Определение операционной системы удаленного хоста.

Коротко о главном

В данной статье рассмотрен метод получения информации об операционной системе удаленного хоста, использующий механизм опроса стека TCP/IP удаленного хоста. Вначале представлены некоторые классические методы определения ОС удаленного хоста. Затем рассматриваются конкретные методы воздействия на удаленный хост, по результатам которых можно сделать определенные выводы об установленной на нем ОС. Наконец, рассмотрен механизм комплексного воздействия на удаленный хост, использующий комбинацию рассмотренных методов и реализованный в программе RuNmap.

Введение

Проблема определения типа и версии операционной системы (далее - ОС) удаленного хоста является весьма актуальной на начальном этапе реализации атаки на хост. В зависимости от того, какая ОС установлена на удаленном хосте, атакующий будет планировать свои дальнейшие действия, воздействуя на известную "дыру" (если таковая имеется) в безопасности установленной на хосте ОС. При этом, чем точнее атакующий определит тип и версию ОС удаленного хоста, тем эффективней будет выполнен его "взлом". В подтверждении этого, рассмотрим несколько возможных ситуаций.

Допустим, осуществляется попытка проникновения в удаленный хост. В результате сканирования портов было обнаружено, что 53-й порт хоста открыт. На основании данного признака можно предположить, что на хосте установлена одна из версий ОС UNIX, и выполняется одна из уязвимых версий демона bind. Если это весьма условное предположение является верным, атакующий имеет только одну попытку использовать обнаруженную "дыру", поскольку неудавшаяся попытка атаки "подвесит" демона и порт окажется закрытым, после чего атакующему придется искать новые "дыры" в безопасности удаленного хоста.

Если атакующий точно определит тип и версию ОС удаленного хоста (например, Linux kernel 2.0.35 или Solaris 2.51), он может соответствующим образом скоординировать свои действия, проанализировав информацию, касающуюся известных проблем в безопасности определенной ОС.

Используя программные средства, обеспечивающие определение ОС удаленного хоста, атакующий способен просканировать множество хостов и определить тип и версию ОС, установленную на каждом из них. Затем, когда кто-нибудь опубликует в сети Интернет информацию об обнаруженной "дыре" в безопасности конкретной ОС, атакующий автоматически получает список уязвимых хостов, на которых установлена данная версия ОС.

Информацию о типе и версии ОС удаленного хоста возможно использовать в качестве спекулятивного средства социальной инженерии. Например, атакующий получает от удаленного хоста следующую информацию:

DataVoice TxPort PRISMA 3000 T1 CSU/DSU 6.22

Следующим его шагом может быть звонок администратору данного хоста от имени службы поддержки DataVoice и подробный рассказ о мифической "дыре" в Prisma 3000, с рекомендацией обязательной установки программы - "заплаты", "только что отправленной" по электронной почте администратору. "Заплата" на самом деле является закладкой, пересылающей атакующему все пароли системы. Как видно, информация об ОС хоста является основным оружием в руках опытного взломщика.

Классические методы определения операционной системы удаленного хоста

Существует масса различных способов получить информацию об ОС удаленного хоста. Удивительно, но самым эффективным из них и по сей день является следующий:

Playground~> telnet hpux.u-aizu.ac.jp

Tryin 163.143.102.12 ...

Connected to hpux.uaizu.ac.jp.

Escape character is '^]'.

HP-UX hpux B.10.01.A 9000/715 (ttyp2)

login:

Как видно, не имеет смысла прибегать к различным ухищрениям, если удаленный хост сам сообщает о своей ОС. Основная масса разработчиков ОС поставляют свои продукты именно с такими заголовками, и многие системные администраторы забывают их отключить. Но даже если вывод заголовка отключен, большинство прикладных программ выдадут информацию, находящуюся в заголовке ОС хоста по первому требованию (если администратор не позаботился об отключении этой возможности). Например, FTP-сервер:

Payfones> telnet ftp.netscape.com 21

Trying 207.200.74.26 ...

Connected to ftp.netscape.com.

Escape character is '^]'.

220 ftp29 FTP server (UNIX(r) System V Release 4.0) ready.

