Aspectos de Segurança em Telefonia IP

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1 Aspectos de Segurança em Telefonia IP Sergio Yoshioka Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

2 AGENDA Introdução Definição de telefonia IP, VoIP, VON Protocolos SIP, MGCP, H.248/MEGACO, H.323, SDP, RTP/RTPC Parâmetros de Qualidade de Serviço Qualidade de Voz Comparação com telefonia tradicional Ameaças na telefonia IP Comentários finais. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

3 Histórico Inicialmente chamadas de baixa qualidade de voz usando a Internet e atrasos que chegavam a ser superiores a três segundos (1995/96) Característica best effort da Internet associado ao hardware (PC, placa de som e modem) e sistema operacional da época afetavam a qualidade de voz. Usuários trocavam a qualidade por chamadas de longa distância grátis na Internet. Atualmente existem várias empresas oferecendo soluções para telefonia IP buscando o transporte de voz com qualidade. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

4 Definições Telefonia IP Também chamada de VoIP (Voice over IP), pode ser genericamente definida como qualquer aplicação telefônica usada em uma rede de comutação de pacotes de dados que utiliza o protocolo Internet Protocol (IP). VON (Voice on the Net) É uma particularidade da telefonia IP. Enfoca a realização de chamadas grátis de longa distância usando Internet. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

5 Mercado A telefonia IP apresenta vantagens tais como melhor aproveitamento de banda de rede, integração, custo de ligação menor e evolução de aplicações existentes, criação de novos serviços e interconexão com a telefonia comutada por circuitos; Mercado corporativo em conjunto com operadoras telefônicas são o maior nicho das soluções de telefonia sobre IP; Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

6 Arquiteturas Telefonia Comutada por Circuitos: Os telefones são controlados por comutadores centralizados para simplificar o gerenciamento dada a falta de recursos dos telefones. Telefonia IP: Pode ser centralizada de modo semelhante aos sistemas da telefonia convencional ou com a inteligência da rede distribuída entre os dispositivos de controle de chamadas e os pontos terminais. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

7 Telefonia IP : Diferentes Cenários Rede IP Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

8 Vantagens da Telefonia IP Custos reduzidos de ligações de longa distância; Uso mais eficiente do grande número de redes IP existentes; Novas classes de serviços através da inovação e integração de características de voz em tempo real com processamento de dados nas redes, tais como telecommuting, call centers baseados em web, telemedicina, etc Unificação da rede de transporte, sinalização e gerência sobre a mesma rede, otimizando a infra-estrutura e manutenção; Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

9 Protocolo SIP (Session Initiation Protocol) Criado em 1997 como Internet Draft do IETF Março/ RFC 2543 Versão atual Junho/ RFC 3261 Protocolo de sinalização (criação, modificação e término) de sessões interativas entre dois ou mais participantes Utiliza e incorpora características de outros protocolos utilizados na Internet e criados pelo IETF (SDP, URLs, HTTP, etc) Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

10 Protocolo SIP (Session Initiation Protocol) Protocolo textual Transporte das mensagens de controle podem ser via UDP, TCP, SCTP (Porta 5060) ou TLS sobre TCP (Porta 5061) Transporte de mídia utiliza RTP / RTCP sobre UDP Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

11 Mensagens SIP Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

12 Endereçamento SIP Endereçamento adotado com formato similar ao ( => ( => ( => ( => Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

13 Entidades componentes do SIP Agente Usuário : Entidade lógica que possui uma parte cliente e outra servidora Servidor de redirecionamento : redireciona requisições Servidor Proxy : procede requisições em nome de outra entidade Servidor Registrar : aceita requisições REGISTER (de registro) Serviço de Localização : localiza o chamado Gateway : Faz a conversão de protocolo de sinalização e de voz Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

14 Sinalização entre chamada com SIP Proxy Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

15 Chamada entre SIP e RPTC IAM (Initial Addr. Msg) ACM (Addr. Complete Msg). REL (Release Message). ANM (Answer Message) RCL (Release Complete Msg) Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

16 Protocolo H.323 É uma especificação guarda chuva da ITU. Surgiu em 1996 com o título de Visual Telephone Systems and Equipment for LANs with no Quality of Service. Em 1998, foi gerada a segunda revisão com o título Packet-Based Multimedia Communications Systems. Versão amplamente adotada por fabricantes de soluções de telefonia IP. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

17 Componentes H.323 Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

18 Componentes H.323 Pilha de protocolos H.323 para telefonia IP Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

19 MGCP (Media Gateway Control Protocol) Protocolo sem estado, modelo mestre-escravo, usado para controlar gateways de mídia a partir dos agentes de chamada (controladores de gateway de mídia). O MGCP endereça a comunicação entre o agente de chamada e o gateway de mídia, não realizando a comunicação entre agentes de chamadas. Os elementos básicos do MGCP são: * Pontos terminais: origem e destino dos fluxos de mídia; * Conexões: associação entre pontos terminais. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

