Разработка программного комплекса контроля целостности объектов файловой системы сетевого оборудования

1.

Разработка программного комплекса контроля
целостности объектов файловой системы сетевого
оборудования
Выполнил:
Студент группы ИБc-141
Баранов Данил
Научный руководитель:
д.т.н., доцент, профессор кафедры ИБ
Афанасьев А.М.

2.

2
• Цель:
Обнаружение несанкционированного изменения программного обеспечения и настроек посредством
контроля целостности объектов файловой системы сетевого оборудования
• Задачи:
1.
Анализ терминологии предметной области на основе библиографического списка.
2.
Анализ номенклатуры сетевого оборудования.
3.
Анализ угроз сетевого оборудования.
4.
Анализ состава и способов работы с файловой системой сетевого оборудования
5.
Анализ подходов к контролю целостности.
6.
Анализ программных средств мониторинга сетевого оборудования.
7.
Разработка модели контроля целостности объектов файловой системы сетевого оборудования.
8.
Разработка архитектуры программного комплекса контроля целостности объектов файловой системы
сетевого оборудования.
9.
Разработка алгоритмов программного комплекса контроля целостности объектов файловой системы
сетевого оборудования.
10. Разработка интерфейса программного комплекса контроля целостности объектов файловой системы
сетевого оборудования.
11. Разработка плана проведения экспериментальных исследований.
12. Проведение экспериментальных исследований.
13. Анализ результатов экспериментальных исследований.

3.

3
Анализ сетевого оборудования по уровням модели OSI
Сетевое оборудование
Решаемые задачи
МЭ(Proxy Server)
Оптимизирует ресурсы, запрашиваемые пользователем,
убирая потенциально опасные элементы.
Позволяет ввести ограничение на доступ к обозначенным
ресурсам
Модель OSI (уровень)
Прикладной (7)
MЭ(DPI)
Контроль и фильтрация трафика, блокировка протоколов
-
-
Представления (6)
-
-
Сессионный (5)
Управляемый коммутатор
Коммутация пакетов в широковещательном домене,
Реализация функций безопасности
Транспортный (4)
Маршрутизатор
Маршрутизация между подсетями
МЭ(пакетный фильтр)
Принимает решение о том, пропускать пакет или отбросить
Неуправляемый коммутатор
Коммутация пакетов в широковещательном домене,
Сетевой (3)
Канальный (2)
Мост
Предотвращает неавторизованный доступ к сети
Повторитель / Хаб
Усиление сигнала, коммутация каналов.
Физический (1)

4.

4
Анализ распространённости по вендорам
16%
6,50%
Cisco
Huawei
HP
Juniper
Arista
Others
39,80%
4,80%
6,00%
8,10%
Sourse: International Data Corporation, 2018

5.

Анализ угроз сетевого оборудования
№ по БД
угроз
ФСТЭК
69
73
75
Угроза
Неправомерные
действия в каналах
связи
5
Объекты
воздействия
Описание (последствия)
Сетевой трафик
Угроза заключается в возможности внесения
нарушителем изменений в работу сетевых протоколов
путём добавления или удаления данных из
информационного потока с целью оказания влияния на
работу дискредитируемой системы или получения
доступа к конфиденциальной информации,
передаваемой по каналу связи.
Сетевое
Несанкционированный
оборудование,
доступ к активному и
микропрограммное
(или) пассивному
обеспечение,
виртуальному и (или)
сетевое
физическому сетевому
программное
оборудованию из
обеспечение,
физической и (или)
виртуальные
виртуальной сети
устройства
Сетевое
программное
Несанкционированный
обеспечение,
доступ к виртуальным
сетевой трафик,
каналам передачи
виртуальные
устройства
Угроза заключается в возможности изменения
вредоносными программами алгоритма работы
программного обеспечения сетевого оборудования и
(или) параметров его настройки путём эксплуатации
уязвимостей программного и (или)
микропрограммного обеспечения указанного
оборудования.
Угроза заключается в возможности изменения
вредоносными программами алгоритма работы
программного обеспечения сетевого оборудования и
(или) параметров его настройки путём эксплуатации
уязвимостей программного и (или)
микропрограммного обеспечения указанного
оборудования.

