Themenabend Mauerbau von schützenden Wänden und Tunneln

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1 Themenabend Mauerbau von schützenden Wänden und Tunneln Andreas Kretschmer Frank Becker Mirko Swillus Tibor Varkonyi Chaostreff Dresden

2 Agenda Grundlagen Internet (Film) Was sind Firewalls? Linux-Firewalls pf/openbsd Firewalls Regelgeneratoren Tunnel Seite 2 von 49

3 Grundlagen Seite 3 von 49

4 Internet Protokoll: Pakete Header Payload Pakete bestehen aus Header: Wohin, Woher, Was, andere Infos Payload: Nutzdaten Seite 4 von 49

5 IP: Schichtenmodell Application "layer 7" 4Transport 3Network 2Data Link 1Physical e.g. HTTP, FTP, DNS (routing protocols like RIP, which for obscure reasons run over UDP, may also be considered part of the network layer) e.g. TCP, UDP, RTP, SCTP (routing protocols like OSPF, which run over IP, may also be considered part of the Network layer) For TCP/IP this is the Internet Protocol (IP) (required protocols like ICMP and IGMP run over IP, but may still be considered part of the network layer; ARP does not run over IP) e.g. Ethernet, Token ring, etc. e.g. physical media, and encoding techniques, T1, E1 Seite 5 von 49

6 IP-Pakete: Der Weg durch's Netz Seite 6 von 49

7 Film Seite 7 von 49

8 Firewalls: Begriffe Router Paket Filter NAT-Gateway NAPT Application Layer Gateway / Proxies Seite 8 von 49

9 Router schickt IP-Pakete durch das Netz kann Pakete verwerfen kann Pakete zu eingestellten Hosts routen Seite 9 von 49

10 Stateless Paket Filter Quelle Ziel Application Application Transport Transport IP IP IP MAC MAC MAC MAC Physical Physical Physical Physical IP Pakete werden aufgrund Layer 3 Header gefiltert kein Zusammenhang zwischen mehreren Paketen Bsp: ACK-Telnet Daemon von THC Seite 10 von 49

11 Stateful Paket Filter Quelle Ziel Application Transport IP MAC Physical Transport IP MAC MAC Physical Physical Application Transport IP MAC Physical IP Pakete werden aufgrund Layer 3&4 Header gefiltert Paketfilter merkt sich Zustand der Verbindungen, beliebtes Bsp: ftp Seite 11 von 49

12 Stateful Protokoll Bsp: ftp Seite 12 von 49

13 Application Layer Gateway / Proxy Quelle Proxy Ziel Application Transport IP MAC Physical Application Transport IP MAC MAC Physical Physical Application Transport IP MAC Physical Proxy spricht Layer 7 - Protokoll Proxy übernimmt stellvertretend für Quelle Kommunikation mit Ziel optional, erzwungen oder transparent möglich (TRACE für Web) Seite 13 von 49

14 NAT / NAPT / Masquerading Private RFC 1918 Adressen (nicht im Internet geroutet) Masquerading: alles hinter einer IP versteckt NAT: Network Adress Translation NAPT: Network and Port Translation Application Transport IP MAC Physical Transport IP :25 IP :22 MAC MAC Physical Physical Application Transport IP MAC Physical Seite 14 von 49

15 Bridging vs. Routing Firewall Quelle Ziel Application Transport IP MAC Physical IP: Routing Firewall MAC: Bridging Firewall Physical Physical Application Transport IP MAC Physical Unterschiedlicher Netzwerklayer Vorteil von Bridging FW: transparent (da auf MAC) Seite 15 von 49

16 Layer 7 Classifier Reguläre Ausdrücke auf Layer 7 um Protokolle zu erkennen besteht aus: Kernel Patch netfilter/iptables Patch Reguläre Ausdrücke zur Protokoll-Klassifikation Seite 16 von 49

17 Firewall Design Principles Building Internet Firewalls (O'Reilly, 2 nd edition, 2000) geringste Privilegien (least Privileges) Keep It Simple Stupid Defense in Depth / Diversity of Defense: Verlasse Dich nie auf nur einen Mechanismus! Verlasse Dich nie auf nur ein System! Choke Point: alles muss durch die Firewall ein System für eine Aufgabe Fail-Safe (Was ist im Fehlerfall?) Grundregel: alles verboten, explizit Traffic erlauben Seite 17 von 49