20 Comandos MGCP Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

21 MGCP Agente de chamada Gateway Gateway Central TDM Central TDM Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

22 Megaco/H.248 Resultado da união de esforços entre ITU-T e IETF o protocolo Megaco (IETF) ou H.248 (ITU-T) é uma evolução do MGCP, modelo mestre-escravo, criado para permitir o agente de chamada controlar gateways de mídia. Definições: * Terminação: entidade lógica no gateway de mídia que origina e recebe fluxos multimídia (idêntico aos pontos terminais do MGCP). * Contexto: associação lógica entre as terminações (abstração mais alta das conexões no MGCP). * Transação: uma ou mais ações. * Ação: série de comandos que são limitados a um contexto. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

23 Comandos Megaco/H.248 Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

24 Comparação MGCP e Megaco/H.248 Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

25 Comparação entre H.323 e SIP Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

26 Protocolo RTP/RTPC O protocolo RTP (Real-Time Transport Protocol) é usado para transporte de pacotes de voz em tempo real em telefonia IP usando UDP. As principais funções providas pelo RTP são o Payload de cada pacote, Timestamp e número de seqüência. De maneira complementar o protocolo RTCP (Real-Time Control Protocol) informa a qualidade de transmissão de uma sessão RTP e provê sincronismo entre mídias (áudio + vídeo) entre outras funções. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

27 Session Description Session (SDP) SDP é um protocolo textual definido usado para fazer anúncio, convites e outras formas de inicialização de sessões multimídia Uma mensagem SDP é composta por um conjunto de linhas, sendo que cada linhas contem uma letra minúscula representando um campo, imediatamente seguido do(s) valor(es). Os campos são seqüencialmente ordenados para facilitar a análise dos dados, sendo alguns campos obrigatórios Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

28 Session Description Protocol (SDP) Protocolo textual que contém as informações sobre sessões : *Endereço IP (IP v4 ou hostname); *Número da porta (TCP ou UDP usada para transporte); *Tipo de mídia (vídeo, áudio, interativo, etc); *Codificador de mídia adotado (GSM, G.711, G729, etc); *Nome da sessão e sua finalidade; *Informações para contato ( , telefone); *Banda Passante; *Tempo de início e fim de sessão; *TimeZone; *Conexão; *Atributo. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

29 Segurança no transporte da mídia RFC Secure Real-time Transport Protocol (SRTP) (Março-2004) SDP prevê no parâmetro k (key encryptation) O parâmetro é permitido antes do início da sessão de mídia e é opcional. k=<método>:<chave de criptografia> ou k=<método> O método indica como obter as chaves. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

30 Qualidade de Serviço Qualidade de Serviço : A habilidade das redes de garantir e manter certo nível de desempenho para cada aplicação de acordo com as necessidades especificadas para cada usuário" Bill Douskalis autor do livro "IP Telephony - The Integration of Robust VoIP Services Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

31 Qualidade de Serviço * Disponibilidade da rede five nines : 99,999% para ter a robustez da telefonia convencional * QoS para telefonia IP visa oferecer mecanismos para obter principalmente a qualidade de voz em tempo real * Parâmetros de qualidade de serviço tem impacto diferente dependendo do codec adotado Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

32 Parâmetros de Qualidade de Serviço em Telefonia IP Atraso Fim-a-Fim Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

33 Parâmetros de Qualidade de Serviço em Telefonia IP Perda de Pacote Jitter Pacotes fora de ordem Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

34 Qualidade de voz A qualidade de voz tem um caráter subjetivo, dependendo de vários parâmetros. O atraso tem uma influência muito grande em aplicações de telefonia IP. Tipicamente a telefonia convencional não produz atrasos maiores que 150 ms. O ITU-T define com relação a atraso de voz os seguintes intervalos: * 0 até 150 ms: ótimo; * de 150 até 300 ms: bom; * de 300 até 450 ms: ruim; * acima de 450 ms: inaceitável. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

35 Qualidade de voz Mean Opinion Score (MOS) - definido pelo ITU-T. Utiliza de técnicas estatísticas para quantificar as respostas subjetivas de um grupo de ouvintes que classificam amostras de voz dando notas de 1 (ruim) até 5 (ótima). Percentual Speech Quality Measurement (PSQM) - Recomendação P.861 ITU-T. Análise objetiva da versão de voz original com a processada, gerando uma opinião da qualidade das funções de processamento que ocorreram em cima do sinal original. A qualidade de voz em telefonia IP, além de subjetiva, é variável e dependente do contexto em que foi coletado. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

