從攻擊規(guī)避檢測(cè)技術(shù)看IPS的安全有效性-基礎(chǔ)電子

精品文檔-下載后可編輯從攻擊規(guī)避檢測(cè)技術(shù)看IPS的安全有效性-基礎(chǔ)電子根據(jù)業(yè)內(nèi)市場(chǎng)咨詢機(jī)構(gòu)IDC的顯示，國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)市場(chǎng)已形成了群雄割據(jù)的局面，僅進(jìn)入IDC市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)名錄的企業(yè)就有14家之多。眾說(shuō)紛紜的入侵防護(hù)產(chǎn)品技術(shù)讓人難辨良莠，孰優(yōu)孰劣，市場(chǎng)需要一把可以適度*價(jià)的標(biāo)尺。

“安全、高速、易于部署”，這是國(guó)際安全產(chǎn)品測(cè)*機(jī)構(gòu)——NSSLabs在*價(jià)一款I(lǐng)PS產(chǎn)品時(shí)，認(rèn)為其應(yīng)該具備的三種能力。也就是說(shuō)，NSSLabs的們?cè)诮ㄗh企業(yè)客戶選擇IPS時(shí)，雖然要充分考慮產(chǎn)品的性能、部署能力及TCO（TotalCostofOwnership，總體擁有成本）等各項(xiàng)指標(biāo)，但仍將安全有效性指標(biāo)排在首位。

本文主要從“安全有效性”角度，以攻擊規(guī)避流量檢測(cè)為例，描述IPS產(chǎn)品所面臨的挑戰(zhàn)，以及相應(yīng)的解決思路。

一、從攻擊規(guī)避檢測(cè)技術(shù)看IPS的安全有效性

眾所周知，為了提高產(chǎn)品的攻擊檢測(cè)效率，IPS一般采用特征檢測(cè)、異常檢測(cè)和關(guān)聯(lián)分析等多種技術(shù)手段，以降低產(chǎn)品的誤報(bào)率和漏報(bào)率。特征檢測(cè)技術(shù)主要用于識(shí)別和定位各類已知威脅，異常檢測(cè)方法則通常集成針對(duì)協(xié)議、應(yīng)用和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的異常檢測(cè)技術(shù)，能夠保護(hù)企業(yè)信息系統(tǒng)免受未知攻擊的侵害，包括新的蠕蟲、蓄意的隱性攻擊、新環(huán)境下的攻擊變種，以及分布式D.DoS攻擊流量。

攻擊規(guī)避技術(shù)是眾多蓄意隱性攻擊中應(yīng)用范圍廣，有效的一類技術(shù)。當(dāng)攻擊者發(fā)現(xiàn)被攻擊目標(biāo)正受到IPS等產(chǎn)品保護(hù)時(shí)，攻擊者往往會(huì)根據(jù)攻擊目標(biāo)的協(xié)議特性或漏洞，對(duì)攻擊方式或攻擊內(nèi)容進(jìn)行精心調(diào)整，進(jìn)而逃避IPS等產(chǎn)品的檢測(cè)。

應(yīng)用了規(guī)避技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)攻擊，會(huì)給企業(yè)帶來(lái)不容忽視的安全威脅，如果不能對(duì)其進(jìn)行正常、有效的處理，這類攻擊會(huì)使得IPS產(chǎn)品形同虛設(shè)，將用戶的網(wǎng)絡(luò)資源暴露于攻擊者面前，從而降低用戶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全性，增加用戶資產(chǎn)遭受損失的風(fēng)險(xiǎn)。

二、常見的攻擊規(guī)避技術(shù)分析

攻擊規(guī)避一般也叫做攻擊逃逸，攻擊者通過(guò)對(duì)攻擊數(shù)據(jù)包的精心定制和偽造，企圖繞開IPS此類產(chǎn)品的檢測(cè)。目前比較流行的攻擊規(guī)避技術(shù)包括：數(shù)據(jù)包分片、數(shù)據(jù)流分隔、RPC分片、URL混淆，以及攻擊負(fù)載的多態(tài)和混淆等。下面將針對(duì)幾種主流的協(xié)議和應(yīng)用逃避技術(shù)，分別進(jìn)行較為詳細(xì)的介紹和分析。

