Intrusion Detection System

Intrusion Detection System - System zur Erkennung von Angriffen gegen Computersysteme oder Rechnernetze

Beschreibung

Intrusion Detection System dinen der Erkennung von Angriffen gegen Computersysteme oder Rechnernetze

Motivation

Sicherheit von Netzwerken und Computersystemen erhöhen

Das Internet ist voll von böswilligen Akteuren

• Machen sich unsichere Netzwerke und Geräte zunutze

• Auch wenn Unternehmen und Behörden aufgrund der wertvollen Daten, die sie besitzen, die größten Angriffsziele darstellen, müssen Privatanwender dennoch vorsichtig sein.
• Phishing-Angriffe, in der Regel per E-Mail, sind der häufigste Angriff für Privatanwender.

• Glücklicherweise sind diese Angriffe in der Regel leicht zu vermeiden, wenn aufmerksame Benutzer nicht blindlings auf jeden Anhang oder Weblink in ihren E-Mails klicken.

• Allerdings werden bösartige Aktivitäten in Bezug auf Router und Internet-of-Things-Geräte (IoT), die viele Nutzer in ihrem Heimnetzwerk haben, immer häufiger.

• Software- und Firmware-Updates für Router und IoT-Geräte werden von den Nutzern oft vernachlässigt - entweder aus mangelndem Bewusstsein und/oder wegen fehlender technischer Fähigkeiten, die Updates anzuwenden.

Viele Router bieten Intrusion Detection als zusätzliche Sicherheitsfunktion

• Router verfügen in der Regel über integrierte Firewall-Funktionen, und der Trend geht immer mehr dahin, auch Intrusion Detection zu integrieren.
• Die Intrusion Detection kann in Verbindung mit der Standard-Firewall des Routers verwendet werden und bietet eine zusätzliche Sicherheitsebene.
• Man kann sich die Intrusion Detection als eine Reihe von Indikatoren/Regeln vorstellen, die zur Warnung oder Blockierung bestimmter Arten von Internet- und Netzwerkverkehr verwendet werden können.
• Dabei kann es sich um verdächtigen, gefährlichen oder anderen unerwünschten Verkehr im Netzwerk handeln (wie Peer-to-Peer- oder Tor-Verkehr).

Detection

• Intrusion = Eindringen
• Detection = Bemerken

Wo detektieren?

• Firewall
• Auf zu überwachenden System

Angriffe aufzeichnen

Angriffe werden in Log-Dateien gesammelt

• Benutzern oder Administratoren mitgeteilt

hier grenzt sich der Begriff von Intrusion Prevention System („Verhindern“, IPS) ab

• welches ein System beschreibt, das Angriffe automatisiert und aktiv verhindert

Nachteile

• Da ein Intrusion-Detection- oder Intrusion-Prevention-System in der Regel eine aktive Komponente ist, besteht die Möglichkeit, dass es als Angriffsziel genutzt wird
• Intrusion-Detection- bzw. Intrusion-Prevention-Systeme, die sich in-line – d.h. ohne gebundenen IP-Stack und IP-Adressen – in ein Netzwerk einbinden lassen und als transparent arbeitende Layer-2-Netzwerk/Hardware arbeiten, sind von dieser Gefahr nur begrenzt betroffen.
• Im Gegensatz zu Intrusion-Prevention-Systemen werden Angriffe nur erkannt, aber nicht verhindert.

Intrusion-Prevention-Systeme (IPS)

• Intrusion-Detection-Systeme (kurz: IDS) bezeichnet
• die über die reine Generierung von Ereignissen (Events) hinaus Funktionen bereitstellen
  • die einen entdeckten Angriff abwehren können.

Praktischer Einsatz

Herausforderungen

• Falsche Warnungen (Falsch positiv)
• Angriffe werden nicht entdecken (Falsch negativ)

Arbeitsweise

Verfahren zur Einbruchserkennung

Methode	Beschreibung
Mustererkennung	Vergleich mit bekannten Angriffssignaturen
Heuristik	Statistische Analyse

Mustererkennung

• Die meisten IDS arbeiten mit Filtern und Signaturen, die spezifische Angriffsmuster beschreiben
• Nachteil: Nur bekannte Angriffe werden erkannt

Der Prozess ist in drei Schritte unterteilt

1. Wahrnehmung
   • eines IDS wird durch Sensoren ermöglicht, die Logdaten (HIDS) oder Daten des Netzwerkverkehrs (NIDS) sammeln.
2. Mustererkennung
   • überprüft und verarbeitet das Intrusion Detection System die gesammelten Daten und vergleicht sie mit Signaturen aus der Musterdatenbank.
3. Intrusion Alert
   • Treffen Ereignisse auf eines der Muster zu, so wird ein „Intrusion Alert“ (Einbruchs-Alarm) ausgelöst.

