Đồ án Nghiên cứu và chứng minh cách phát hiện có tấn công sniffer trong mạng Lan (Window)

92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 Giáo viên hướng dẫn : Võ Đỗ Thắng Nhóm thực hiện : 0512253 Bùi Xuân Phong 0512213 Phan Bảo Lộc 0512211 Hứa Thắnng Lộc 0512205 Nguyễn Kinh Luân 0512187 Quách Minh Khánh Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 1 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 Contents I. Các khái niệm căn bản về Sniffer. ................................................................................... 3 1.2 Sniffer được sử dụng như thế nào ? ........................................................................... 3 1.3 Quá trình Sniffer được diễn ra như thế nào ? ............................................................. 4 1.4 Địa chỉ Ethernet MAC là gì ? ..................................................................................... 5 1.4.1 Giới thiệu : ........................................................................................................... 5 1.4.2 Chi tiết về đỉa chị Ethernet MAC : ...................................................................... 5 II Các phương pháp phát hiện Sniffer trên hệ thống mạng : ............................................... 5 2.1 Phương pháp dùng Ping: ............................................................................................ 6 2.2 Phương pháp sử dụng ARP: ....................................................................................... 7 2.3 Phương pháp sử dụng DNS : ...................................................................................... 7 2.4 Phương pháp Source-Route : ..................................................................................... 8 2.5 Phương pháp giăng bẫy (Decoy) :.............................................................................. 9 2.6 Phương pháp kiểm tra sự chậm trễ của gói tin (Latency) : ........................................ 9 III Phương pháp ngăn chặn Sniffer trên hệ thống mạng : ................................................... 9 3.1 Các hệ thống mạng có nguy cơ Sniffer : .................................................................... 9 3.2 Các giao thức có nguy cơ Sniffer: ............................................................................ 10 3.3 Phương pháp ngăn chặn Sniffer dữ liệu ? ................................................................ 10 3.4 Phương pháp ngăn chặn Sniffer Password : ............................................................ 12 3.5 Phương pháp ngăn chặn Sniffer trên thiết bị phần cứng : ........................................ 12 3.6 Một số thuật ngữ : .................................................................................................... 13 IV Chương trình XARP : ................................................................................................... 15 4.1 Giới thiệu : ............................................................................................................... 15 4.2 Giao diện chương trình : .......................................................................................... 15 4.3 Các mức bảo mật trong XARP : .............................................................................. 16 4.4 Demo phát hiện tấn công ARP Poisoning : .............................................................. 17 Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 2 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 I. Các khái niệm căn bản về Sniffer. 1.1 Đôi nét về Sniffer :  Khởi đầu Sniffer là tên một sản phẩm của Network Associates có tên là Sniffer Network Analyzer.  Sniffer được hiểu đơn giản như là một chương trình cố gắng nghe ngóng các lưu lượng thông tin trên môi trường mạng máy tính.  