36 Funcionamento de PSQM Alô... Rede VoIP Comparação mapeamento PSQM para MOS Score Subjetivo Conversação real ou armazenada em arquivo Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

37 T CP / I P and mos t of its pr ot ocols and ut ilities were not written w it h s ecur it y as pr ior it y. T hey were designed for functionality and por t ability. Terry William - Practical Firewalls Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

38 Aspectos de Segurança em Telefonia IP A Rede Telefônica Pública Comutada é um sistema fechado e relativamente seguro. A inteligência e serviços ficam concentrados nas centrais. A Telefonia IP fica susceptível as vulnerabilidades nas redes IPs. Por sua característica de intolerância a atrasos e perdas de pacotes, torna sua aplicação mais vulnerável a certos tipos de ataques. Utilizando redes privadas de operadoras e corporações as ameaças à segurança continuam existindo. Ataques e fraudes com origem interna. Vulnerabilidades dos equipamentos que utilizam os protocolos de telefonia IP, (incluindo os próprios telefones IPs), podem comprometer a rede, ou permitir a utilização fraudulenta. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

39 Desafios de Segurança na Telefonia IP Confidencialidade : As informações armazenadas e transmitidas são acessíveis somente aos autorizados. Ex: Grampo telefônico Autenticidade : Assegurar a correta identificação da origem mensagem. Ex: A origem da ligação é autêntica??? Integridade : Garantir que as mensagens não sejam deletadas ou alteradas de forma não autorizada. Ex: Modificação de campos da mensagem e finalização não autorizada de chamada. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

40 Desafios de Segurança na Telefonia IP Disponibilidade : As informações e serviços devem estar disponíveis para os autorizados. Telefonia tradicional five nines. Ex: Ataques de negação de serviço; falta de energia elétrica (como ligar para a concessionária de energia se meu telefone IP/softfone não funciona por falta de energia?) Não Repúdio : Garantir que enviador e receptor da mensagem não possam negar a autoria e recebimento respectivamente. Ex: Tarifação de chamada; Controle de Acesso : O acesso as informações e recursos deve ser controlado para autorizados. Ex: instalação e uso de telefone IP de forma fraudulenta/não autorizada. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

41 Tipos de Ataque Ativo : A modificação, indisponibilização, utilização e eliminação de informações e recursos. No caso da telefonia IP podemos citar: * impersonalização de servidor; * envio de mensagens e mídia falsas ou com conteúdo alterado; * eliminação/modificação de registros de tarifação, de localização; * a indisponibilização de recursos (DoS/DDoS) necessários para a conversação, impedindo de fato ou degradando a qualidade de voz/conversação; * uso não autorizado (fraudulento) do serviço. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

42 Tipos de Ataque Passivo: A escuta clandestina de informações. Mais díficil de detectar. Podemos citar: * grampo da conversação; * obtenção de informações das chamadas realizadas. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

43 Exemplo Denial of Service (DoS/DDoS) Atacantes podem gerar requisições contendo origem falsa colocando nos cabeçalhos Via, Route o host alvo do ataque e distribuindo para um grande número de elementos SIP. Atacantes podem modificar um grande número de contatos no servidor registrar, designando o mesmo host para resposta. Atacantes podem inundar solicitações no servidor de registro. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

44 Ameaças em Telefonia IP Necessidade de controle de chamadas (tarifação, espionagem, uso indevido de recursos de empresas, escuta judicial, etc). Para evitar/descobrir fraudes: algoritmos de análise de fraudes atualmente utilizados e novos: Exemplos: Perfil de uso Desvio do padrão do tráfego Inferência de regras Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

45 Ameaças em Telefonia IP Compartilhamento com outras aplicações podem afetar a qualidade da comunicação. Necessidade de QoS. Vulnerabilidade de uma outra aplicação pode afetar a telefonia IP e vice-versa. Recomendação: separar o tráfego VoIP e de dados. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

46 Spams e Telemarking em Preocupação com a (falta de) privacidade (telemarketing, Spams over Internet Telephony-SPIT, etc) /ligações Criação de listas para não receber mensagensindesejadas A empresa Qovia patenteou um mecanismo que bloqueia Voip Spams e permite broadcast para emergências. [http://www.qovia.com ] Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

47 Novos negócios: Esconder a origem de chamada => Falsificação de origem de chamada torná-se negócio utilizando VoIP integrando com arede PSTN: => Vulnerabilidades: Através da falsificação de origem de chamada caixas de mensagens podem ser acessadas automaticamente através da verificação do número origem!! Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

