Grundlagen: Sicherheit

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Index:
3.2 Systemanomalien
3.3 Viren
3.4 Würmer
3.5 Trojanische Pferde
3.6 Sniffer
3.7 Spoofing
3.8 Netzwerk-Scan-Techniken
3.8.2 Online-Check
3.8.3 Port-Scanning
3.8.4 Nmap
3.8.5 Betriebssystemerkennung
3.8.6 Firewalking
3.8.7 Inverse Mapping
3.9 Buffer Overflows
3.10 Denial of Service (DOS Attacken)
3.11 Distributed Denial of Service (DDOS Attacken)
3.12 Root Kits
Links


3 Bedrohungen und Schwachstellen

3.1 Einführung Bedrohungen und Schwachstellen

Zu Beginn jedes Sicherheitsprozesses steht die Schwachstellen- und Bedrohungsanalyse. Dies erfordert allerdings genaues Wissen über potentielle Gefahren. Deshalb möchten wir in diesem Kapitel eine Übersicht vermitteln.

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3.2 Systemanomalien

Um den Begriff der Systemanomalie beschreiben zu können, muss man sich über zwei Verhaltensweisen klar werden:

• 1. normales Systemverhalten:
  Alle Systemkomponenten (Hardware + Software) erfüllen die an sie gestellten Erwartungen unter bestimmten Rahmenbedingungen.
  2. anormales Systemverhalten:
  Die Abweichung vom normalen Systemverhalten bezeichnet man als anormales Systemverhalten

Schwierig gestaltet sich die Einordnung in eine dieser Kategorien, viele Nutzer können aufgrund ihrer geringen Kenntnisse zu Fehlentscheidungen gelangen. Anormales Systemverhalten ist das sichtbare Resultat von Anomalien. Anders ausgedrückt: Als Anomalien bezeichnet man Veränderungen an Hard- und/oder Software bzw. deren Konfiguration, die durchaus schwere Schäden nach sich ziehen können. Man unterscheidet Systemanomalien erster, zweiter und dritter Art:

Systemanomalien der ersten Art

Anormales Verhalten kann durch eine Vielzahl an Faktoren hervorgerufen werden. Wenn dieses Verhalten weder beabsichtigt noch spezifiziert oder gar durch gewollte Systemveränderungen hervorgerufen wurde, handelt es sich um Systemanomalien erster Art. Dazu zählen insbesondere Umwelteinflüsse wie Überspannung durch Blitzschlag oder Übertragungsfehler. Zu den Anomalien der ersten Art gehören aber auch menschliche Fehler, die zum Beispiel bei der Programmierung auftreten und durch Angreifer ausgenutzt werden können (z.B. Pufferüberläufe).

Systemanomalien der zweiten Art

Bei diesen Anomalien wurden Komponenten (Betriebssystemmodule, Softwareklassen, Bibliotheken, Hardwarekomponenten, ...) absichtlich durch zusätzliche, schädliche Funktionen erweitert. Bekannte Vertreter sind Trojanische Pferde, die das Systemverhalten nach den Wünschen des Angreifers manipulieren.

Systemanomalien der dritten Art

Aus Anomalien zweiter Art entstehen durch die Erweiterung um Funktionen zur Reproduktion Systemanomalien dritter Art. Dazu gehören Bakterien (Ausbreitung begrenzt auf lokales System), Viren und Computerwürmer.

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3.3 Viren

Ein Computervirus ist ein Stück Selbstreplizierende Software, die sich jedoch immer in ein ausführbares Wirtsprogramm oder eine Systemkomponente hineinmogelt und auf einem beschreibbaren Medium abgespeichert ist.

Viren stellen für Linux (noch) keine Bedrohung dar. Trotzdem gibt es bereits welche, und nicht nur das, man findet sogar eine Anleitung zum en Schreiben von Viren. Bekannteste Vertreter der Linux-Viren sind: Bliss, Staog, Telf, SIILOV.

Gegenmaßnahmen sind einerseits Virenscanner, z.B.

fprot: de http://www.fprot.org/
AvGate: de http://antivir.de
AMaViS Mail Scanner: en http://www.amavis.org/
InterScan VirusWall von Trendmicro: de http://de.trendmicro-europe.com/

und andererseits der Vergleich der Signaturen beim Installieren von Software, welche natürlich ausschließlich von vertrauenswürdigen Stellen stammen darf. Besonders vorsichtig sollte man als Superuser root agieren, aber das versteht sich ja von selbst.

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3.4 Würmer

Würmer sind im Gegensatz zu Viren eigenständige Programme, die sich ebenfalls selbst replizieren können. Schon vor mehr als drei Jahrzehnten traten einzelne Exemplare auf Großrechnern auf. Diese wurden liebevoll "Kaninchen" genannt, weil sie sich so schnell vermehrten. Sie reproduzierten sich im Hauptspeicher und stahlen somit anderen Nutzern wertvolle Ressourcen. Sie wurden aber auch für nützliche Zwecke wie dem Einsammeln von Informationen eingesetzt, heute würde man solche Programme dann doch lieber als Vorfahren Mobiler Agenten ansehen.

