicherheitskonzept. Es herrscht oft die Meinung, dass eine desktopbasierte Firewall keinen Sinn macht. Man hat ja eine Enterprice-Firewall Lösung die Pakete bis auf Anwendungsebene untersucht und somit viel sicherer und besser als eine Desktopfirewall ist. Das ist auch richtig aber auch die beste Firewall versagt wenn der Angriff aus dem eigenen Netz kommt. Denn die meisten Firewalls sind so konfiguriert, dass nur der eingehende Verkehr untersucht / gefiltert wird. Sie bietet also keinen Schutz wenn im Netzwerk ein Virus/Wurm ausbricht dieser könnte sich ungehindert ausbreiten! Ein weiterer Punkt ist das Schützen von mobilen Arbeitsplätzen. Diese halten sich in der Regel in den unterschiedlichsten Netzen auf und währen ohne eine Firewall komplett ungeschützt. Man sieht also, dass eine Desktop-Firewall sehr wohl seine Daseinsberechtigung hat. Zusammenfassend bedeutet das, dass eine desktopbasierte Firewall die Gesamtsicherheit einer IT-Infrastruktur erweitert und das bis zum jeweiligen Endgerät. Was bietet die Firewall nun genau? Die Windows-Firewall wurde in Vista überarbeitet und bringt zahlreiche Erneuerungen und Erweiterungen mit sich. Statusbehaftete Paketfilterung Unerwünschte Pakete können erkannt und verworfen werden. Dazu werden bei Paketen Informationen über das verwendete Transportprotokoll oder die genutzten Kommunikationsports überprüft. Verbindungen welche nicht explizit zugelassen sind können nicht hergestellt werden. Kontrolle von ein- und ausgehenden Verbindungen Es können neben den eingehenden Verbindungen auch die ausgehenden Verbindungen blockiert werden. Profilbasierte Konfiguration Die Firewall-Einstellungen passen sich der jeweiligen Umgebung an. Befindet sich der Client z.b. in einem unbekannten Netzwerk werden sehr restriktive Einstellungen für die Firewall verwendet. 10

11 Kontrolle von Authentizität und Datenintegrität und Datenverschlüsselung Mithilfe von IPsec kann eine sichere Kommunikation mit bekannten Partnern deutlich besser geschützt werden. Zentrale Verwaltung mithilfe von Gruppenrichtlinien Administratoren haben die Möglichkeit, Firewall-Einstellungen über Gruppenrichtlinien zu konfigurieren. Wie man sieht wurde die Funktionalität der Windows-Firewall sehr verbessert. Besonders die Möglichkeit ausgehenden Traffic zu filtern, ist sinnvoll für den praktischen Einsatz. Möchte man allerdings mehr Kontrolle und Funktionalität kommt man um eine Lösung durch einen Drittanbieter nicht herum. Zugrif auf das BIOS verhindern Zu Schluss sollte man sich noch dem BIOS widmen. Hier sollten Einstellungen getroffen werden, welche verhindern, dass fremde Betriebssysteme gebootet werden. Dazu sollte die Bootreinfolge so eingestellt werden, dass als erstes von der Festplatte gebootet wird und dann erst von CD / USB. Somit wird verhindert, dass ein Angreifer mithilfe einer BootCD/LiveCD zugriff auf das Betriebsystem erlangt. Damit diese BIOS- Einstellungen von Unbefugten nicht verändert werden können sollten diese durch ein BIOS-Kennwort geschützt werden. Diese Einstellungen stellen nur eine weitere Hürde da bieten aber bei längerem physikalischen Zugriff keinen Schutz. Fazit Um es noch einmal auf den Punkt zu bringen 100%ige Sicherheit bzw. Schutz gegen Angriffe gibt es nicht und wird es auch nie geben! Ziel dieser Arbeit ist es viel eher einmal Aufzuzeigen welche Möglichkeiten aktuelle Windows-Betriebssysteme bieten um sich gegen Angriffe zu schützen. Wenn man sich überlegt, dass die meisten Angriffe erst durch ein schlecht konfiguriertes/gesichertes System möglich werden ist man gut beraten die vorgestellten Möglichkeiten und deren Umsetzung in Betracht zuziehen. 11

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