1

"Sécurité? Hey, j’ai un FireWall!!"

Concepts de défense en profondeur, analyse de la couche 8…

Alexandre Amorison, Ir. Dr.

Directeur du Centre Informatique

Faculté Polytechnique de Mons

Académie Universitaire Wallonie-Bruxelles

22

Plan

• Introduction

• Concepts

• Expérience

• Couche 8

• Conclusion

• Discussion…

33

IntroductionIntroduction

44

Sécurité, définition

• Cambridge Dictionary of English: "Ability to avoid being harmed by any risk, danger or threat" (Capacité à éviter d'être touché par toute forme de risque, de danger ou de menace)

• Larousse: "Situation dans laquelle quelqu'un, quelque chose n’est exposé à aucun danger, à aucun risque d’agression physique, d’accident, de vol, de détérioration" 

Inaccessible! Autant de sécurité que nécessaire…

55

Sécurité, définition adaptée…

• Rafal's Definition: "Ability to avoid being harmed too much by reasonably predictable risks, dangers or threats"

• Capacité à éviter d'être trop touché par des risques, dangers ou menaces raisonnablement prévisibles

66

Pré-conclusion 1

• Présomptueux de parler de sécurité, parlons de protection…

• Concepts– Modélisation et Gestion de risque– Défense en profondeur

• Partager une expérience– Perceptions personnelles– Environnement Microsoft… Nous pourrons en discuter

Partager une perception et une vision personnelle, pas toujours académique et sans prétention d'exhaustivité.

Quelques outils concrets

77

• Pragmatisme

• Modélisation

• Equilibre entre usage et protection

• No perfect mousetrap, No silver bullet

• Défense en profondeur

• Règlements et procédures

Concepts

88

Pragmatisme

• La sécurité étant inaccessible, il s’agit de gestion de risque

• Sécurité Protection• Investissement en sécurité = investissement

pour qu’il n’arrive rien!! Peu convaincant

99

Modélisation

• Identification des menaces– STRIDE

• Identification des risques.– Connaître son infrastructure– Schéma en arbre des menaces, des cibles, des vulnérabilités

• Classification.– Risque = "criticité" * probabilité d'occurrence– DREAD Un réflexion personnelle: intégration du coût de la protection…

• Association de "petits" risques à solutions simples• Elimination d'un risque à solution trop complexe / onéreuse

• (+?)

1010

Modélisation, suite

• Evaluations financières, outil pour convaincre la direction… layer 8, nous allons y revenir…

• Processus cyclique RiskModel

LearnLearn

ControlControl

Track

AnalyzeAnalyze

PlanPlan

IdentifyIdentify

1111

Equilibre entre usages et protection

Secure

Usable Cheap

1212

Equilibre…

• Bien choisir l'équilibre

• Information des utilisateursEx: Valeur du mot de

passe…

• Ne pas encourager les mauvais comportements

1313

Protection

• Protection:– en réponse à un risque

Ex: mot de passe pc privé à domicile…– en fonction des coûts– en garantissant les usages

1414

No perfect mousetrap!

1515

No silver bullet!

• L’outil logiciel ou matériel qui règle tous les problèmes de sécurité n’existe pas…

Dommage!!

• Plusieurs sites de défense:– Réseau / communications– Applications– Accès physique– Layer 8… attendons encore un peu

Modèles en couches.

1616

Défense en profondeur.

• Pensez aux Châteaux forts…

People, policies, and process

People, policies, and process

Physical securityPhysical security

PerimeterPerimeter

Internal networkInternal network

HostHost

ApplicationApplication

DataData

1717

Règlements et procédures

• Règlement, stratégies

• Procédures de réaction

• Documentation, diagrammes (infrastructures, rôles, flux de données, …)

No security by obscurity…La complexité est un ennemi

1818

Pré-conclusion 2

• La modélisation a un coût elle aussi, qui se justifie par la complexité de la structure à protéger

• La fin est dans les usages, non dans la sécurité

• Appliquer les règlements, les stratégies

• Nous passons à du concret?

1919

Expérience

• Sécurité physique• Données• Applications• Machines• Périphérie / Serveurs• Réseau• Utilisateurs• Divers

2020

Sécurité physique

• Si quelqu'un a un accès physique à votre machine, ce n'est plus votre machine… La cryptographie peut aider

• Sécurité physique– Contrôleurs de domaine– Serveurs de backup – Backups– Serveurs

• Sécurité physique sur le réseau… une utopie aujourd'hui dans une majorité de cas.

2121

Données

• Pérennité

– Tolérance de panne– Backup

• Fausse manœuvre - clichés instantanés, plus une tâche administrative

• Disaster recovery - réplication

– Archivage

• Confidentialité

– Sécurité locale type AGLP / ACLS– Right Management– Cryptographie (EFS)– Signature et cryptage (email) (+?)