（一）TCP/IP協(xié)議規(guī)避技術(shù)

TCP/IP協(xié)議的抗規(guī)避處理難點(diǎn)主要集中在TCP協(xié)議上。TCP協(xié)議是端到端的復(fù)雜流式可靠傳輸協(xié)議，它的序列號(hào)、窗口，以及重傳等保障可靠傳輸?shù)臋C(jī)制，會(huì)給IPS的檢測(cè)帶來(lái)很大困難，IPS只能被動(dòng)地跟蹤通信雙方的數(shù)據(jù)及狀態(tài)變化，通過(guò)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)流重組以進(jìn)行檢測(cè)。

IPS必須內(nèi)置TCP狀態(tài)跟蹤及流匯聚機(jī)制，以確保對(duì)TCP會(huì)話的持續(xù)跟蹤和分析。然而在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)包順序錯(cuò)亂，報(bào)文丟失或重傳等問題，很多IPS的檢測(cè)機(jī)制就會(huì)失效，一些規(guī)避攻擊恰恰利用這個(gè)缺陷，得以繞開IPS的檢測(cè)。

歸結(jié)起來(lái)，針對(duì)TCP/IP協(xié)議的規(guī)避技術(shù)，主要包括如下幾種實(shí)現(xiàn)方式：

n通過(guò)重傳機(jī)制發(fā)送干擾數(shù)據(jù)包（TTL、校驗(yàn)和、窗口大小、序列號(hào)、標(biāo)志位、時(shí)間戳等異常的數(shù)據(jù)包）和正常數(shù)據(jù)包，在正常數(shù)據(jù)包中嵌入攻擊負(fù)載，終端的TCP/IP協(xié)議棧會(huì)丟棄干擾數(shù)據(jù)包，并將載有攻擊的正常數(shù)據(jù)匯聚起來(lái)提交給應(yīng)用程序。

n通過(guò)利用TCP協(xié)議的序列號(hào)或IP協(xié)議的片偏移機(jī)制，對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行細(xì)小劃分，并打亂發(fā)送順序（逆序，亂序）。

n利用攻擊目標(biāo)的協(xié)議棧特性，將數(shù)據(jù)以前重疊或后重疊的方式發(fā)送，例如下圖所示，Windows會(huì)傾向于先到的數(shù)據(jù)流分段，而Solaris傾向于后到的數(shù)據(jù)流分段。

在VISTA中如上所示的數(shù)據(jù)會(huì)被匯聚為“HELLO,WORLD！”，而在Solaris系統(tǒng)中會(huì)被匯聚為“HELP!,VIRUS!”，這就要求IPS產(chǎn)品不僅能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)完整的TCP/IP協(xié)議棧，還要能夠根據(jù)保護(hù)目標(biāo)的類型進(jìn)行重組策略的調(diào)整。

TCP/IP協(xié)議的規(guī)避技術(shù)，早在1998年發(fā)表的論文《Insertion,Evasion,andDenialofService:EludingNetworkIntrusionDetection》中就已經(jīng)被詳細(xì)的描述。然而，目前大多數(shù)的IPS產(chǎn)品仍未具備完善的數(shù)據(jù)重組能力，這給入侵成功創(chuàng)造了很大空間。

（二）RPC協(xié)議規(guī)避技術(shù)

MS-RPC和Sun/ONCRPC都允許應(yīng)用程序以分片的方式發(fā)送請(qǐng)求，這些分片在RPC服務(wù)器內(nèi)會(huì)被重新組裝成完整請(qǐng)求形式。攻擊者通過(guò)將不同程度的RPC碎片和不同的TCP傳輸機(jī)制進(jìn)行組合后，可以構(gòu)造出多種的規(guī)避方式。例如：在單TCP數(shù)據(jù)包中發(fā)送所有分片，在不同TCP數(shù)據(jù)包內(nèi)發(fā)送不同范圍的分片（如每個(gè)TCP數(shù)據(jù)包只攜帶一個(gè)RPC分片）等。

