Computer-Sicherheit SS Kapitel 5: Sicherheitsmechanismen

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1 Computer-Sicherheit SS 2005 Kapitel 5: Sicherheitsmechanismen

2 Sicherheitsmechanismen Sicherheits-Richtlinien Firewalls Beispiel iptables Intrusion Detection Systeme Beispiel snort Honeynets

3 Sicherheit beinhaltet Benutzer-Sicherheit System-Sicherheit Netzwerk-Sicherheit Anwendungs-Sicherheit

4 Security-Policy Sicherheitsrichtlinien müssen alle Bereiche der Sicherheit regeln Formale Definitionen [aus Bishop Computer Security ] A security policy is a statement that partitions the states of the system into a set of authorized, or secure, states and a set of unauthorized, or non-secure, states. A secure system is a system that starts in an authorized state and cannot enter an unauthorized state. A security mechanism is an entity or procedure that enforces some part of the security policy Unterschiedliche (Haupt-)Ziele bestimmen die Policy Vertraulichkeit (z.b. beim Militär) Integrität (z.b. Banktransaktionen) Verfügbarkeit (z.b. ISP)

5 Security Policy Erster Schritt zur Netzwerk-Security: Entwurf einer Netzwerkweiten Security Policy Typische Fragen: Was will ich schützen? Wo sind verwundbare Punkte? Welche Zugriffe will ich zulassen? Welche Einschränkungen muss/kann ich vornehmen? Wie viel Geld will ich investieren? Security kostet Geld Zeit Bequemlichkeit

6 Security Policy Basis Policy Default-Deny: Zugriff ist generell verboten, sofern er nicht explizit in der Security Policy erlaubt wird. Default-Allow: Zugriff ist generell erlaubt, sofern er nicht explizit in der Security Policy verboten wird. Immer Default-Deny!

7 Benutzer-Sicherheit Welche Richtlinien gelten für Benutzer? Passworte, Zugangskontrolle Zugriffsrechte auf Files auf Anwendungen Verhaltensregeln z.b. abends ausloggen, keine fremde Software auf Notebooks installieren, usw. Mail-Policy

8 Sicherheitsstrategien Klassische Entwicklung in einer Organisation: Keine Sicherheitsstrategie Security through Obscurity Host-/System-Security Network-Security Kombination sinnvoll

9 Security through Obscurity Verstecken von Sicherheitsmängeln hat noch nie funktioniert Aber es macht dem Angreifer das Leben etwas schwerer Keine alleinige Alternative zu echter Sicherheit Beispiel: LAVC Protokoll Reverse Engineering verbieten???

10 Host-Security Absichern jedes einzelnen Hosts Sehr zeitintensiv Für große Anzahl von Systemen nicht zu realisieren Einschränkungen für Benutzer Querbeziehungen zwischen Systemen Trotzdem notwendig: Schutz vor internen Angriffen Insider Malware

11 Unix Host-Security Saubere Grundinstallation Arbeiten als eingeschränkter User (!root) Nur das Nötigste wird installiert/aktiviert OS-Hardening Skripte/Anleitungen für viele Unix Derivate

12 Unix Host-Security Add-on Software: Bessere Zugangskontrolle (z.b. tcp_wrapper & identd, s/key) Verschlüsselung (z.b. ssh statt telnet) Sicherere Alternativen zu OS (z.b. HP Trusted Linux, SELinux ) Überprüfen (lokales Auditing) BOSS (BSI OSS Security Suite) nessus / ISS etc.