Những giao dịch giữa các hệ thống mạng máy tính thường là những dữ liệu ở dạng nhị phân (Binary). Bởi vậy để nghe lén và hiểu được những dữ liệu ở dạng nhị phân này, các chương trình Sniffer phải có tính năng được biết như là sự phân tích các nghi thức (Protocol Analysis), cũng như tính năng giải mã (Decode) các dữ liệu ở dạng nhị phân để hiểu được chúng.  Trong một hệ thống mạng sử dụng những giao thức kết nối chung và đồng bộ. Bạn có thể sử dụng Sniffer ở bất cứ Host nào trong hệ thống mạng của bạn. Chế độ này được gọi là chế độ hỗn tạp (promiscuous mode). 1.2 Sniffer được sử dụng như thế nào ?  Sniffer thường được sử dụng vào 2 mục đích : o Một công cụ giúp cho các quản trị mạng theo dõi và bảo trì hệ thống mạng của mình. o Một chương trình được cài vào một hệ thống mạng máy tính với mục đích đánh hơi, nghe lén các thông tin trên đoạn mạng này...  Một số tính năng của Sniffer : Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 3 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 o Các Hacker sử dụng để bắt tên người sử dụng (Username) và mật khẩu không được mã hoá (Clear Text Password) trong hệ thống mạng của bạn. o Giúp các nhà quản trị theo dõi các thông tin dữ liệu trên đường truyền. Họ có thể đọc và hiểu được ý nghĩa của những dữ liệu đó. o Giúp các nhà quản trị giám sát lưu lượng của hệ thống qua đó các quản trị viên có thể phân tích những lỗi đang mắc phải trên hệ thống lưu lượng của mạng.  Ví dụ như : Tại sao gói tin từ máy A không thể gửi được sang máy B... etc o Một số công cụ Sniffer còn có thể tự động phát hiện và cảnh báo các cuộc tấn công đang được thực hiện vào hệ thống mạng mà nó đang hoạt động (Intrusion Detecte Service). Các Sniffer giúp ghi lại thông tin về các gói dữ liệu, các phiên truyền… Phục vụ cho công việc phân tích, khắc phục các sự cố trên hệ thống mạng. 1.3 Quá trình Sniffer được diễn ra như thế nào ?  Công nghệ Ethernet được xây dựng trên một nguyên lý chia sẻ. Theo khái niệm này thì tất cả các máy tính trên một hệ thống mạng cục bộ đều có thể chia sẻ đường truyền của hệ thống mạng đó. Hiểu một cách khác tất cả các máy tính đó đều có khả năng nhìn thấy lưu lượng dữ liệu được truyền trên đường truyền chung đó. Như vậy phần cứng Ethernet được xây dựng với tính năng lọc và bỏ qua tất cả những dữ liệu không thuộc đường truyền chung với nó.  Quá trình lọc được thực hiện dự trên nguyên lý bỏ qua tất cả những Frame có địa chỉ MAC không hợp lệ đối với nó. Sniffer tắt tính năng lọc này và sử dụng chế độ hỗn tạp (promiscuous mode) thì có thể nhìn thấy tất cả lưu lượng thông tin trên hệ thống mạng. Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 4 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 1.4 Địa chỉ Ethernet MAC là gì ? 1.4.1 Giới thiệu : Khi nhiều máy tính trên mạng có thể cùng chia sẻ một đường truyền. Thì bản thân mỗi máy đó phải có một thông tin nhận dạng khác nhau. Khi bạn gửi dữ liệu từ bên ngoài hệ thống mạng Ethernet bạn phải biết rõ địa chỉ nơi bạn cần gửi dữ liệu đến. Thông tin dùng để nhận dạng từng máy tính trên mạng là địa chỉ Ethernet MAC. 1.4.2 Chi tiết về đỉa chị Ethernet MAC :  MAC là một dãy 12 số Hex.  Địa chỉ MAC là một dãy số 48 bits. o 48 bits này tiếp tục được chia đôi. o 24 bit đầu tiên xác định tên hãng sản xuất Ethernet Card của bạn. o 24 bit còn lại là số hiệu Serial được gán bởi nhà sản xuất. Đảm bảo trên nguyên tắc không có 2 Ethernet Card có trùng một địa chỉ MAC. 24 bit thứ 2 còn được gọi là OUI (Organizationally Unique Identifier). o Tuy nhiên OUI có độ dài thực sự chỉ là 22 bit, 2 bit còn dư lại sẽ được sử dụng cho những mục đích khác. 1 bit được chỉ định nếu nó là địa chỉ Broadcast/Multicast (địa chỉ loan báo tin chung trên một hệ thống mạng). 