以MS08-059為例，HostIntegrationServer的RPC接口所暴露的一些方式，允許未經(jīng)的攻擊者在服務(wù)器上執(zhí)行任意程序。RPCopcodes1和6都允許攻擊者調(diào)用CreateProcess()函數(shù)并向其傳送命令行，這可能導(dǎo)致完全入侵服務(wù)器。利用這個(gè)漏洞，攻擊者可以發(fā)送如下所示的請(qǐng)求，來(lái)提升權(quán)限：

CMD/cnetuseradminadmin/ADD

為逃避檢測(cè)IPS對(duì)這種異常權(quán)限提升行為的檢測(cè)，攻擊者可以對(duì)RPC請(qǐng)求進(jìn)行分片處理，下圖是在單TCP數(shù)據(jù)段內(nèi)進(jìn)行分片后的效果：

由于特征信息被“打散”，傳統(tǒng)的基于包特征匹配的方式很難處理這種規(guī)避，要檢測(cè)該攻擊需要依據(jù)DCERPC協(xié)議對(duì)RPC分片進(jìn)行重組?？梢?，IPS不僅需要能夠?qū)Φ讓訁f(xié)議進(jìn)行解析，還需要有非常細(xì)粒度的應(yīng)用層協(xié)議處理能力。

（三）URL混淆

URL混淆通常被攻擊者用以逃避IPS產(chǎn)品的URL過(guò)濾機(jī)制，這類規(guī)避方式主要包括如下幾種：

n采用轉(zhuǎn)義符“%”將字符用16進(jìn)制表示

n采用轉(zhuǎn)義符“%u”將字符用UNICODE方式表示

n隨機(jī)插入“//”，“/./”和“\”字符

n隨機(jī)變換大小寫

n用tab符（0x09或0x0b）或回車符（0x0d）做分隔符

n加入干擾字符串

以CVE-1999-0070為例，該漏洞產(chǎn)生原因是NCSAHTTPd和早期的ApacheWebServer自帶了一個(gè)名為“test-cgi”的ShellCGI腳本，通常位于“/cgi-bin”目錄，用于測(cè)試Web服務(wù)的配置是否已經(jīng)可以正常地使用CGI腳本。test-cgi腳本的實(shí)現(xiàn)上存在輸入驗(yàn)證漏洞，遠(yuǎn)程攻擊者可能利用此漏洞遍歷主機(jī)的目錄，查看目錄下的內(nèi)容，因此檢測(cè)該攻擊的特征碼一般包含“cgi-bin/test-cgi”這個(gè)字符串，該攻擊概念驗(yàn)證（PoC）如下：

GET/cgi_bin/test-cgi?/*HTTP/1.1

對(duì)該P(yáng)oC的URL進(jìn)行混淆后可以得到如下所示的URL格式：

不幸的是這些混淆后的形式都是WEB服務(wù)器可接受的，顯然要避免這種攻擊的漏報(bào)，IPS就不能在原始URL中進(jìn)行特征匹配操作，而應(yīng)先對(duì)URL進(jìn)行恢復(fù)和整理后再進(jìn)行規(guī)則檢測(cè)等操作。

（四）FTP規(guī)避攻擊

為逃避IPS產(chǎn)品對(duì)FTP攻擊的識(shí)別與攔截，攻擊者通常在FTP命令中隨機(jī)添加一定數(shù)量的干擾字符（空格符、Telnet非文本控制符等），這些干擾字符在FTP服務(wù)器的處理過(guò)程中往往會(huì)被過(guò)濾掉。

假設(shè)參數(shù)中包含“test2”的CWD請(qǐng)求會(huì)觸發(fā)FTP服務(wù)器的某一漏洞，IPS需要先于FTP服務(wù)器正確識(shí)別CWD請(qǐng)求命令，并過(guò)濾請(qǐng)求參數(shù)中是否存在“test2”這個(gè)特征，如果IPS不能在正確解析FTP協(xié)議的同時(shí)，準(zhǔn)確的濾除干擾字符，它終看到的將是“t\xff\xf3est2”進(jìn)而導(dǎo)致漏報(bào)發(fā)生。

