DAS T.E.I. Segurança em Sistemas Distribuídos. Registro de Eventos. Para que logs?

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1 1 DAS T.E.I. Segurança em Sistemas Distribuídos 1ª Parte José Eduardo Malta de Sá Brandão Orientação: Joni da Silva Fraga Registro de Eventos 2 Os registros de eventos, ou logs, são usados pelo gerente de rede para detectar as exceções e outros eventos relevantes de segurança e gerência. Sendo assim, todos os elementos de conexão e serviços, desde que capacitados, geram logs ou tem a possibilidade de gerá-los. Para que logs? 3 Os recursos de logs são necessários para os sistemas computacionais e aplicações para atingir os requisitos de confiabilidade, segurança e responsabilidade (accounting). Uma aplicação pode registrar seu histórico de funcionamento em detalhes suficientes para satisfazer esses requisitos. (R. Finlayson and D. Cheriton, 1987)

2 Questões sobre Registros 4 Gerenciamento Como gerar e capturar registros? Qual a melhor forma de armazenar os registros? Como manter a consistência entre os registros dos diversos mecanismos e serviços? Segurança Como garantir a integridade dos registros? Como manter a confidencialidade dos registros? Os registros terão disponibilidade quando necessários? Eventos / Controles 5 Representação do status de um sistema Execução ou finalização de sistemas Ao atingir uma meta Alarmes Geração e Captura de Registros de Eventos 6 Geração nos Pontos de Controle Apresentação na console de um equipamento, como forma de alerta Manutenção em memória Manutenção local em mídias não voláteis do próprio equipamento Envio para outro equipamento

3 Exemplo de um Sistema de Geração e transmissão de Registros: 7 Syslog O Syslog 8 Originário do BSD Sistema de logs Simplicidade Amplamente difundido Mensagens são geradas por qualquer tipo de device Configuração discricionária Sistema de Transmissão do Syslog 9 Uso de UDP Porta 514 Recomendado o uso da porta 514 também na origem

4 Definições no Syslog 10 Device Qualquer dispositivo que possa gerar logs Server / Collector Coleta e armazena a mensagem recebida pela rede Relay Retransmite uma mensagem Sender Quem envia a mensagem Receiver Quem recebe a mensagem Mensagens do Syslog 11 Mensagens podem ser apresentadas na console ou armazenadas em diferentes arquivos de registro Retransmissão através da rede para outro processo syslog (receiver) em outra máquina (server) repassadas a um outro programa retransmitidas(relay) para um terceiro elemento (server) Pode-se usar combinações das alternativas O contexto das mensagens não é uniforme, pois podem ser gerados por máquinas e sistemas diferentes Não há confirmação de recepção das mensagens Arquiteturas de Rede do Syslog 12 Device Colector Device Relay Colector Device Relay Relay Colector Device Relay Colector Relay Colector Device Colector Relay Colector Device Relay Colector Relay

5 Categorias de Eventos no Syslog 13 Filtros de eventos Níveis de severidade Formato das Mensagens Syslog 14 ASCII Max Bytes Campos <PRI>Timestamp Hostname Tag Content PRI HEADER MSG Até 5 caracteres Inicia com < e termina com > Facility - Prioridade e Severidade do evento (0-999) Prioridade * 8 + Severidade HEADER Timestamp (Mmm dd hh:mm:ss) Hostname MSG Tag Processo/Programa que gerou a mensagem (TAG[pid]:) Content Conteúdo da mensagem Prioridades / Facilities kernel messages 1. user-level messages 2. mail system 3. system daemons 4. security/authorization messages * 5. messages generated internally by syslogd 6. line printer subsystem 7. network news subsystem 8. UUCP subsystem 9. clock daemon ** 10. security/authorization messages * 11. FTP daemon 12. NTP subsystem 13. log audit * 14. log alert ** 15. clock daemon ** 16. local use 0 (local0) 17. local use 1 (local1) 18. local use 2 (local2) 19. local use 3 (local3) 20. local use 4 (local4) 21. local use 5 (local5) 22. local use 6 (local6) 23. local use 7 (local7) * Vários sistemas utilizam 4, 10, 13 e 14 para mensagens security/authorization, audit e alert como similares ** 9 e 15 são usados para clock (cron/at)

6 Severidade Emergency: system is unusable 1. Alert: action must be taken immediately 2. Critical: critical conditions 3. Error: error conditions 4. Warning: warning conditions 5. Notice: normal but significant condition 6. Informational: informational messages 7. Debug: debug-level messages Exemplo de Mensagens Syslog 17 <34>Oct 11 22:14:15 mymachine su: 'su root' failed for lonvick on /dev/pts/8 <13>Feb 5 17:32: Use the BFG! <165>Aug 24 05:34:00 CST 1987 mymachine myproc[10]: %% It's time to make the do-nuts. %% Ingredients: Mix=OK, Jelly=OK # Devices: Mixer=OK, Jelly_Injector=OK, Frier=OK # Transport: Conveyer1=OK, Conveyer2=OK # %% Exemplos de Logs 18 Oct 11 09:38:46 freebsd2 arpwatch: bogon :0:c:4a:a0:16 Oct 11 09:39:23 freebsd2 arpwatch: changed ethernet address :0:b4:43:ae:56 (0:40:c7:58:7:4a) Oct 11 09:39:33 freebsd2 arpwatch: bogon :0:c:4a:a0:16 Jan 22 07:15:49 denied tcp (62028) -> (23), 1 packet Jan 22 07:15:52 denied tcp (62030) -> (23), 1 packet Jan 22 07:15:54 denied tcp (62032) -> (23), 1 packet Jul 19 09:13:07 machine ipop3d[15998]: connect from Jul 19 09:13:07 machine ipop3d[15998]: pop3 service init from Jul 19 09:13:07 machine ipop3d[15998]: Auth user=fulano host=[ ] nmsgs=4/4 Jul 19 09:13:08 machine ipop3d[15998]: Logout user=fulano host=[ ] nmsgs=0 ndele=4