13 Windows Host-Security Replace with Unix ;-) Automatische Updates Personal Firewall Aktuellen Virenscanner OS Hardening Windowsdienste abschalten Nicht als Admin arbeiten (c t 15/04, 18/04)

14 Informationsquellen zu Host Security Herstellerinfos Weitere Informationsquellen: Viele weitere Listen:

15 Host-Security Sinnvoll: regelmäßige Audits aller Hosts Security Scanner Nessus Demo

16 Network-Security Host Security kann bei einer großen Anzahl von Systemen (mit verschiedenen Admins, Anwendungen, Vertrauensbeziehungen...) nur schwer realisiert werden. Die Zone of Risk umfasst das gesamte Netzwerk Internet LAN

17 Network-Security Bei der Installation einer Firewall verringert man den unmittelbar gefährdeten Bereich auf ein einzelnes System (oder eine kleine Gruppe von Systemen): die Firewall Internet Firewall LAN

18 Firewalls Wozu dient eine Firewall? Klar definierter Zugangspunkt für externe Verbindungen Verhindert, dass ein Angreifer alle Hosts erreicht Klar definierter Kontrollpunkt, durch den alle Verbindungen von innen nach außen laufen.

19 Firewalls Weitere Möglichkeiten beim Einsatz einer Firewall: Logging und Accounting der Internet-Aktivitäten Unterschiedliche Rechtevergabe an einzelne Mitarbeiter Bessere datenschutzrechtliche Kontrolle Hilfe bei der Durchsetzung von Sicherheitsrichtlinien Virus-/Java-/ActiveX Filter

20 Firewalls Eine Firewall ist mehr als nur ein Rechner oder ein Stück Software Zu einer Firewall gehören z.b.: Sicherheitsrichtlinien (Security Policy) Paketfilter Circuit Level Gateways Application Level Gateways Fortgeschrittene Authentisierungsmaßnahmen

21 Paketfilter Regeln basieren auf Protokollen, IP Adressen, Port Nummern und Richtung des Verbindungsaufbaus Kann jeder Router TCP / UDP IP / ICMP INTERNET Rules Port-Numbers IP-Addresses LAN Firewall

22 Application Gateway / Proxy Server Regeln basieren auf Diensten, Benutzerauthentisierung, Zielen und Richtung Proxies / Relays ftp-proxy telnet-proxy http-proxy smtp-relay dns-relay TCP / UDP IP / ICMP INTERNET Rules User-Permissions Port-Numbers IP-Addresses LAN Firewall

23 Proxy Server Proxy Server Real Server TCP / UDP IP Proxy Client External Host Rules User-Permissions Port-Numbers IP-Addresses Internal Host Firewall

24 Circuit Level Gateways Real Server Client TCP Server IP Real Client External Host Rules (User-Permissions) Port-Numbers IP-Addresses Firewall Internal Host

25 Vor- und Nachteile einzelner Ansätze Paket Filter In vielen Routern verfügbar + Vollständig transparent, unabhängig vom Benutzer + Keine user-basierte Authentifizierung - Schlechte Logging Möglichkeiten - Filter Regeln oft schwer festzulegen - Manche Protokolle lassen sich schlecht filtern (z.b. ftp, http) Besser: stateful packet filter - Keine Interpretation des Datenstroms 25

26 Vor- und Nachteile einzelner Ansätze Application Layer Gateways Was nicht explizit erlaubt wurde, ist verboten + Authentifizierung mit Username und Passwort möglich + Authentifizierung für jeden Benutzer getrennt festlegbar + Interpretation von Kommandos und des Datenstroms möglich + Detailiertes Logging + Filter Regeln komfortabel festlegbar - Der Verbindungsaufbau ist für den Benutzer nicht transparent - Für jeden Dienst wird ein eigener Proxy Server benötigt 26

27 Vor- und Nachteile einzelner Ansätze Circuit Level Gateways + Praktisch keine Unterweisung der Benutzer notwendig + Nur ein Proxy Server für alle genutzten Dienste + Komfortable Beschreibung der Filter Regeln + Logging Möglichkeiten besser als bei Paketfilter - Keine Benutzer Authentifizierung - Keine Interpretation des Datenstroms 27

28 Firewall Architekturen Packet Filtering Router Screened Host Dual-homed Host Screened Subnet

29 Packet Filtering Router Internet IP Packet Filtering Router Firewall

30 Screened Host Firewall Application Gateway De-Militarized Zone (DMZ) Internet Screening Router

31 Dual Homed Host Internet Dual-homed Host Firewall

32 Screened Subnet Firewall Application Gateway De-Militarized Zone (DMZ) Internet Exterior Router Interior Router

33 Offene Probleme Eingeschränkter Zugriff legitimer Benutzer Kein Schutz vor Insider-Attacken Keine Kontrolle von Hintertüren (z.b. Modems, WLANs, ) evtl. Akzeptanzprobleme