三、攻擊規(guī)避技術(shù)的應(yīng)對(duì)思路和策略

攻擊規(guī)避技術(shù)往往利用系統(tǒng)的協(xié)議處理缺陷，繞開正常的檢測(cè)機(jī)制，使得真正的攻擊流量能夠滲入企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，其危害之大，防范之難，正被用戶越來(lái)越關(guān)注。用戶在選擇一款的IPS產(chǎn)品時(shí)，已經(jīng)把攻擊規(guī)避的檢測(cè)能力，作為一種必備的產(chǎn)品技術(shù)要求進(jìn)行*估。然而，攻擊規(guī)避技術(shù)應(yīng)用廣泛，種類繁多，而且變種、更新速度較快，要想有效地防范這類攻擊，將面臨三大挑戰(zhàn)：

首先，IPS產(chǎn)品需要對(duì)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議有清晰的理解，具備細(xì)粒度協(xié)議解析機(jī)制和異常處理能力。各種規(guī)避技術(shù)都遵從相應(yīng)的協(xié)議規(guī)范，導(dǎo)致規(guī)避攻擊成功的原因主要是IPS的協(xié)議解碼引擎過(guò)于簡(jiǎn)單甚至存在疏漏。

其次，安全廠商需要及時(shí)跟進(jìn)各類攻擊規(guī)避技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向。當(dāng)出現(xiàn)新型的攻擊規(guī)避技術(shù)時(shí)，能夠及時(shí)透析其原理并制定有效的應(yīng)對(duì)方案。

，IPS產(chǎn)品應(yīng)該具備良好的擴(kuò)展能力。一般而言，產(chǎn)品協(xié)議解析層面的結(jié)構(gòu)變化會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)較大的影響，牽一發(fā)而動(dòng)全身。具備良好擴(kuò)展能力的引擎架構(gòu)，可以降低抗攻擊規(guī)避模塊的維護(hù)成本，縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間。

攻擊規(guī)避技術(shù)對(duì)于IPS的應(yīng)用帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，為了有效應(yīng)對(duì)此類威脅，IPS產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和開發(fā)攻擊檢測(cè)引擎的時(shí)候，必須考慮以下幾方面的因素：

n具備細(xì)粒度協(xié)議解析機(jī)制和完備的協(xié)議異?？刂平Y(jié)構(gòu)，時(shí)間對(duì)非法協(xié)議數(shù)據(jù)及時(shí)處理，杜絕安全隱患的蔓延；

n配置高效的IP數(shù)據(jù)包重組策略，能過(guò)同時(shí)處理多種模式的分片數(shù)據(jù)包；

n過(guò)濾協(xié)議異常數(shù)據(jù)的同時(shí)，積極修正、恢復(fù)正確的協(xié)議數(shù)據(jù)，限度的保障解碼過(guò)程的完整性；

n兼顧性能化，降低規(guī)避處理過(guò)程對(duì)引擎性能帶來(lái)的影響；

n盡量控制可能引入的風(fēng)險(xiǎn)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性不受影響。

為了驗(yàn)證IPS產(chǎn)品對(duì)于攻擊規(guī)避手段的抵御能力，NSSLabs的安全們?cè)凇鞍踩行浴睂ｍ?xiàng)測(cè)試中，采用了五個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，對(duì)IPS的攻擊規(guī)避檢測(cè)能力，進(jìn)行了全面（覆蓋IP，TCP，HTTP，DCERPC，SUNRPC等多種協(xié)議）且嚴(yán)格的測(cè)試。

基于強(qiáng)大且完善的協(xié)議解析引擎，以及多年以來(lái)在入侵檢測(cè)/防護(hù)領(lǐng)域的深厚技術(shù)積淀，綠盟網(wǎng)絡(luò)入侵防護(hù)系統(tǒng)（NSFOCUSNIPS）在NSSLabs的“規(guī)避測(cè)試”項(xiàng)目