2222

Applications

• Buffer Overflow! (+?)

– Validation– Compilateur– Data Execution Prevention

• Signature de code

• Assistants et IDE (réduction des erreurs)

• Stratégies de restrictions logicielles

2323

Machines

• Virus - antivirus

• Spyware – antispyware (hosts file)

• Rootkits – format!

• Configuration

• Pare feu local

• Mises à jour

Days between patch and Days between patch and exploitexploit

Sasser

Sasser

151151180180

331331

Blaster

Blaster

Welchia/ Nachi

Welchia/ Nachi

NimdaNimda

2525

SQL Slammer

SQL Slammer

1717

2424

Périphérie / Serveurs

• Configuration

• Réduction de la surface d'attaque, SCW

• Publication et filtrage applicatif

• SSL, SSL Termination

• Authentification à l'entrée

2525

Réseau

• DMZ… GRRR!!!– 2 pare-feux, peut-être différents…– Une zone moins protégée??– Dédoublement de l'infrastructure (réseau, authentification, …).– Augmentation de la complexité… Isolation d'une partie de réseau, oui, DMZ… non!

• Pare-feu… GRRR!!! (encore)– J'ai un pare-feu!!

• TCP port 80 : SBP Security Bypassing Protocol• TCP port 443: ESBP Encrypted version

– Outil de performance, IP / Port filtering Filtrage applicatif (http, smtp, rpc, …) Peu de règles et filtrage sortant!

Implique une sécurité physique sur l'accès au réseau!

2626

Réseau: une balle en argent?

• IPSEC!– AH– ESP

Affranchissement partiel de la sécurité physique sur le réseau!

Isolation des machines sensibles voire de toutes les machines gérées!

Natif sur IPV6

2727

Utilisateurs

• Mot de passe / passphrase!– Longueur (>15 caractères)– Durée de vie maximale– Durée de vie minimale– Complexité / enthropie

• Blocage de comptes

• Protocole d'authentification – Stockage hash– Stockage réversible

• Least Privilege + dédoublement "identité"– User pour tâches user– Admin pour tâches admin (exclusivement!)

• Information / Formation

2828

Divers

• PKI • Outils d’inventaire logiciel• File screening• Combinaison Stratégie de restriction logicielles +

least privilege• FileMon, RegMon, …• Stratégies de groupe• Audit échecs et succès!• VPN / quarantaine… en connaissance de cause• Sécurité sur le courrier électronique

2929

Pré-conclusion 3.

• Des outils :

– Passphrase, stratégie de mot de passe et de compte.– IPSEC– Pare-feu applicatif– Comptes d’administration séparés– Réduction surface d'attaque SCW– Mise à jour, antivirus, …– Configurer les utilisateurs… C'est là qu'est l'os…

3030

Layer 8

• Extension du modèle OSI

• Attaque sur la couche 8

• Ingénierie sociale

• Comment?

• Exemples

• Version "virtuelle"

• Et alors?

3131

Extension du modèle OSI

• Couche 8inf: Utilisateur

• Couche 8mid: Politique

• Couche 8sup: Religieuse

1. physical

2. link

3. network

4. transport

5. session

6. presentation

7. application

8. human

3232

Attaque sur la couche 8

• Mesures de protections efficaces sur les réseaux, les systèmes, les applications

• La vulnérabilité se déplace vers le clavier…

• Mauvaise perception de risque:– Sur-estime ce qui n'est pas maitrisé, ce qui est

sensationnel et rendu tel dans les médias– Sous-estime ce qui est banal

Ingénierie sociale

3333

Ingénierie sociale

• Persuader quelqu'un de faire quelque chose

– Manière "douce"…– Pas trop à l'écart de son comportement normal– James Bond le fait tout le temps!... Ma fille de 3 ans

aussi…

• Contourne les mesures de protection

• Exploite la volonté de bien faire son travail et d'aider les autres

• Génère un compromis: demande plausible, génératrice d'ennuis si elle n'est pas satisfaite, …

3434

Comment?

• Transfert de responsabilité– "Je vais m'en occuper pour toi…"

• Bénéfice personnel– "Regarde comme ce serait mieux pour toi…"– "Je t'invite à diner?" 

• Morale– "Tu ne trouve pas ça terrible, ce n'est pas normal, tu dois m'aider!" 

• Culpabilité– "Quoi, tu ne veux pas m'aider?"

• Identification– " C'est exactement pareil pour moi, j'ai le même problème…"

• Désire d'aider– "S'il te plaiiiiiittttt" 

• Coopération– "On est trop fort ensemble, quelle équipe, tu t'occupes de ça et je fais le reste!" 