48 Negócio:falsificar a origem de chamada Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

49 Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

50 Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

51 Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

52 Ferramentas! Protos : Ferramenta para teste que faz injeção de pacotes mal formados (mensagens INVITE no SIP) analisando o comportamento do produto/software. Constatado que muitas implementações de diversos fabricantes não estavam adequadas, permitindo a geração de exploits em produtos com protocolo SIP com diversos graus de comprometimento. Ferramenta disponível para download (GLP) Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

53 Ferramentas! SiVuS - Scanner para redes VoIP com protocolo SIP Outras ferramentas para testes SIP Vomit (Voice Over Misconfigured Internet Telephones) - Gera arquivo wav a partir de amostra do IP Phone da Cisco. (G.711). Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

54 Vulnerabilidades notificadas SIP Numerous vulnerabilities have been reported in multiple vendors' implementations of the Session Initiation Protocol. These vulnerabilities may allow an attacker to gain unauthorized privileged access, cause denial-of-service attacks, or cause unstable system behavior. Exploitation of these vulnerabilities may result in denial-ofservice conditions, service interruptions, and in some cases may allow an attacker to gain unauthorized access to the affected device. Specific impacts will vary from product to product. Fonte: Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

55 Firewalls, NAT e Telefonia IP The function of a strong position is to make the forces holding it practically unassailable - Carl Von Clausewitz Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

56 Firewalls, NAT e Telefonia IP SIP, MGCP, MEGACO e H.323 são protocolos da camada de aplicação e contém mensagens com informações sobre endereço IP e de porta que não são traduzidos pelo NAT. O firewall deve entender quais endereços e portas serão utilizadas na comunicação e do fluxo de mídia para permitir/bloquear o tráfego que é dinâmico. Adicionalmente o uso de endereços privados em LANs, não endereçáveis na Internet, precisam ser substituídos pelos endereços válidos de Internet e viceversa (NAT). Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

57 Propostas de soluções RFC Extensão para NAT simétrico para SIP. Não funciona para RTP. RFC STUN (Simple Traversal of UDP Through Network Address Translators) - Não funciona para NAT simétrico RFC 3303/ MIDCOM. Proposta ara controlar firewalls e NAT em VoIP. Draft TURN (Traversal Using Relay NAT). Funciona para NAT simétrico ( ) Application Layer Gateway/Firewall - Dependente do protocolo utilizado. Session Border Controllers - Utilizado para roteamento de tráfego de VoIP e prover nível de QoS. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

58 Considerações Finais Assim como na telefonia tradicional, prover mecanismos que protejam de fraudes, escutas não autorizadas, modificações de conteúdo, indisponibilização de serviços são importantes. A telefonia IP herda as vulnerabilidades existentes e acrescenta novas possibilidades de ataques, sendo mais vulnerável que a telefonia tradicional. Tende a ser um atrativo para os atacantes, pois parte dos protocolos são baseados em texto. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

59 Considerações Finais Mecanismos de segurança podem causar impacto no desempenho e funcionamento, em especial, qualidade da voz. Necessidade de provimento de mecanismos de escuta judicial autorizada em soluções de telefonia IP. Preocupação do uso desta tecnologia com criptografia e codecs próprios para cyber crimes e cyber terrorismo. As previsões indicam o crescimento na adoção dessa tecnologia pelas suas vantagens. Naturalmente, questões de segurança surgirão como em outras tecnologias e soluções novas. Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

60 FIM Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

61 Algumas referências interessantes THERNELIUS, F. "SIP, NAT and Firewalls", Stockholm : Department of Teleinformatics at the Royal Institute of Technology in Stockholm. Master Thesis THALHAMMER, J. "Security in VoIP-Telephony Systems", Institute for Applied Information Processing and Comuunications Graz University of Technology, Junho de 2002 YOSHIOKA, Sergio. Protocolos para telefonia IP. IC/UNICAMP, ARKIN, Ofir. "Why E.T. Can t Phone Home? Security Risk Factors with IP Telephony based Networks", Novembro de 2002 KNUUTINEN, Sami. Session Initiation Protocol Security Considerations, Helsinki University of Technology - Department of Computer Science and Engineering. STALLINGS, Willian. Cryptograoh and Network Security : Principles and Practice - Prentice Hall DOUSKALIS, Bill. "IP Telephony - The Integration of Robust VoIP Services", Prentice Hall, 2000 DOUSKALIS, Bill. Putting VoIP to Work Softswitch Network Design and Testing, editora Prentice Hall, 2002 Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

62 Algumas referências interessantes JOHNSTON, Alan. SIP Understanding the Session Initiation Protocol, ArtechHouse DISA field security operations.voice over internet protocol (voip) security technical implementation guide Version 1, Release 1 13 January RFC Security Mechanism Agreement for the SIP - Janeiro/03 Aspectos de Segurança em T elefonia I P Sergio Yoshioka 12 de Novembro de

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