1 bit còn lại được sử dụng nếu cần thiết lập lại địa chỉ cục bộ cho một Adapter. II Các phương pháp phát hiện Sniffer trên hệ thống mạng : Về mặt lý thuyết thì rất khó có thể phát hiện được sự hiện diện của các chương trình Sniffer trên hệ thống. Bởi chúng bắt và cố gắng đọc các gói tin, chúng không gây ra sự xáo trộn hay mất mát Packet nghiêm trọng nào trên đường truyền cả. Tuy nhiên trên thực tế lại có nhiều cách để phát hiện ra sự hiện diện của các Sniffer. Khi đứng đơn lẻ trên một máy tính không có sự truyền thông thì sẽ không có dấu hiệu gì. Tuy nhiên nếu được cài đặt trên một máy tính không đơn lẻ và có sự truyền thông, bản thân Sniffer sẽ phát sinh ra lưu lượng thông tin. Bạn có thể Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 5 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 truy vấn ngược DNS để tìm thông tin liên quan đến những địa chỉ IP. Sau đây là một số phương pháp để phát hiện Sniffer. 2.1 Phương pháp dùng Ping: Hầu hết các chương trình Sniffer được cài đặt trên các máy tính trong mạng sử dụng TCP/IP Stack. Bởi vậy khi bạn gửi yêu cầu đến những máy tính này, chúng sẽ phản hồi lại cho bạn kết quả. Bạn hãy gửi một yêu cầu phản hồi tới địa chỉ IP của máy tính nào đó trong mạng (máy mà bạn cần kiểm tra xem có bị cài đặt Sniffer hay không), nhưng không thông qua Adapter Ethernet của nó.  Lấy ví dụ cụ thể : 1. Bạn nghi ngờ máy tính có địa chỉ IP là 10.0.0.1, có địa chỉ MAC là 00-40-05-A4-79-32. Đã bị cài đặt Sniffer. 2. Bạn đang ở trong cùng một hệ thống mạng Ethernet mà bạn nghi ngờ có kẻ đã tiến hành Sniffer. 3. Bạn thay đổi địa chỉ MAC của bạn thành là 00-40-05-A4-79-33. 4. Bạn Ping đến địa chỉ IP và địa chỉ MAC mới. 5. Trên nguyên tắc không một máy tính nào có thể nhìn thấy có thể nhìn thấy được Packet này. Bởi Adapter Ethernet chỉ chấp nhận những địa chỉ MAC hợp lệ của chính nó. 6. Nếu bạn thấy sự trả lời từ địa chỉ mà bạn nghi ngờ không phải trên địa chỉ lọc của MAC (MAC Address Filter) trên Ethernet Card…Máy tính có địa chỉ IP 10.0.0.1 đã bị cài đặt Sniffer.  Bằng các kỹ thuật của mình các Hacker vẫn có thể né tránh được phương pháp nêu trên. Các Hacker sẽ sử dụng những MAC Address Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 6 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 ảo. Rất nhiều hệ thống máy tính trong đó có Windows có tích hợp khả năng MAC Filtering. Windows chỉ kiểm tra những byte đầu tiên. Nếu một địa chỉ MAC có dạng FF-00-00-00-00-00, thì đơn giản Windows sẽ coi nó là FF-FF-FF-FF-FF-FF. Đây là sơ hở cho phép các Hacker có thể khai thác đánh lừa hệ thống máy tính của bạn. Kỹ thuật phát hiện Sniffer đơn giản này thường được sử dụng trên các hệ thống Ethernet dựa trên Switch và Bridge. 2.2 Phương pháp sử dụng ARP:  Phương pháp phát hiện Sniffer này tương tự như phương pháp dùng Ping. Khác biệt chỗ chúng ta sẽ sử dụng những Packet ARP. Để thực hiện quá trình bạn cần gửi một Packet ARP đến một địa chỉ nào đó trong mạng (không phải Broadcast). Nếu máy tính đó trả lời lại Packet ARP bằng địa chỉ của chính nó. Thì máy tính đó đang cài đặt Sniffer ở chế độ hỗn tạp (Promiscuous Mode).  Mỗi Packet ARP đều chứa đầy đủ thông tin về người gửi và người nhận. Khi Hacker gửi một Packet ARP đến địa chỉ loan truyền tin (Broadcast Address), nó bao gồm thông tin về địa chỉ IP của bạn và địa chỉ MAC được phân giải bởi Ethernet. Ít phút sau mọi máy tính trong hệ thống mạng Ethernet đều nhớ thông tin này. Bởi vậy khi Hacker gửi các Packet ARP không đi qua Broadcast Address. Tiếp đó anh ta sẽ ping đến Broadcast Address. Lúc này bất cứ máy tính nào trả lời lại anh ta mà không bằng ARPing, anh ta có thể chụp được các thông tin về địa chỉ MAC của máy tính này bằng cách sử dụng Sniffer để chụp các khung ARP (ARP Frame). 2.3 Phương pháp sử dụng DNS :  Rất nhiều chương trình Sniffer có tính năng phân giải ngược các địa IP thành DNS mà chúng nhìn thấy (như dsniff). Bởi vậy khi quan sát Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 7 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 lưu lượng truyền thông của DNS bạn có thể phát hiện được Sniffer ở chế độ hỗn tạp (Promiscuous Mode).  Để thực hiện phương pháp này, bạn cần theo dõi quá trình phân giải ngược trên DNS Server của bạn. Khi bạn phát hiện được những hành động Ping liên tục với mục đích thăm dò đến những địa chỉ IP không tồn tại trên hệ thống mạng của bạn. Tiếp đó là những hành động cố gắng phân giải ngược những địa chỉ IP được biết từ những Packet ARP. Không gì khác đây là những hành động của một chương trình Sniffer. 2.4 Phương pháp Source-Route :  Phương pháp này sử dụng những thông tin như địa chỉ nguồn và địa chỉ đích trong mỗi Header của IP để phát hiện hành động Sniffer trên từng đoạn mạng.  Tiến hành ping từ một máy tính này đến một máy tính khác. Nhưng tính năng Routing trên máy tính nguồn phải được vô hiệu hoá. Hiểu đơn giản là làm thế nào để gói tin này không thể đi đến đích. Nếu như bạn thấy sự trả lời, thì đơn giản hệ thống mạng của bạn đã bị cài đặt Sniffer.  Để sử dụng phương pháp này bạn cần sử dụng vào một vài tuỳ chọn trong Header IP. Để Router sẽ bỏ qua những địa chỉ IP đến và tiếp tục chuyển tiếp đến những địa chỉ IP trong tuỳ chọn Source-Route của Router.  Lấy một ví dụ cụ thể : o Bob và Anna cùng nằm trên một đoạn mạng. Khi có một người khác trên cùng đoạn mạng gửi cho cô ta vài Packet IP và nói chuyển chúng đến cho Bob. Anna không phải là một Router, cho nên cô ta sẽ Drop tất cả Packet IP mà người kia muốn chuyển tới Bob (bởi cô ta không thể làm việc này). Một Packet IP không được gửi đến Bob, mà anh ta vẫn có thể trả Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 8 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 lời lại được. Điều này vô lý, vậy anh ta đã sử dụng các chương trình Sniffer. 2.5 Phương pháp giăng bẫy (Decoy) :  Tương tự như phương pháp sử dụng ARP nhưng nó được sử dụng trong những phạm vi mạng rộng lớn hơn (gần như là khắp nơi). Rất nhiều giao thức sử dụng các Password không được mã hoá trên đường truyền, các Hacker rất coi trọng những Password này, phương pháp giăng bẫy này sẽ thoả mãn điều đó. Đơn giản bạn chỉ cần giả lập những Client sử dụng Service mà Password không được mã hoá như : POP, FTP, Telnet, IMAP...Bạn có thể cấu hình những User không có quyền hạn, hay thậm chí những User không tồn tại. Khi Sniffer được những thông tin được coi là «quý giá» này các Hacker sẽ tìm cách kiểm tra, sử dụng và khai thác chúng...Bạn sẽ làm gí kế tiếp ??? 2.6 Phương pháp kiểm tra sự chậm trễ của gói tin (Latency) :  Phương pháp này sẽ làm giảm thiểu sự lưu thông trên hệ thống mạng của bạn. Bằng cách gửi một lượng thông tin lớn đến máy tính mà bạn nghi là đã bị cài đặt Sniffer. Sẽ không có hiệu ứng gí đáng kể nếu máy tính đó hoàn toàn không có gì. Bạn ping đến máy tính mà bạn nghi ngờ đã bị cài đặt Sniffer trước thời gian chịu tải và trong thời gian chị tải. Để quan sát sự khác nhau của 2 thời điểm này.  Tuy nhiên phương pháp này tỏ ra không mấy hiệu quả. Bản thân những Packet IP được gửi đi trên đường truyền cũng gây ra sự trậm trễ và thất lạc. Cũng như những Sniffer chạy ở chế độ “User Mode” được xử lý độc lập bởi CPU cũng cho ra những kết quả không chính xác. III Phương pháp ngăn chặn Sniffer trên hệ thống mạng : 3.1 Các hệ thống mạng có nguy cơ Sniffer : Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 9 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477  Cable Modem  DSL  ADSL  Switched Network  Wireless like IEEE 802.11 a.k.a. AirPort (hệ thống mạng không dây) 3.2 Các giao thức có nguy cơ Sniffer:  Telnet, Rlogin  SNMP  NNTP  POP, IMAP, SMTP  FTP 3.3 Phương pháp ngăn chặn Sniffer dữ liệu ? Có lẽ cách đơn giản nhất để ngăn chặn những kẻ muốn Sniffer dữ liệu là sử dụng các giao thức mã hoá chuẩn cho dữ liệu trên đường truyền. Khi mã hoá dữ liệu, những kẻ tấn công ác ý có thể Sniffer được dữ liệu, nhưng chúng lại không thể đọc được nó... sdfds  SSL (Secure Socket Layer) : Một giao thức mã hoá được phát triển cho hầu hết các Webserver, cũng như các Web Browser thông dụng. SSL được sử Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 10 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 dụng để mã hoá những thông tin nhạy cảm để gửi qua đường truyền như : Số thẻ tin dụng của khách hàng, các password và thông tin quan trọng.  PGP và S/MIME: E-mail cũng có khả năng bị những kẻ tấn công ác ý Sniffer. Khi Sniffer một E-mail không được mã hoá, chúng không chỉ biết được nội dung của mail, mà chúng còn có thể biết được các thông tin như địa chỉ của người gửi, địa chỉ của người nhận…Chính vì vậy để đảm bảo an toàn và tính riêng tư cho E-mail bạn cũng cần phải mã hoá chúng… S/MIME được tích hợp trong hầu hết các chương trình gửi nhận Mail hiện nay như Netscape Messenger, Outlock Express…PGP cũng là một giao thức được sủ dụng để mã hoá E-mail. Nó có khả năng hỗ trợ mã hoá bằng DSA, RSA lên đến 2048 bit dữ liệu.  OpenSSH: Khi bạn sử dụng Telnet, FTP…2 giao thức chuẩn này không cung cấp khả năng mã hoá dữ liệu trên đường truyền. Đặc biệt nguy hiểm là không mã hoá Password, chúng chỉ gửi Password qua đường truyền dưới dạng Clear Text. Điều gì sẽ xảy ra nếu những dữ liệu nhạy cảm này bị Sniffer. OpenSSH là một bộ giao thức được ra đời để khắc phục nhược điểm này: SSH (sử dụng thay thế Telnet), SFTP (sử dụng thay thế FTP)…  VPNs (Virtual Private Networks): Được sử dụng để mã hoá dữ liệu khi truyền thông trên Internet. Tuy nhiên nếu một Hacker có thể tấn công và thoả hiệp được những Node của của kết nối VPN đó, thì chúng vẫn có thể tiến hành Sniffer được. Một ví dụ đơn giản,là một người dùng Internet khi lướt Web đã sơ ý để nhiễm RAT (Remoto Access Trojan), thường thì trong loại Trojan này thường có chứa sẵn Plugin Sniffer. Cho đến khi người dùng bất cẩn này thiết lập một kết nối VPN. Lúc này Plugin Sniffer trong Trojan sẽ hoạt động và nó có khả năng đọc được những dữ liệu chưa được mã hoá trước khi đưa vào VPN. Để phòng chống các cuộc tấn công kiểu này: bạn cần nâng cao ý thức cảnh giác cho những người sử dụng trong hệ thống mạng VPN của bạn, đồng thời sử dụng các chương trình quét Virus để phát hiện Tài liệu nghiên cứu an ninh mạng - www.Athena.Edu.Vn 11 92 Nguyễn Đình Chiểu, DaKao, Quận 1, Tp HCM www.Athena.Edu.Vn Hotline : 38244041 – 090 78 79 477 và ngăn chặn không để hệ thống bị nhiễm Trojan. 3.4 Phương pháp ngăn chặn Sniffer Password : Để ngăn chăn những kẻ tấn công muốn Sniffer Password. Bạn đồng thời sử dụng các giao thức, phương pháp để mã hoá password cũng như sử dụng một giải pháp chứng thực an toàn (Authentication):  SMB/CIFS: Trong môi trường Windows/SAMBA bạn cần kích hoạt tính năng LANmanager Authencation.  Keberos: Một giải pháp chứng thực dữ liệu an toàn được sử dụng trên Unix cũng như Windows  Stanford SRP (Secure Remote Password): Khắc phục được nhược điểm không mã hoá Password khi truyền thong của 2 giao thức FTP và Telnet trên Unix:  Df  3.5 Phương pháp ngăn chặn Sniffer trên thiết bị phần cứng :  Việc thay thế Hub của bạn bằng những Switch, nó có thể cung cấp một sự phòng chống hiệu quả hơn. Switch sẽ tạo ra một “Broadcast Domain” nó có tác dụng gửi đến những kẻ tấn công những gói ARP không hợp lệ (Spoof ARP Packet).  Tuy nhiên các Hacker vẫn có những cách thức khéo léo để vượt qua sự phòng thủ nà