Einer der bekanntesten Schädlinge war der Morris Wurm (1988), welcher zwischen 2000 und 6000 Internetrechner lahm legte. Das war ein sehr großer Teil des damaligen Internet. Anfällig waren neben BSD-Unix-Systemen auch alle DEC-Rechner und SUN3-Systeme. Computer mit "UNIX System V" als Betriebssystem waren "nur" anfällig, wenn mit Sendmail, fingerd und rexec eine Kompatibilität zu BSD bestand. Der Entwickler des Wurmes, Robert Tappan Morris Jr, wurde zu 10.000 Dollar, 3 Jahren Haft und 400 Stunden gemeinnütziger Arbeit verurteilt. Zusätzlich musste er die 150.000 Dollar Gerichtskosten tragen.

Man sieht, dass Computerwürmer ein wesentlich größeres Gefahrenpotential als Viren darstellen, gerade auch im Hinblick auf breitbandige Internetzugänge im privaten Bereich. Einen gezielten Schutz gegen Würmer gibt es nicht, man sollte versuchen, sein System so sicher wie möglich zu gestalten und kontinuierlich Sicherheitsupdates durchzuführen.

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3.5 Trojanische Pferde

Der Begriff des trojanischen Pferdes stammt aus der griechischen Sagenwelt (Odyssee des Homer). Nach der vergeblichen Belagerung der Stadt Troja boten die Griechen ein riesiges hölzernes Pferd als Friedensgeschenk an. Nachdem dieses Holzpferd in die Stadt geschafft worden war, sprangen aus dem Inneren des Pferdes dutzende Soldaten und griffen die Stadt aus dem Hinterhalt an. Nur so gelang es den Griechen die Stadt zu erobern.

Genauso hinterhältig sind trojanische Pferde im Computerbereich. In durchaus nützliche Programme (wie z.B. lsmod) werden schädliche Funktionen eingebaut und durch den getäuschten Benutzer selbst aktiviert. Dabei muss der Schaden nicht gleich im Zerstören von Daten liegen, manchmal wird auch einfach nur die Ausgabe wichtiger Informationen unterdrückt. Einige Trojanische Pferde nisten sich direkt im Kernel ein (als Modul) und könnten mit lsmod sichtbar gemacht werden. Um dies zu verhindern, manipulieren trojanische Pferde das Programm lsmod derart, dass es den Eindringling nicht anzeigt.

Es gibt dutzende Varianten, die hier niemals alle behandelt werden können. Als Schutzmaßnahmen kommen vor allem Einbruchserkennungssysteme zum Einsatz, insbesondere Hostbasierte Intrusion Detection Systeme. Des weiteren sollte man ausschließlich vertrauenswürdige Software installieren und vorher die digitale Signatur (Fingerprint) vergleichen.

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3.6 Sniffer

Als Sniffer bezeichnet man ein Programm (oder ein Gerät), welches den Netzwerkverkehr abhört, protokolliert und in einer menschenlesbaren Form ausgibt. Gefährlich sind Sniffer vor allem beim Austausch von unverschlüsselten Nachrichten wie Passwörtern, Kreditkartennummern und vertraulichen Dateien.

Sniffer nutzen den Promiscuous Mode einer Netzwerkschnittstelle und empfangen so alle auf dem Netz übertragenen Daten, egal für wen diese bestimmt sind. Weder Sender noch Empfänger merken etwas von dieser Spionage.

Sicherheitsmaßnahmen: Vertrauliche Daten wie Kennwörter oder Kreditkartennummern sollten stets über verschlüsselte Verbindungen übertragen werden (https, ssh). Durch sichere Netzwerktopologien (z.B. durch Trennung der Netzwerksegmente mittels Router, Switch, Bridge) und den Einsatz von Paketfiltern zur logischen Trennung kann man das Blickfeld eines potentiellen Sniffers stark einschränken. Um einen Sniffer ausfindig zu machen, fragt man an allen Rechnern des Netzwerkes den Status der Netzwerkkarte mit ifconfig ab. Das ist die einfachste Lösung. Es gibt aber auch AntiSniffer Werkzeuge wie beispielsweise en SniffDet, oder kommerzielle Produkte wie AntiSniff.

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3.7 Spoofing

Unter Spoofing versteht man das Erschleichen von Vertrauen unter Vorgabe einer falschen Identität. Im Computerbereich unterscheidet man:

• IP-Spoofing (Vorgabe einer falschen IP-Adresse)
  Gegenmaßnahme: Paketfilter
• DNS-Spoofing (Einstreuen einer falschen IP-Namenszuordnung ins DNS-Kommunikationssystem - Cache pollution)
  Gegenmaßnahme: digitale Unterschriften beim Austausch von DNS-Einträgen
• ARP-Spoofing (Einstreuen einer falschen IP-MAC-Adressenzuordnung im Ethernet; Überschreiben durch Push-Technik)
  Gegenmaßnahme: Ersetzen des ARP-Cache durch eine in einer Datei gespeicherten Liste
• RIP-Spoofing (Umleiten der Datenströme durch Einstreuen falscher Routing-Informationen)
  Gegenmaßnahme: Setzen des entsprechenden Kernelparameters
• WWW-Spoofing (URL Rewriting, man in the middle attack)
  Gegenmaßnahme: Kontrolle der Zertifikate verschlüsselter Verbindungen