18 Mauerbau::von schützenden Mauern und Tunneln <<</>> Firewall Netzwerk-Layout Internet Web externe DMZ Proxy interne DMZ internes LAN Seite 18 von 49

19 Personal Firewalls Rundumschutz auf Desktoprechnern Meinungen? Seite 19 von 49

20 Firewall Tests Portscanner: versucht sich auf alle Ports zu verbinden (und mehr) TCP UDP Standard: nmap man nmap Seite 20 von 49

21 netfilter/iptables Andreas Kretschmer Seite 21 von 49

22 Der Paketfilter pf tibyr Seite 22 von 49

23 Hot-Standby Firewall mit carp/pfsync unter OpenBSD Seite 23 von 49

24 Redundante Firewalls mit OpenBSD Motivation: Wenn eine Firewall (Choke Point) ausfällt, ist das Netz weg; single point of failure zweite Kiste hot-standby aufstellen (muss automatisch umschalten) States der Regeln müssen auf allen Cluster-Mitgliedern gleich synchronisiert sein Upgrades möglich ohne Service-Unterbrechung Lösung mit carp (seit OpenBSD 3.5) und pfsync (seit OpenBSD 3.3) FreeX Ausgabe: 4' 2004 Seite 24 von 49

25 Prinzip Seite 25 von 49

26 Tools: CARP Common Address Redundancy Protocol (IP 112) Wie alle Hosts teilen sich virtuelle IP-Adressen (VIP) eine gemeinsame MAC für diese IP-Adressen Master sendet kontinuierlich Advertisements Wenn Slave keine Advertisements mehr hört, übernimmt er und sendet sie selbst Preemption: Verbindungen auf einer vorbestimmten Firewall IPv6: ja arpbalance: load-balancing mögl. (jeder host eine MAC) Seite 26 von 49

27 Tools: pfsync PFSYNC Protokoll (IP 240) states einfügen, update und löschen jede FW sendet multicasts Achtung: wegen Geschwindigkeit keine Authentifizierung oder Verschlüsselung der Pakete -> Eigenes physikalisches Netz verwenden (oder evtl. Tunnel)!! Sync-Traffic linear zu Verbindungen Seite 27 von 49

28 einfaches Beispiel VIP ext Firewalls VIP int Seite 28 von 49

29 Failover Seite 29 von 49

30 Skalierbarkeit kein Host-Limit im Protokoll Tests: 4 Hosts, gemischt: i386, Sprarc, Sparc64, AMD64 -> keine Session verloren gegangen in 4 Tagen Test 2x PCs in Wochen keine Probleme Seite 30 von 49

31 Firewall-Rule Generatoren Seite 31 von 49

32 Firestarter Personal Firewall für Linux Seite 32 von 49

33 FWBuilder GUI für: Linux WinXP Cisco PIX OpenBSD pf auch für Win verfügbar Seite 33 von 49

34 Shorewall Mechko Seite 34 von 49

35 Tunnel Das Internet ist fehlertolerant. Filter wertet es als Fehler und arbeitet um diese herum. weissnichtvonwemdaswar Seite 35 von 49

36 Tunnel Nutzdaten in gestattetes Kommunikaitons- Protokoll einbetten kreativer Umgang mit Protokollen Bsp: HTTPS/Connect - ACK Tunnel HTTP - DNS SSH - ICMP Seite 36 von 49

37 Tunnel allgemein Quelle Ziel Application Application L7 Data L7 Data Transport Transport IP IP IP MAC MAC MAC MAC Physical Physical Physical Physical Seite 37 von 49

38 Connect:// durch den Web-Proxy HTTPS nutzt CONNECT host.tld:port verschlüsselte Ende zu Ende Verbindung: Proxy kann nicht in Pakete reinsehen d. h. kleiner Wrapper, der vorher noch CONNECT sagt Software: Putty OpenSSH:.ssh/config ProxyCommand /usr/local/bin/proxytunnel -g proxy -G 3128 \ -d ziel -D 443 $SUCHMASCHINE (z. B. stunnel, proxytunnel) PPP over SSH Howto (Achtung vermeide TCP over TCP) Seite 38 von 49

39 HTTP-Tunnel Client redet mit Server http (GET, POST...) Übertragen wird überlagertes Protokoll z. B.: ssh, PPP, http ;) Software: GNU httptunnel (nur eine Verbindung möglich) Advanced HTTP-Tunnel: verstecken des Datenstromes in HEAD Zeilen Shell über Web (Java, CGI, PHP, Perl) PPP,SSH... HTTP Transport IP MAC Physical Seite 39 von 49

