Компьютерные сети. 6-е изд. - Эндрю Таненбаум

Сканирование портов

Исследование компьютера на предмет активности портов называется сканированием портов (port scanning) и может оказаться довольно сложным. Описанный выше метод сканирования подключением (connect scan) или открытого сканирования (open scan), при котором злоумышленник пытается установить полное TCP-соединение с нужным компьютером, напротив, предельно прост. Однако, будучи вполне эффективным, он имеет крупный недостаток — он слишком заметен для службы безопасности. Многие серверы регистрируют все успешные TCP-соединения в журнале, и попадание в такой журнал на этапе разведки отнюдь не входит в планы злоумышленника. Чтобы избежать этого, он может предпринимать заведомо неудачные попытки соединения, используя метод полуоткрытого сканирования (half-open scan). При таком сканировании злоумышленник лишь делает вид, что хочет установить соединение: он отправляет TCP-пакеты с флагом SYN, содержащим интересующие его номера портов, и в ответ получает от сервера соответствующие сегменты SYN/ACK для открытых портов, но после этого так и не завершает процесс «тройного рукопожатия». Большинство серверов не регистрирует в журнале неудачные попытки подключения.

Если метод полуоткрытого сканирования эффективнее, зачем мы вообще обсуждаем метод сканирования подключением? Дело в том, что применить полуоткрытое сканирование может лишь продвинутый хакер. Установить полное соединение с TCP-портом, как правило, можно почти с любого компьютера с помощью простых инструментов (например, утилиты telnet), часто доступных для непривилегированных пользователей. Но в случае полуоткрытого сканирования злоумышленник должен четко определить, какие пакеты нужно передавать, а какие нет. В большинстве систем нет стандартных инструментов, которые позволяют обычным пользователям сделать это, поэтому выполнить полуоткрытое сканирование могут только пользователи с правами администратора.

Как при сканировании подключением, так и при полуоткрытом сканировании предполагается, что можно инициировать TCP-соединение с любого компьютера, расположенного за пределами сети, в которой находится цель атаки. Но на практике брандмауэр может не позволить установить соединение с компьютера злоумышленника. В частности, он может блокировать все сегменты SYN. В этом случае хакеру придется прибегнуть к более экзотическим методам сканирования. Например, метод FIN-сканирования (FIN scan) сводится к тому, чтобы вместо сегмента SYN передавать TCP-сегмент FIN, который обычно применяется для закрытия соединения. На первый взгляд это не имеет смысла, ведь у нас нет ни одного соединения. Тем не менее ответ на пакет FIN может отличаться в зависимости от того, открыт ли порт (и прослушивается ли соответствующей службой) или закрыт. Так, многие реализации TCP отправляют TCP-пакет RST, если порт закрыт, и молчат, если он открыт. Три описанных базовых метода сканирования показаны на илл. 8.2.

Илл. 8.2. Базовые методы сканирования портов. (а) Сканирование подключением. (б) Полуоткрытое сканирование. (в) FIN-сканирование

Сейчас вы, вероятно, задаетесь вопросом: «Если мы можем сканировать компьютер с помощью флагов SYN и FIN, можно ли применять для этого и другие флаги?» Вы абсолютно правы. Можно использовать любую конфигурацию флагов, если она приводит к разным ответам для открытых и закрытых портов. Еще один широко известный вариант сводится к одновременной установке сразу нескольких флагов: FIN, PSH и URG. Этот метод называется Xmas-сканированием (Xmas scan)41, потому что пакет при этом сверкает, как рождественская елка.

На илл. 8.2 (а) установление соединения означает, что порт открыт. На илл. 8.2 (б) об этом говорит ответ SYN/ACK. Наконец, на илл. 8.2 (в) ответ RST сообщает, что порт закрыт.

Поиск открытых портов является лишь первым шагом. После этого нужно выяснить, какой именно сервер работает на конкретном порте, с каким программным обеспечением (и какой версии) и под какой операционной системой. Допустим, мы узнали, что открыт порт 8080. По всей вероятности, его использует веб-сервер, но у нас нет в этом уверенности. Даже если это веб-сервер, то какой именно — Nginx, Lighttpd или Apache? Хакеру могут быть известны только, к примеру, уязвимости сервера Apache в версии 2.4.37 для ОС Windows. Поэтому выяснение всех этих деталей, то есть снятие цифрового отпечатка (fingerprinting), играет очень важную роль. Так же как и при сканировании портов, получить эти сведения можно благодаря различиям (зачастую незначительным) в ответной реакции для разных серверов и операционных систем. Если вам это кажется очень сложным, не пугайтесь. Как и в случае многих других сложных вещей в сфере компьютерных сетей, уже нашлась добрая душа, объединившая для вас все эти методы сканирования и снятия цифровых отпечатков в удобные и многофункциональные программы, например netmap и zmap.

Утилита traceroute

Итак, хакер может выяснить, какие службы активны на одном компьютере, но что насчет остальных устройств в сети? Отталкиваясь от первого IP-адреса, злоумышленник может «прощупать» окружение этого компьютера и посмотреть, какие еще компьютеры доступны. Например, если первый компьютер использует IP-адрес 130.37.193.191, можно также проверить адреса 130.37.193.192, 130.37.193.193 и все другие возможные адреса в этой локальной сети. Зло­умышленник также может воспользоваться программой traceroute, чтобы выяснить, по какому пути данные идут к исходному IP-адресу. Утилита traceroute последовательно отправляет целевому компьютеру небольшие партии UDP-пакетов с временем жизни (TTL), равным единице, двум, трем и т.д. Первый маршрутизатор уменьшает значение TTL и сразу же удаляет первую партию пакетов (потому что TTL становится равным нулю), после чего отправляет назад ICMP-сообщение об ошибке, в котором говорится, что время жизни пакетов истекло. Второй маршрутизатор делает то же самое для следующей партии пакетов, третий — для третьей, и т.д., пока, наконец, определенные UDP-пакеты не дойдут до нужного компьютера. Собрав воедино эти пакеты ICMP-сообщений и соответствующие IP-адреса источников, утилита traceroute может определить общий маршрут. На основе полученных результатов хакер может попытаться выявить дополнительные мишени, проверив диапазоны адресов маршрутизаторов, расположенных поблизости от целевого компьютера, и тем самым получив общее представление о топологии сети.

8.2.2. Прослушивание и перехват (и немного подмены данных)

Многие сетевые атаки начинаются с перехвата сетевого трафика. Использование этого компонента предполагает, что хакер имеет доступ к сети жертвы. Он может, например, принести ноутбук в зону действия ее Wi-Fi-сети или получить доступ к ПК в проводной сети. Прослушивание в таких широковещательных сетях, как сети Wi-Fi или первая версия сети Ethernet, не представляет большого труда: нужно просто подключиться к каналу в подходящем для этого месте, а затем прослушивать поступающий поток битов. Для этого злоумышленники переводят свои сетевые интерфейсы в неизбирательный режим (promiscuous mode), что позволяет принимать все идущие через канал пакеты, включая предназначенные для других хостов, и перехватывать трафик с помощью таких инструментов, как tcpdump и Wireshark.

Прослушивание в коммутируемых сетях

Однако в сетях других типов дело часто обстоит далеко не так гладко — взять хотя бы сеть