7 Segurança no Syslog 19 Não há confirmação de recepção Em implementações mal feitas pode ocorrer buffer overflow com mensagens > 1024 Bytes Não há autenticação de transmissor Mensagens podem ser fraudadas Mensagens podem ser adulteradas Não há sequenciamento de eventos As mensagens trafegam em claro Não há controle de loop Proteção de Registros 20 Não é possível proteger os registros de auditoria escritos após o sistema ser controlado por um atacante. A partir deste ponto, será registrado somente o que o atacante desejar registrar. (Schneier e Kelsey, 1999) Criptografia Detecção de eliminações Envio confiável para uma máquina segura Criptografia Autenticação Armazenamento em mídias Write Once Controle de acesso aos registros armazenados (Schneier e Kelsey, 1999) Problemas do Modelo de Proteção 21 Alto custo Análise e localização de eventos seqüencial A Criptografia e o controle de acesso dificultam a análise on-line

8 Alguns Estudos R. Finlayson and D. Cheriton, "Log files: an extended file service exploiting write-once storage", ACM SIGOPS Operating Systems Review, Proceedings of the eleventh ACM Symposium on Operating systems principles, Vol. 21 Issue 5, Nov B. Schneier and J. Kelsey, "Secure audit logs to support computer forensics", ACM Transactions on Information and System Security (TISSEC), Vol. 2 Issue 2, pp , May 1999 A. Arona, D. Bruschi, and E. Rosti, "Adding availability to log services of untrusted machines", Computer Security Applications Conference 1999, (ACSAC '99) Proceedings. 15th Annual, p.p , T. Takada, H. Koike, "NIGELOG: protecting logging information by hiding multiple backups in directories", Proceedings of Tenth International Workshop on Database and Expert Systems Applications, p.p , Estudo de Caso 23 Implementação de um Sistema Centralizado de Registro de Eventos de Rede Órgão do Governo Federal Brasileiro - Julho de 2000 a Setembro de 2003 Características do Sistema 24 Utilização de mecanismos de coleta padrões Uso de SGBD (MySQL) Disponibilidade Redundância Registro centralizado Confidencialidade das informações armazenadas Autorização Integridade das Informações Mecanismos internos de segurança Numeração auto-incremental Hash de registros

9 P O W E R F A U LT D A T A A LA R M S D S D Modelo de Registro 25 Ntwork Printer Hub Switch SNMP Server Unix Server Audiit Workstation Log Server DBMS Analysis Server DBMS MS-Windows Server Firewall Router RAS IDS Tabelas 26 Armazenamento dos Dados 27 Tabela de Registros INDEX1 (4 bytes) auto incremental DATA (15 bytes) Data e hora HOSTS (20 bytes) - Hostname PROCCESS (50 bytes) Nome do Processo gerador MSG (255 bytes) Descrição da mensagem Tabela de Hash INDEX2 (4 bytes) auto incremental igual a INDEX1 HASH (20 bytes) Hash de toda a mensagem original na Tabela de Registros ASS_INDEX (4 bytes) Identificação da assinatura correspondente à mensagem Tabela de Assinaturas ASS_INDEX (4 bytes) Identificação única da assinatura ASSINATURA (255 bytes) Expressão em SQL de uma assinatura de ataque

10 Ambiente de Testes 28 Órgão Público Federal Duas cidades - 3 prédios distintos 700 estações de trabalho, 25 servidores de rede, 7 roteadores, 28 switches, 20 Hubs, 2 Firewalls, 7 enlaces internos/externos, 1500 pontos lógicos Hardware Atual Pentium III 933, HD 60 GB, FreeBSD 4.5, MySQL Resultados Iniciais 29 Povoamento inicial da base registros registros por segundo 2,6 GB de dados Uso de 2 a 4% da CPU Baixo uso de IO Baixo uso da rede Não houve perda de registros na inserção Análise O hardware inicial não suportou a inserção dos dados e a execução das análises simultaneamente Resultados em Produção eventos diários 48 registros por segundo em horário de pico Média de 1 a 2 % da CPU, 3 % de 0,05% da capacidade da rede (50 Kbps em 100Mbps) Consulta consome até 92% da CPU, sem interferir no processo de registro dos dados. 162Mbytes/dia e previsão 60Gbytes/ano, com 440,000,000 registros Backup Diário em tape library DLT com 140 GB Recuperação de backup para consulta em estações de trabalho Uso de NTP para sincronismo dos relógios Uso de ARPWATCH e TCP_WRAPPER

11 Conclusões 31 Uso de protocolos padrões Mecanismos de proteção simples Baixo custo Boa performance Baixo tráfego na rede Críticas? 32

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