Далее, применив команду SYST, можно получить более подробную информацию:

SYST

215 UNIX Type: L8 Version SUNOS

Кроме того, если имеется доступ к FTP, атакующий может просмотреть bin-файлы в каталоге /bin/ls и определить, в какой ОС они используются. Аналогичную информацию можно получить и от WEB-сервера:

Playground> echo 'GET / HTTP/1.0\n' | nc hotboot.com 80 | egrep '^Server:'

Server: Microsoft-IIS/4.0

Playground>

Другие методы предусматривают просмотр базы данных сервера службы DNS (неэффективный метод, поскольку немногие из системных администраторов станут размещать эту информацию на DNS-сервере), а также упомянутую ранее социальную инженерию.

Метод опроса стека TCP/IP удаленного хоста

Как правило, реакцией сервера на любое удаленное воздействие (входящий пакет данных, запрос) является пакет данных, посылаемый источнику данного воздействия (в дальнейшем под термином "сервер" понимается атакуемый хост, а под термином "хост" - хост атакующего).

Как показывает практика, различные ОС при работе в сети по-разному реагируют на один и тот же запрос. Исследовав особенности реакций на запрос ОС, версии которых заранее известны, можно набрать определенную статистику, сопоставив реакции на запрос с типом ОС. При использовании комбинированного воздействия, статистическая информация становится более конкретизированной.

В дальнейшем, исследуя реакцию сервера с неизвестной ОС, с использованием накопленной статистики можно определить не только тип, но и версию установленной на сервере ОС. Например, возможно точно отличить Solaris 2.4 от Solaris 2.50 или Linux kernel version 2.0.30 (для всех Linux далее указывается версия ядра) от Linux 2.0.35.

Рассмотрим более подробно основные методы исследования ОС сервера.

FIN-исследование

Перед началом непосредственного исследования хост сканирует порты сервера и определяет, какие порты являются открытыми. Затем на любой открытый порт сервера хост посылает FIN-пакет (TCP-пакет на завершение соединения) или любой другой пакет без флагов SYN и ACK. В соответствии с RFC 793 сервер должен ответить на такой пакет RST-пакетом, однако некоторые ОС типа Windows, BSDI, CISCO, HP/UX, MVS и IRIX не посылают ничего в ответ.

Исследование BOGUS- флагом

Хост посылает на сервер SYN-пакет с установленным в TCP-заголовке неиспользуемым "флагом" BOGUS. "Флаг" BOGUS не является настоящим флагом. На самом деле этот термин подразумевает установку бит в поле Reserved заголовка TCP-пакета как 1000000 (вместо всех нулей согласно RFC 793). ОС Linux до 2.0.35 сохраняет в ответе этот "флаг". Некоторые ОС обрывают соединение при получении такого пакета.

Определение закона изменения ISN сервера

Хост посылает на сервер SYN-пакет с запросом на соединение, записав в пакет свое (известное) значение ISN. Сервер, получив запрос на соединение, прибавляет к полученному ISN единицу и записывает полученное значение в поле ACK ответа (т.е. SYN|ACK-пакета), а в поле ISS ответа - свой собственный ISN, и передает пакет устанавливающему соединение хосту. На приемной стороне (т.е. на стороне хоста) пакет анализируется. Операция повторяется до тех пор, пока не будет выявлен закон изменения ISN сервера.

Возможны следующие закономерности:

Исследование поля Window TCP-пакета

Анализируя принятые от сервера TCP-пакеты целесообразно обратить внимание на поле Window в их заголовках , поскольку значение этого поля является своеобразной константой, характеризующей ОС. В некоторых случаях для однозначного определения типа ОС достаточно извлечь значение поля Window в TCP-заголовке принятого от сервера пакета.

Так, ОС AIX - единственная ОС, имеющая значение Window=0x3F25. "Полностью переписанный" стек TCP/IP в ОС Windows NT5, равно, как и OpenBSD и FreeBSD, имеют Window=0x402E.

Исследование поля ACK в TCP-пакете

Рекомендацией RFC 793 определено стандартное изменение поля ACK в TCP-пакетах при установлении соединения, передаче данных и закрытии соединения. Однако в нестандартных ситуациях различные ОС по-разному устанавливают значение этого поля.