Der bekannteste Fall ist wohl die Kevin Mitnick Attacke, die 1994 auf das Netz des Sicherheitsexperten Tsutomu Shimumura stattfand. Mitnick begann seinen Angriff mit mehreren Verbindungsanfragen an den rlogin Port des Servers seines Opfers, diese Anfragen besaßen allerdings gefälschte interne IP-Adressen. Aufgrund dieser Last brach der Server zusammen. Nachdem Kevin Mitnick die TCP-Sequenznummerngenerierung analysiert hatte, konnte er unter Vorgabe der Identität des zusammengebrochenen Servers eine TCP-Verbindung aufbauen und den Zugang für zukünftige Angriffe weit öffnen.

Kevin Mitnick wurde verhaftet und bekam 1999 eine Haftstrafe von 48 Monaten (er saß aber schon zu diesem Zeitpunkt mehrere Jahre in Untersuchungshaft). Im Januar 2000 wurde er mit der Auflage entlassen, dass er drei Jahre lang (also bis Januar 2003) weder Computer noch Mobiltelefon oder ähnliche Gerätschaften benutzen durfte.

Spoofing ist ein wichtiger Bestandteil der meisten Einbruchsversuche. Durch die Angabe einer falschen Identität können fremde Verbindungen entführt (Hijacking) oder beendet werden, und das Nachvollziehen eines Einbruchs / Einbruchversuchs gestaltet sich äußerst schwierig. Deshalb wird dieses Thema zukünftig in einem gesonderten Kapitel behandelt werden.

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3.8 Netzwerk-Scan-Techniken

3.8.1 Netzwerk-Scan-Techniken Allgemeines

Als Scanning bezeichnent man den Versuch, möglich viele oder gar alle Rechner eines Netzwerkes zu verifizieren. Dies beinhaltet vor allem auch die Bestimmung der darauf laufenden Dienste. Folgende Informationen sind Ziel eines solchen Angriffs:

• IP-Adressen von Rechnern (die ans Internet angeschlossen sind)
• TCP/UDP Portnummern
• Systemarchitektur (x86, PowerPC, Sparc)
• Betriebssystem (Kernelversion, Windowsversion)

Dem geht meist die Erstellung eines System- oder Netzwerkprofiles voraus, in dem allgemeine Informationen wie geographischer Standort, Namen, Telefonnummern, IP-Adressen (Bereiche) und Dienste wie DNS-Server, Mail-Server oder Web-Server festgehalten werden.

Security Scanner bieten feinere Techniken zum Ausspionieren sicherheitsrelevanter Informationen eines Systems. Zu den damit gewonnenen Informationen zählen zum Beispiel:

• Benutzer- und Gruppennamen
• Schwachstellen, welche ausgenutzt werden können
• Routing-Tabellen
• SNMP-Informationen

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3.8.2 Online-Check

Das Ziel dieses Angriffes besteht darin, herauszufinden, welche Rechner des Opfernetzwerkes (eines bestimmten IP-Bereiches) gerade aktiv sind. Dies ist möglich durch

• ICMP-Echo-Anfragen (Ping, Broadcast)
• UDP /TCP Sweeps

Beides kann durch Kernelparameter bzw. Paketfilter verhindert werden.

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3.8.3 Port-Scanning

Wenn nach einem erfolgreichen Online-Check die aktiven Rechner bekannt sind, wird der Angreifer meist die angebotenen Dienste mittels Port-Scanning ermitteln. Dazu bedient er sich oftmals der TCP SYN Scan Methode, bei der eine TCP-Verbindung nur angefragt aber nicht aufgebaut wird. Deshalb sind solche Attacken nur schwer zu finden und werden sehr selten in Logfiles protokolliert. Eine "Weiterentwicklung" sind die so genannten Stealth Scans, die auch Paketfilter passieren und trotzdem im Netzwerkverkehr unentdeckt bleiben. Sie missachten einfach das Three Way Handshake Protokoll und interpretieren die Antworten der Opferrechner. Zu den Stealth Attacken gehören:

• XMAS Scan
• Null Scan
• Syn/Ack Scan
• Fin Scan

Port-Scans können durch Port-Scan-Detektoren erkannt werden, zu den wichtigsten zählen: Scanlogd , PortSentry
Natürlich gibt es auch wieder Möglichkeiten, diese Detektoren zu umgehen, darauf wollen wir an dieser Stelle nicht eingehen. Einen Hinweis zum Schluss: Theoretisch kann ein Angreifer einen Port-Scan-Detektor dazu benutzen, durch einen gefälschten Scan-Angriff (Vortäuschung eines Angriffs vom Gateway-Rechner --> Spoofing) den Opferrechner vom externen Netz zu trennen.