   Dieser kann vielfältiger Natur sein.

   • Es kann sich dabei lediglich um eine E-Mail oder SMS handeln, die dem Administrator zugestellt wird oder, je nach Funktionsumfang, eine Sperrung oder Isolierung des vermeintlichen Eindringlings erfolgen.

Datei:Ids funk.gif

Bei der Erkennung von Angriffen untersuchen die IDP-Systeme den Datenstrom auf Muster

• Diese Muster können auf Angriffe auf Netzwerk-Ebene oder auf Anwendungsebene abzielen

„Intrusion Detection and Prevention System“ (auch kurz IDS, IPS oder IDPS)

Der Hauptunterschied zwischen IDS und IPS ist der Schutz

• während das Intrusion Detection System nur auf die Erkennung von Angriffen und der Alarmierung beschränkt ist, kann ein
• Intrusion Prevention System bei der Erkennung von Angriffen, die Kommunikation aktiv verhindern

Wenn man ein System als IPS betreiben möchte, muss es zwingend im Kommunikationspfad (beispielsweise auf Routing-Instanzen) integriert sein.

• Ein IDS dagegen kann auch passiv im Netzwerk integriert sein
• Dafür eignen sich entweder Mirror-Ports auf Switches oder Tap-Devices

Heuristik

Andere IDS verwenden heuristische Methoden, um auch bisher unbekannte Angriffe zu erkennen.

Ziele

Nicht nur bereits bekannte Angriffe erkennen, sondern auch

• ähnliche Angriffe
• Abweichen von einem Normalzustand

In der Praxis haben signaturbasierte Systeme mit Abstand die größte Verbreitung

• Verhalten besser voraussehbar

Intrusion Prevention

Anstatt nur einen Alarm auszulösen

ist ein Intrusion Prevention System (kurz IPS) in der Lage

• Datenpakete zu verwerfen
• die Verbindung zu unterbrechen
• übertragenen Daten zu ändern

Oft wird hierbei eine Anbindung an ein Firewallsystem genutzt, durch das dann bestimmte durch das IPS definierte Regeln angewandt werden.

IPS/IDS neuerer Bauart arbeiten oft mit einer Kombination aus Stateful inspection, Pattern Matching und Anomalieerkennung.

• Damit lassen sich Abweichungen von einer festgelegten Protokollspezifikation, wie beispielsweise dem Internet Protocol (RFC 791), erkennen und verhindern.

Ferner werden auch in anderen Bereichen Bestrebungen nach derartigen Systemen deutlich

• wie beispielsweise der Schutz von Telefonanlagen durch intelligente, signaturbasierte Intrusion Detection

Architekturen

Host-basiert

HIDS = Host-basiertes Intrusion Detection System

Älteste Art von Angriffserkennungssystemen

• ursprünglich vom Militär entwickelt
• Sicherheit von Großrechnern

Host-basierte IDS werden auf zu überwachenden Systemen installiert

• Ein HIDS muss das Betriebssystem unterstützen

Es erhält seine Informationen aus

• Log-Dateien
• Kernel-Daten
• anderen Systemdaten wie etwa der Registrierungsdatenbank

Es schlägt Alarm, sobald es in den überwachten Daten einen vermeintlichen Angriff erkennt

System Integrity Verifiers

• Unterart der HIDS
• Mithilfe von Prüfsummen bestimmen, ob Veränderungen am System vorgenommen wurden

Vorteile

• Sehr spezifische Aussagen über den Angriff.
• Kann ein System umfassend überwachen.

Nachteile

• Kann durch einen DoS-Angriff ausgehebelt werden.
• Wenn das System außer Gefecht gesetzt wurde, ist auch das IDS lahmgelegt.