Исследование проводится следующим образом. На закрытый TCP-порт хост отправляет FIN|PSH|URG-пакет с известным значением ISN в поле ISS. Большинство ОС скопируют значение ISN, прибывшее в ISS, в поле ACK ответа. Однако ОС Windows и некоторые сетевые принтеры отправят в поле ACK ответа ISN+1. Если хост пошлет SYN|FIN|PSH|URG-пакет, поведение Windows предсказать трудно. Иногда эта ОС отправляет в поле ACK ответа прибывший ISN, иногда - ISN+1, иногда - по всей видимости, случайное значение. Остается только догадываться, какой код написала Microsoft для обработки подобной ситуации.

Исследование скорости генерирования ICMP-сообщений

Согласно RFC 792, протокол ICMP использует протокол IP в качестве средства доставки. Очевидно, что ICMP-сообщения занимают определенную часть полосы пропускания канала связи, что снижает общую скорость передачи данных. По этой причине некоторые продвинутые ОС, следуя рекомендации RFC 1812, ограничивают количество отправляемых в канал связи ICMP-сообщений об ошибках.

Так, Linux ограничивает количество ICMP-сообщений об ошибке типа "получатель недоступен" (Destination Unreachable) до 80 сообщений в 4 секунды, с простоем 0,25 секунды, если это ограничение было превышено.

Единственный способ проверить скорость генерирования ICMP-сообщений сервером - послать на некоторый закрытый UDP-порт с большим номером набор пакетов и подсчитать количество принятых ICMP-сообщений. Этот тест является очень медленным, и, кроме того, вызывает относительно большую нагрузку на сеть.

Исследование формата ICMP-сообщений

Для снижения общей нагрузки на сеть рекомендациями было установлено, что дейтаграмма с ICMP-сообщением об ошибке должна иметь меньший размер, чем дейтаграмма с ICMP-сообщением, вызвавшая ошибку. Так, в качестве ICMP-сообщения "порт недостижим" (Port Unreachable - PU) практически все ОС генерируют дейтаграмму, представляющую собой необходимый IP-заголовок и 8 байт данных, которые и являются непосредственно ICMP-сообщением. Однако ОС Solaris формирует ICMP-сообщение немного большего размера, а Linux - еще больше, чем Solaris. Таким образом, имеется возможность распознавать ОС Linux и Solaris даже в том случае, если сервер не осуществляет прослушивание портов.

Исследование эха в ICMP-сообщениях

Как известно, в ICMP-сообщении об ошибке должна присутствовать часть дейтаграммы, вызвавшей эту ошибку. Эта часть состоит из IP-заголовка дейтаграммы и первых 64-х бит данных дейтаграммы, и называется "эхом" дейтаграммы.

Некоторые ОС используют IP-заголовок прибывшей дейтаграммы в качестве "рабочего пространства" на начальном этапе ее обработки. Это приводит к искажению IP-заголовка, и дейтаграмма с искаженным заголовком отправляется как эхо ICMP-сообщения.

Различные ОС по-разному искажают заголовок дейтаграммы. Например, ОС AIX и BSDI в IP-заголовке эха возвращают значение поля TotalLength на 20 байт больше первоначального значения исходной дейтаграммы. Некоторые версии ОС BSDI, FreeBSD, OpenBSD, ULTRIX и VAXen стирают поле ID в эхо-IP заголовке.

Не смотря на то, что поле "контрольная сумма" IP-заголовка так или иначе изменяется всвязи с изменением параметра TTL, некоторые ОС типа AIX, FreeBSD отправляют в эхо-дейтаграмме несоответствующую либо нулевую контрольную сумму. То же самое происходит и с контрольной суммой в UDP-пакете.

Вцелом, возможно проведение девяти различных тестов для проверки эха дейтаграммы в ICMP-сообщении и выявления различных закономерностей для разных ОС.

Исследование поля Type Of Service в заголовке ICMP-сообщения

В ICMP-сообщении, наряду с уже упомянутыми признаками, можно проанализировать поле Type Of Service (Тип сервиса, TOS). Подавляющее большинство ОС устанавливают поле TOS=0. Однако старые версии Linux ставят TOS=0xC0 (следует отметить, что это значение не является указателем на какой-либо тип сервиса). Таким образом, данный признак можно использовать совместно с другими тестами для различения старых и новых версий Linux.