34 IP Tables Paketfilter-Architektur von Linux netfilter: beliebige Manipulationen von Netzwerk-Paketen im Linux-Kernel z.b. neue Header hinzufügen/entfernen MANET Routingprotokolle iptables: Basiert auf Netfilter Pakete filtern (Firewall) Network Address Translation (NAT, Masquerading) Pakete modifizieren ( mangle )

35 Architektur Interface (eth0, ppp0, ) PREROUTING mangle, nat An lokalen Proz.? INPUT mangle, filter Lokaler Prozess FORWARD mangle, filter OUTPUT mangle, nat, filter <CHAIN> <tables> POSTROUTING mangle, nat Interface (eth0, ppp0, )

36 IP Tables Chains: wann wird gefiltert? PREROUTING: alle eingehenden Pakete INPUT: Pakete an diesen Host OUTPUT: Pakete von diesem Host FORWARDING: Pakete, die nur weitergeleitet werden POSTROUTING: alle ausgehenden Pakete User-defined Chains Tables: wie wird gefiltert? filter: Firewall Funktion nat: Network Address Translation mangle: Veränderungen an Paketen, z.b. für QoS

37 IP Tables Kommando iptables Zur Manipulation der Kernel Tabellen iptables [-t table] <command> <chain> <match> -j <target> <command>: Hinzufügen, Löschen, von Regeln <chain>: Welche Chain ist betroffen? <match>: Für welche Pakete gilt die Regel? <target>: Was passiert mit diesen Paketen?

38 IP Tables <command> -A add, -I insert, -D delete, -L list, -F flush <chain> PREROUTING, INPUT, OUTPUT, FORWARD, POSTROUTING <match> -s <ip>, -d <ip>, -sport <port>, -dport <port>, -p <prot>, -i <if> Erweiterbar mit Modulen (-m <module>) <target/jump> filter: ACCEPT, DROP, REJECT, LOG nat: SNAT, DNAT, MASQUERADE mangle: TOS, TTL, MARK Eigene chains weitere Targets (REDIRECT, QUEUE, ULOG, )

39 IP Tables Module state: Statefull Inspection NEW, ESTABLISHED, RELATED, INVALID owner: Filter auf Prozessbesitzer limit: Ratenlimits iplimit: Limitiert Zahl der parallelen Verbindungen string: Filter auf Nutzdaten quota: Filter auf Datenmenge mac: MAC Adressen tos: Type of Service ttl: Time to Live viele weitere auch eigene Module möglich

40 IP Tables Beispiele iptables F INPUT iptables P INPUT DROP iptables -A INPUT -s /24 -j DROP iptables -A INPUT -p tcp --dport 1:1023 -j DROP iptables -A INPUT -d! /24 -j DROP iptables -A FORWARD -m state --state NEW -i eth0 -j ACCEPT iptables -A FORWARD -m state --state ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT iptables -A OUTPUT -m state --state NEW, ESTABLISHED,RELATED -j ACCEPT iptables -A INPUT -m state --state ESTABLISHED, RELATED -j ACCEPT iptables -A OUTPUT -m owner --uid-owner 0 -j LOG iptables -A OUTPUT -m owner --uid-owner ftp -j DROP iptables A INPUT m limit --limit 10/second --limit-burst 20 j DROP iptables -A INPUT -p tcp --dport http -m iplimit --iplimit-above 4 -j REJECT iptables -A INPUT -p tcp --dport http -m string --string ".exe?/c+tftp" -j DROP iptables -A FORWARD -p tcp --dport 80 -m quota --quota j ACCEPT iptables -t nat -A POSTROUTING Computer Sicherheit -p TCP - SS -j 2005 MASQUERADE - F. Kargl und W. Lindner --to-ports

41 IP Tables Zu kompliziert? Firewall Builder Demo Ressourcen

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