Netzwerk-basiert

Netzwerk-basiertes Intrusion Detection System (NIDS)

• versuchen, alle Pakete im Netzwerk aufzuzeichnen, zu analysieren und verdächtige Aktivitäten zu melden
• Diese Systeme versuchen außerdem, aus dem Netzwerkverkehr Angriffsmuster zu erkennen.
• Da heutzutage überwiegend das Internetprotokoll eingesetzt wird, muss auch ein Angriff über dieses Protokoll erfolgen.
• Mit nur einem Sensor kann ein ganzes Netzsegment überwacht werden.
• Jedoch kann die Datenmenge eines modernen 1-GBit-LANs die Bandbreite des Sensors übersteigen.
• Dann müssen Pakete verworfen werden, was keine lückenlose Überwachung mehr garantiert.

Vorteile

• Ein Sensor kann ein ganzes Netz überwachen.
• Durch Ausschalten eines Zielsystems ist die Funktion des Sensors nicht gefährdet.

Nachteile

• Keine lückenlose Überwachung bei Überlastung der Bandbreite des IDS.
• Keine lückenlose Überwachung in geswitchten Netzwerken (nur durch Mirror-Port auf einem Switch).
• Keine lückenlose Überwachung bei verschlüsselter Kommunikation (kann zwar möglicherweise die Datenpakete sehen, aber nicht den verschlüsselten Inhalt)

Hybrid

Hybride IDS verbinden beide Prinzipien

• höhere Abdeckung bei der Erkennung von aufgetretenen Angriffen

Netz- und hostbasierten Sensortypen

• , die an ein zentrales Managementsystem angeschlossen sind
• Viele heute eingesetzte IDS beruhen auf einer solchen hybriden Funktionsweise

Komponenten

• Management
• Hostbasierte Sensoren (HIDS)
• Netzbasierte Sensoren (NIDS)

Intrusion Prevention

Funktion

Datenverkehr zu/von IT-Systemen oder Netzen aktiv überwachen

• Das Ziel ist es, Ereignisse herauszufiltern, die auf Angriffe, Missbrauchsversuche oder Sicherheitsverletzungen hindeuten.
• Ereignisse sollen dabei zeitnah erkannt und gemeldet werden.
• Die Verfahren basieren auf Mustererkennung, um ein Abweichen von einem Normalzustand zu signalisieren.
• Mit heuristischen Methoden sollen auch bisher unbekannte Angriffe erkannt werden.
• Während IDS Angriffe nur erkennen, sollen IPS diese auch abwehren bzw. verhindern.
• Allerdings wurde der Begriff ursprünglich durch das Marketing geprägt, was dazu führte, dass teilweise kontroverse Vorstellungen darüber existieren, inwiefern von einem Intrusion-Prevention-System gesprochen werden kann.
• Die durch die Untersuchung der Daten durch ein IPS-System hervorgerufene Latenzzeit liegt üblicherweise bei unter 100 Mikrosekunden.
• Eine weitere Funktion von einigen OSI-Layer-2-basierten IPS-Systemen ist die Weiterleitungsmöglichkeit von IP-Rahmen selbst bei Stromausfall des IPS-Systems ("Zero Power High Availability").

Folgende Charakteristika werden häufig als Attribute eines Network-based IPS hervorgehoben

• das IPS wird inline (im Übertragungsweg) eingesetzt und kann im Alarmfall den Datenstrom unterbrechen oder verändern
• das IPS verfügt über Module, die aktiv die Regeln von Firewallsystemen beeinflussen.
• Somit kann indirekt der Datenstrom unterbrochen oder verändert werden

Man unterscheidet nach ihrer Funktionsweise verschiedene Arten von IPS

• Das HIPS (Host-based IPS) wird auf dem Computer ausgeführt, in den ein Eindringen verhindert werden soll.
• Das NIPS (Network-based IPS) hingegen überwacht den Netzwerkverkehr, um angeschlossene Computer vor Eindringlingen zu schützen.
  • Das CBIPS (Content-based IPS) untersucht hierbei den Inhalt der übertragenen Daten auf potentiell gefährliche Komponenten.
  • Das Protocol Analysis IPS analysiert die Übertragungen auf Protokollebene und sucht dabei nach eventuellen Angriffsmustern.
  • Das RBIPS (Rate-based IPS) überwacht Art und Menge des Datenverkehrs, um netzwerktechnische Gegenmaßnahmen einleiten zu können.

Open-Source-Implementationen

• Snort
• Untangle NIPS
• Lokkit

Honeypot

Ein Honeypot (Köder) ist ein Computer im Netzwerk, der Hacker verleiten soll, genau diesen anzugreifen

Anhang

Siehe auch

1. Fail2ban
2. DenyHosts
3. Open Source Tripwire