Исследование обработки фрагментов дейтаграммы

Как известно, протокол IP делит пакет на фрагменты для дальнейшей передачи их в сеть. На практике различные ОС могут по-разному осуществлять обработку перекрытия фрагментов. Так, некоторые ОС заменяют старый фрагмент, прибывший без ошибок, повторно прибывшим аналогичным. Другие ОС считают, что старый пакет имеет привилегию над аналогичным новым и игнорируют его. Исследуя закон перекрытия фрагментов можно сделать определенные выводы относительно типа ОС исследуемого сервера.<

Исследование поля Options заголовка TCP-пакета

Поле Options (опции) TCP-пакета является едва ли не самым важным каналом утечки информации от хоста относительно ОС, установленной на нем. Денное поле имеет некоторые особенности:

Таким образом, послав на сервер TCP-пакет с указанием следующего набора опций:

<WindowScale=10><NOOP><MaxSegmentSize=256><TimeStamp><EndOfOptions>

и получив от сервера ответ подобного рода

<NOOP><MaxSegmentSize=1024><NOOP><NOOP><EndOfOps>

можно сделать вывод о том, что ОС сервера поддерживает опцию MaxSegmentSize.

Некоторые ОС, например, новые версии FreeBSD и последние версии Linux 2.1.x , поддерживают все опции, другие (например Linux 2.0.x) - лишь небольшой набор опций.

Рассматривая приведенный выше пример, можно обратить внимание на то, что значение MaxSegmentSize (MSS) в запросе (256) отличается от значения ответа (1024). Поэтому, если несколько ОС поддерживают одинаковый набор опций, имеется возможность различения ОС по значению опций.

Кроме того, из примера видно, что опция MSS в ответе стоит на втором месте, а в запросе была указана на третьем месте. Эта особенность используется в случае, когда разные ОС имеют одинаковый набор опций с идентичными их значениями. При этом возможно различение ОС по порядку следования указанных в ответе опций.

Так, ОС Solaris возвращает:

<NOOP><NOOP><TimeStamp><NOOP><WindowScale><EchoedMSS>

или, кратко, NNTNWE. ОС Linux 2.1.122 возвращает MENNTNW. Одинаковый набор опций, одни и те же значения но - разный порядок их следования.

Исследование флага DontFragment в IP-заголовке

Многие ОС в определенных ситуациях не используют фрагментацию пакетов, и поэтому устанавливают флаг DontFragment (DF) в IP-заголовке отправляемой (нефрагментированной) дейтаграммы. Это повышает производительность ОС при работе в сети всвязи с уменьшением времени обработки передаваемых пакетов. Установив зависимость наличия (или отсутствия) данного признака в конкретной ситуации от типа ОС, можно в дальнейшем использовать его в одном из тестов на определение ОС сервера.

Исследование возможности "борьбы с затоплением" SYN-пакетами

"Затопление" SYN-пакетами является достаточно известным способом "завала" сервера, вызвав у него состояние "отказа в обслуживании". Суть этой атаки заключается в том, что при отправлении на некоторый открытый порт сервера определенного числа SYN-пакетов (запрос на установление соединения) с указанием несуществующего IP-адреса сервер перестает отвечать на все входящие на этот порт запросы.

Большинство ОС могут успешно обработать не более 7 таких пакетов. Однако некоторые новые версии ОС (например, новые Linux) способны бороться с "затоплением" SYN-пакетами различными методами (например, SYN-cookies) для предотвращения "отказа в обслуживании".

Поэтому имеется возможность исследовать ОС сервера, послав на него 8 SYN-пакетов с указанием несуществующего IP-адреса в поле "источник" IP-заголовка (указание ложного источника позволяет избежать разрыва соединения между сервером и хостом) и затем проверить возможность установления соединения с сервером по тому порту, на который были отправлены SYN-пакеты.

Особенности ОС Windows

Несмотря на все выше перечисленные методы определения ОС сервера, практически невозможно различить стек TCP/IP у ОС Windows 95, Windows 98 и Windows NT всех версий, несмотря на то, что Windows 98 вышла позже Windows 95 на 4 года. Этот факт позволяет сделать вывод о том, что стек TCP/IP, положенный в основу Windows 95, был скопирован в Windows NT 4.0 и, может быть, слегка изменен в Windows 98.

Поэтому атакующему, определив ОС сервера как Windows95/NT, достаточно опробовать известные методы атаки на эти ОС (Ping of Death, WinNuke, Teardrop, Land). Тем самым, работа сервера так или иначе будет нарушена.

Hosted by uCoz