• …

3535

Exemples

• Badge / uniformes

• Ouverture de porte contrôlée

• Transport de matériel

• Téléphone

• Helpdesk!

• Poubelles…

3636

Version "virtuelle"

3737

Et alors?

• Souvent plus simple de "pirater" une personne qu'un système

• Pas de paranoïa, mais une information… un peu de vigilance

3838

Pré-conclusion 4

• Les machines sont de mieux en mieux protégées…et les utilisateurs?

3939

Conclusions

• Quand un truc ne vas plus, regarder si la stratégie de sécurité ne le bloque pas (pare-feu, ipsec, antivirus!)

• Intégration de la sécurité dans la gestion de projet, de développement ou de déploiement, avec une communication forte entre les disciplines (SOA, Role Based)

• Corriger la cause d'un problème plutôt que de lever la mesure de protection…

• La bonne solution n'est que très rarement la meilleure solution

4040

Conclusions

4141

Références

• Rafal Lukawiecki, Strategic Consultant Project Botticelli Ltd www.projectbotticelli.co.uk

• Jesper M. Johansson, Ph.D., Security Solutions Engineer Security Business & Technology Unit Microsoft Corporation. www.microsoft.com/security

• Steve Riley, Security Program Manager Microsoft Corporation . www.microsoft.com/security

• Mark Russinovich, Winternals Software www.sysinternals.com

4242

Questions?

• Réflexions annexes:– Le réchauffement de la planète et la taille de

la banquise– Si Goliath pouvait gagner…

4343

Ressources

• Modélisation STRIDE, Arborescence, DREAD

• Cryptographie, utilisation

• Buffer Overflow

4444

Modélisation: STRIDE

• Spoofing (usurpation d'identité)

• Tampering (falsification de données)

• Repudiation

• Information disclosure (divulgation)

• Denial of Service

• Elevation of Privilege

4545

Modélisation:Arborescence de menace

Obtient le mot de passe d’un utilisateur(I) (S) (E)

1.1 Recherche une connexion avec une authentification de base

UtiliseSSL/TLS

1.2Compromet la banque de données des informations de connexion du serveur

A besoin d’un accès physique au serveur

1.3Un logiciel malveillant lit le mot de passe local de l’utilisateur

1.3.1L’utilisateur « installe » un virus lisant le mot de passe

1.3.2Installe du code malveillant sur l’ordinateur

A besoin d’un accès physique

à la machine

4646

Modélisation: DREAD

• Damage potential (Dommages potentiels)

• Reproductibility (Reproductibilité)

• Exploitability (Exploitabilité)

• Affected Users (Utilisateurs affectés)

• Discoverability (Découvrabilité)

Risque : moyenne (Valeurs /10)

4747

Symmetric Key Cryptography

EncryptionEncryption

““The quick The quick brown fox brown fox jumps over jumps over the lazy the lazy dog”dog”

““AxCv;5bmEseTfid3)AxCv;5bmEseTfid3)fGsmWe#4^,sdgfMwifGsmWe#4^,sdgfMwir3:dkJeTsY8R\s@!r3:dkJeTsY8R\s@!q3%”q3%”

““The quick The quick brown fox brown fox jumps over jumps over the lazy the lazy dog”dog”

DecryptionDecryption

Plain-text inputPlain-text input Plain-text outputPlain-text outputCipher-textCipher-text

Same keySame key(shared secret)(shared secret)

4848

Public Key Encryption

EncryptionEncryption

““The quick The quick brown fox brown fox jumps over jumps over the lazy the lazy dog”dog”

““Py75c%bn&*)9|Py75c%bn&*)9|fDe^bDFaq#xzjFr@gfDe^bDFaq#xzjFr@g5=&nmdFg$5knvMd’r5=&nmdFg$5knvMd’rkvegMs”kvegMs”

““The quick The quick brown fox brown fox jumps over jumps over the lazy the lazy dog”dog”

DecryptionDecryption

Clear-text InputClear-text InputClear-text OutputClear-text Output

Cipher-textCipher-text

DifferentDifferent keys keys

Recipient’s Recipient’s public keypublic key

Recipient’s Recipient’s private keyprivate key

privatprivatee

publicpublic

4949

Hybrid Encryption (Real World)

As above, repeated As above, repeated for other recipientsfor other recipientsor recovery agentsor recovery agents

DigitalDigitalEnvelopeEnvelope

Other recipient’s or Other recipient’s or agent’s agent’s publicpublic key key (in certificate)(in certificate)in recovery policyin recovery policy

Launch keyLaunch keyfor nuclearfor nuclear

missile missile ““RedHeat” RedHeat”

is...is...Symmetric key Symmetric key

encrypted asymmetrically encrypted asymmetrically (e.g., RSA)(e.g., RSA)