6.

Анализ организации файловой подсистемы и
расположения объектов ФС
Центральный процессор
Flash
(содержит образ
операционной
системы)
ROM
NVRAM
(содержит файл
конфигурации)
(содержит код
программы
инициализации
устройства)
RAM
(оперативная
память)
Прошивка (имена и
расширения файлов)
Настройки (файлы)
Cisco
*.bin
running-config
startup-config
vlan.dat
Huawei
*.bin
running-config
startup-config
Вендор
6

7.

Анализ способов работы с файловой системой сетевого
оборудования
7
Технология
Сложность
настройки
Безопасность
Формат вывода
Ограничения на работу
с объектами ФС
telnet
Средняя
Низкая
1.В командной строке.
2.На TFTP-сервер.
Без ограничений
Без ограничений
С ограничениями
SSH
Высокая
Высокая
1.В командной строке.
2.На TFTP-сервер.
Web (HTTP/
HTTPS)
Низкая
Высокая
1. В окне браузера.

8.

Анализ подходов к контролю целостности
8
Атрибуты контроля целостности
Имя файла
Дата изменения/создания
Размер файла
Содержимое по хэш-суммам
Анализ алгоритмов расчета хэш-сумм
Алгоритм
Длина хэшкода, бит
Размер внутреннего
блока данных, бит
Число
раундов
Скорость
Статус
Взломан (Поиск коллизий за линейное время,
атаки на базе парадокса дня рождений, атаки на
удлинение сообщения)
Взломан (Атаки на базе парадокса дня рождений,
атаки на удлинение сообщения, поиск коллизий за
линейное время)
MD5
128
128
64
Высокая
SHA1
160
160
80
Высокая
224
224
384
512
224
256
384
512
256
256
512
512
576
832
1088
1152
64
64
80
80
Средняя
Ослаблен (Атаки на удлинение сообщения)
24
Низкая
Теоретически
пониженной
(коллизионная атака)
RIPEMD-128
128
512
80
Средняя
RIPEMD-160
RIPEMD-320
ГОСТ 34.11-94
160
320
256
256
512
512
512
256
256
512
80
80
32
Средняя
Средняя
Средняя
32
Средняя
Семейство SHA2
Семейство SHA3
ГОСТ Р 34.11-2012
стойкости
Теоретически
пониженной
стойкости
(коллизионная атака)
Взломан (Атаки на удлинение сообщения)
Взломан (Атаки на удлинение сообщения)
Ослаблен
Теоретически пониженной стойкости (Reboundатаки на уменьшенном числе рандов)

9.

9
Анализ программных средств мониторинга
сетевого оборудования
Критерии
Zabbix
PRTG
Cacti
Возможность включения дополнительных плагинов
Да
Да
Да
Ограничение плагинов по функциональности
Да
Нет
Да
Возможность выгрузки файлов конфигурации
Нет
Нет
Нет
Бесплатное распространение программного обеспечения
Да
Нет
Да
Гибкая система отправки уведомлений
Да
Да
Нет
Цена, руб
0
от 103016
0
Распределенный мониторинг
Да
Да
Нет

10.

Формальная модель контроля целостности объектов
файловой системы сетевого оборудования
Контроль целостности:
Check = ൝
1, если oij = o′ij
0, если oij ≠ o′ij
Где oij − эталонный j-ый объект файловой системы устройства di , o′ik − полученный jый объект файловой системы устройства di .
Множество сетевого оборудование D = d1 , … , dk , где k – число добавленных на контроль
устройств.
di = Vendor, Model, IP, Authreq, O , где di - сетевое устройство, Vendor – вендор сетевого
оборудования, Model – модель устройства, IP – IPv4-адрес устройства, Authreq – режим
доступа к устройству (логин, пароль, пара паролей), O – множество объектов файловой
системы, поставленная на контроль.
Множество объектов контроля: Oi = Oi1 , … , Oin – объекты ФС i-ого устройства, n – число
объектов.
oij = name, length, hash , где oij – j-ый объект файловой системы i-ого устройства, name –
имя объекта ФС , length – размер объекта ФС, hash – хэш-сумма объекта ФС.
Эффективность защиты определяем по формуле: