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セッション追跡によるプロトコルアノーマリの検知と対処
SING mizutani(B3) Parent true
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Road to Bachelor’s Paper
2004年秋 「ホストベース型防御機構の 設計と実装」（予定） 卒業論文 「不正侵入に対する総合的な セキュリティ環境の実現（仮）」 （あくまで予定） 2004年春「Session Based IDSの 設計と実装」電子情報通信学会 和文論文誌 （投稿中） 2004年春 「セッション追跡によるプロトコル アノーマリの検知と対処」 2003年秋 「The Design and Implementation of Session Based IDS」 USENIX ※ failed 2003年春 「セッション追跡型IDSの設計と実装」 2002年秋 「ホスト情報をもとにした 攻撃情報のリスク評価」 2003年1月 「IDSのログ視覚化システムの開発」 情報処理学会 DMSシンポジウム 2002年春 IDSログ視覚化システム「pigeye」の開発
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問題点 Intrusion Prevention System (IPS) 遮断できない攻撃 正常な通信を阻害する恐れ
攻撃と判断した通信を遮断 定型的、かつ確実な攻撃（ex:ワーム）を防御 遮断できない攻撃 未知の攻撃 非定型の攻撃（自作ツール等） 正常な通信を阻害する恐れ Preventionが困難
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アプローチ 厳密なプロトコルアノーマリは困難 悪意のある通信と判断できる要素 ベンダの独自仕様、ユーザの設定ミス、アプリケーションのバグ
攻撃の可能性がある通信を検知、通信の追跡 内部ホストの応答 正常な応答の場合、攻撃の失敗、あるいは独自仕様、設定ミス、バグなど 異常な応答の場合、攻撃をうけた可能性
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解決方法 プロトコルアノーマリから攻撃か否かを判断 攻撃の可能性がある通信 正常とされている通信の方式を登録 反応を含めた通信を監視
継続的に監視する事で判断 攻撃が成功したと考えられるホストへの内外ともに拒否 被害の拡大を防止
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具体例 正常な通信 異常が発生 した通信 成功コード(200) や エラーコード(400等）を含む応答
とても長いHTTP GET Request （入力ミス等） HTTPのレスポンスコードを含まない応答 異常が発生 した通信 とても長いHTTP GET Request （Exploit Codeを含む）
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プロトコルアノーマリ防御に関する設計 Inlineモード シグネチャによる検知 Out of scope トラフィックの転送、遮断の設定
マルチプラットホーム シグネチャによる検知 プロトコルの要求と応答をルールとして定義 数字、アルファベット、バイナリコードを指定するよう拡張 Out of scope unknownなプロトコル（自作/非公開プロトコル） 暗号化されたトラフィック
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防御機構の概要 異常のあった通信を遮断 Layer-3 Layer-2 Interface-2 Interface-1 本実装
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システム概要 Search Signature Interface-1 Packet Capture Interface-2
Search Trigger Signature Search Tracking Packet Capture Search Signature Forward / Drop Interface-1 Interface-2 Reject Address List
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実装 C言語による実装 テスト環境 Session-Based IDSを拡張 libpcap, libnet
Debian GNU/Linux testing 3.0 FreeBSD Release Session-Based IDSを拡張 防御ができたかどうかを、示さなければいけない。
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シグネチャ例 alert “Web Too-Long Request Attempt” tcp any->80 {
シグネチャの名前 TCP port 80へのアクセス alert “Web Too-Long Request Attempt” tcp any->80 { fac:(payload=0:3,”GET” & “HTTP/1.1”; payload_len=100: ;); res:rp_p<1(payload!=0:12,”HTTP/1.1 \d\d\d”;); } [drop: ever, all, 2;]; 行きと帰りがかける、ということがわかればよい。 GETとHTTP/1.1を含み、100byte以上のパケットを最初に検知 永続的に 攻撃元、および攻撃対象を遮断 2つ目のシグネチャ（3行目）を検知したら適用 応答にHTTP/1.1と結果コード（３桁の数字）が含まれなければ攻撃と判断 パケットをdropさせるオプション
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実験環境 Host-1 : Lavie M LM500J CPU: Pentium III 500MHz Memory: 192MB
IF: 100Base-TX OS: Debian GNU/Linux testing 3.0 Host-2 : ThinkPad X24 CPU: Pentium III 1.13GHz Memory: 640MB IF: 100Base-TX (On Board) OS: Debian GNU/Linux testing 3.0 This System : Dell PowerEdge 1750 CPU: Xeon™ 2.4GHz Memory: 512MB IF: 100Base-TX OS: Debian GNU/Linux testing 3.0
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評価 (動作検証) 使用するシグネチャ テストサーバプログラム Port 80（HTTP)へのアクセス
100byte以上のGETリクエストを検知 応答にHTTPの結果コードがふくまれていなければ遮断 テストサーバプログラム あらゆるリクエストに対してHTTPによるHTMLファイルを返すサーバ ただし、リクエストにバイナリコードが含まれると結果コードを含まないデータが返される
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評価 (動作検証) リクエストの内容 リクエストの長さ 期待される動作 結果 テキストのみ 100byte未満 何もしない
発見だけする バイナリ含む 発見、遮断する
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評価 (速度測定) 50.3026 Mbps 74.3930 Mbps 74.4322 Mbps
Host-1,2 間で10MBのファイルをHTTPで転送（100回試行） シグネチャ数 2055個 シングルユーザモード インラインモード、kernelブリッジ、直接接続 平均速度 本システム Mbps Linux kernel bridge Mbps 直接接続 Mbps
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今後の課題 転送・処理速度 改善策 UserLandで転送処理 パフォーマンスで劣る
kernelの機能(libipq on Linuxなど）を用いる kernel中への実装
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まとめ 既存の防御手法における問題点を指摘 セッション追跡による解決手法を提案 プロトコルアノーマリ機能追加のための設計
これを用いた防御機構を実装 DPSワークショップに論文提出予定 7月30日 論文提出 「卒論」 卒論としてはこんなことをやろうと思っている！ 全体のどの部分までやっているのか。 卒論の一部であると主張。 最初にやることは論文！？ 前回USENIX残念だったので、がんばる。 IPS あくまで卒論の一部！？ 論文の話とIPS、二つの話が平行している。 論文誌書いたり、ワークショップに出すからいいでしょ！ って言っちゃう。
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シグネチャ例 プロトコル シグネチャの種類 HTTP, SMTP, FTP, DNS 通常より長いリクエスト
バイナリコードを含むリクエスト、あるいは通信 “/bin/sh” を含むリクエスト 連続した0x90(x86 NOOP)を含むリクエスト 0xB0 0x17 0xCD 0x80 (x86 setuid(0))を含むリクエスト *.exe を含むリクエスト
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設計 各セッションの情報を保持 プロトコルの要求と応答をルールとして定義 セッションの定義 ネットワークプレフィックス毎にハッシュ検索
Session HTTP 3201 80 7634 25 SMTP
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