Digital Digital EnvelopeEnvelope

User’sUser’spublicpublic key key(in certificate)(in certificate)

RNGRNG

Randomly-Randomly-Generated Generated symmetricsymmetric“session” key “session” key

SymmetricSymmetric encryption encryption(e.g. DES)(e.g. DES)

*#$fjda^j*#$fjda^ju539!3tu539!3t

t389E *&\@t389E *&\@5e%32\^kd5e%32\^kd

5050

*#$fjda^j*#$fjda^ju539!3tu539!3t

t389E *&\@t389E *&\@5e%32\^kd5e%32\^kd

Launch keyLaunch keyfor nuclearfor nuclear

missile missile ““RedHeat” RedHeat”

is...is...

Launch keyLaunch keyfor nuclearfor nuclear

missile missile ““RedHeat” RedHeat”

is...is...

SymmetricSymmetricdecryption decryption (e.g. DES)(e.g. DES)

Digital Digital EnvelopeEnvelope

Asymmetric Asymmetric decryption of decryption of

“session” key (e.g. RSA)“session” key (e.g. RSA)

Symmetric Symmetric “session” key“session” key

Session key must be Session key must be decrypted using the decrypted using the recipient’s recipient’s private private keykey

Digital envelope Digital envelope contains “session” contains “session” key encrypted key encrypted using recipient’s using recipient’s public keypublic key

Recipient’s Recipient’s privateprivate keykey

Hybrid Decryption

5151

Symmetric encryptionDES, IDEA, RC2, RC5

• DES (Data Encryption Standard) is the most popular– Keys very short: 56 bits– Brute-force attack took 3.5 hours on a machine costing

US$1m in 1993. Today it probably is done real-time.– Triple DES (3 DES) not much more secure but may

thwart NSA– Just say no, unless value of data is minimal

• IDEA (International Data Encryption Standard)– Similar to DES, but “not” from NSA– 128 bit keys

• RC2 & RC5 (by R. Rivest)– RC2 is older and RC5 newer (1994) - similar to DES

and IDEA

5252

• Standard replacement for DES for US government, and, probably for all of us as a result…– Winner of the AES (Advanced Encryption Standard) competition

run by NIST (National Institute of Standards and Technology in US) in 1997-2000

– Comes from Europe (Belgium) by Joan Daemen and Vincent Rijmen. “X-files” stories less likely (unlike DES).

• Symmetric block-cipher (128, 192 or 256 bits) with variable keys (128, 192 or 256 bits, too)

• Fast and a lot of good properties, such as good immunity from timing and power (electric) analysis

• Construction deceptively similar to DES (S-boxes, XORs etc.) but really different

Symmetric encryptionRijndael

5353

Symmetric encryptionRC4

• Symmetric– Fast, streaming encryption

• R. Rivest in 1994– Originally secret, but “published” on sci.crypt

• Related to “one-time pad”, theoretically most secure

• But!• It relies on a really good random number

generator– And that is the problem

5454

Asymmetric encryptionRSA, DSA, ElGamal, ECC

– Very slow and computationally expensive – need a computer– Very secure

• Rivest, Shamir, Adleman – 1978– Popular and well researched– Strength in today’s inefficiency to factorise into prime numbers– Some worries about key generation process in some

implementations• DSA (Digital Signature Algorithm) – NSA/NIST thing

– Only for digital signing, not for encryption– Variant of Schnorr and ElGamal sig algorithm

• ElGamal– Relies on complexity of discrete logarithms

• ECC (Elliptic Curve Cryptography)– Really hard maths and topology– Better than RSA, in general and under a mass of research

5555

Hash functionsMD5, SHA

• Hash functions – not encryption at all!• Goals:

– Not reversible: can’t obtain the message from its hash– Hash much shorter than original– Two messages won’t have the same hash

• MD5 (R. Rivest)– 512 bits hashed into 128– Mathematical model still unknown– But it resisted major attacks

• SHA (Secure Hash Algorithm)– US standard based on MD5

5656

What Does Cryptography Solve?

• Confidentiality – Your data/service provides no useful information to unauthorised

people• Integrity

– If anyone tampers with your asset it will be immediately evident• Authenticity

– We can verify that asset is attributable to its authors or caretakers

• Non-repudiation– The author or owner or caretaker of asset cannot deny that they

are associated with it• Identity

– We can verify who is the specific individual entity associated with your asset

5757

Buffer Overflow

Buffers Other vars

EB

P

EIP Args

void func(char *p, int i) { int j = 0; CFoo foo; int (*fp)(int) = &func; char b[128]; strcpy(b,p);}

Function return address

Exception handlersFunction pointersVirtual methods

All determineAll determineexecution flowexecution flow

Bad things happen if *p points to data longer than b