40 GNU httptunnel: Beispiel Server: hts -w -F localhost:22 80 Client: htc -F P proxy:74 -B64k server:80 ssh localhost -p 1234 Proxy: TCP_MISS/ GET - DIRECT/ text/html ALLOW tcpdump: GET HTTP/1.1 Host: server:80 Connection: close HTTP/ OK Content-Length: Pragma: no-cache Cache-Control: no-cache, no-store, must-revalidate Expires: 0 Content-Type: text/html X-Cache: MISS from proxy X-Cache-Lookup: MISS from proxy:74 Proxy-Connection: close..'ssh-2.0-openssh_3.8p1 Debian 1:3.8p1-3.. `...\..ÇÈÀœÁó.UÁ.Û3Xjè*...=diffie- Seite 40 von 49

41 Beispiel: PHPShell Seite 41 von 49

42 SSH Port-forwarding Wenn Firewall nur auf Layer 3 arbeitet Bsp: ssh -2 -N -f -L3306:localhost: Protokoll in Version 2 -N kein Kommando remote ausführen -f ssh im den Hintergrund schicken -L localport:zielhost:zielport Remote Port-forwarding: man ssh Seite 42 von 49

43 ICMP-Tunnel Identifier and Sequence number ICMP-Pakete haben einen Data-Bereich der ist meist ungenutzt... Guess u got it. Mehr zu icmp: RFC 792 Software: - icmptunnel (kompiliert nicht mehr) - itunnel (Proof of concept, siehe Bsp.) Seite 43 von 49

44 itunnel: Beispiel Ziel-Host it quell-host Quell-Host it zielhost < Makefile Seite 44 von 49

45 ACK Tunnel TCP 3-Wegehandshake Stateless Firewalls müssen ACKs durchlassen D. h. Server-SW muss auf ACKs warten. Win-Implementation syn sent established SYN SYN/ACK ACK listen syn received established Linux/iptables State-connection tracking, aus Iptables Tutorial, Chapter 4 Seite 45 von 49

46 DNS-Tunnel Server: bekommt DNS-Anfragen mit im Namen eingebetteten Daten (Bsp: 3l33thax0r.alien8.de) Client: bekommt in TXT-Resource-Record Feldern Daten benötigt also authoritive Nameserver ca. 4 kb/s Seite 46 von 49

47 DNS-Tunnel: nstx-test Server (mit tun ethertap-dev): modprobe tun./nstxd tunnel.alien8.de ifconfig tun DNS Zone-File für alien8.de: tunnel IN NS Client (mit tun ethertap-dev):./nstxcd tunnel.alien8.de (LAN-DNS Server) ifconfig tun ping Seite 47 von 49

48 DNS-Tunnel: nstx-test Seite 48 von 49

49 Links Placing Backdoors through Firewalls: Heise Security: Schleichpfade Firewall Tunnel, Kaichuan He (http://www.employees.org/~hek2000/index.html) GNU HTTP Tunnel, Lars Brinkhoff (http://lars.nocrew.org) HTTP Tunnel in Java, Gokul Singh Zebedee Secure Tunnel, Neil Winton desproxy, Miguelanxo Otero Salgueiro nstx, Florian Heinz Julien MailTunnel 0.2 (parrot), Magnus Lundström Loki, daemon9 icmptunnel 0.1.3, Magnus Lundström AckCmd, Arne Vidstrom FTP-tunnel, Dhiraj Bhuyan Gray-World NET Team, Tools: itunnel: Protokolle: Wissen: ; iptables/netfilter: Placing Backdoors Trhough Firewalls: TIS firewall toolkit: Vom Menschen zum Unix-Hacker: (und alles von www-reverse shell: Web-Shell: Shell-in-a-box: CGI-Shell: PHPShell: Linux Advanced Routing and Traffic Control: Die Maus erklärt das Internet: Warriors of the Net (Film): Witzige Einführung zu Linux-Firewall, Ethernet, DNS,...: The Network mapper: corkscrew TCP (e. g. ssh) through web-proxies: crywrap: OpenBSD: Der OpenBSD Paketfilter pf: Firewall Failover with pfsync and CARP: Seite 49 von 49

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