Атака посредника

Атака «человек посередине»

Предположим, что Алиса хочет передать Бобу некоторую информацию. Мэлори хочет перехватить сообщение и, возможно, изменить его так, что Боб получит неверную информацию.

Мэлори начинает свою атаку с того, что устанавливает соединение с Бобом и Алисой, при этом они не могут догадаться о том, что кто-то третий присутствует в их канале связи. Все сообщения, которые посылают Боб и Алиса, проходят через Мэлори.

Алиса просит у Боба его открытый ключ. Мэлори представляется Алисе Бобом и отправляет ей свой открытый ключ. Алиса, считая, что это ключ Боба, шифрует им сообщение и отправляет его Бобу. Мэлори получает сообщение, расшифровывает, затем изменяет его, если нужно, шифрует его открытым ключом Боба и отправляет его ему. Боб получает сообщение и думает, что оно пришло от Алисы:

1. Алиса отправляет Бобу сообщение, которое перехватывает Мэлори:

   Алиса «Привет, Боб, это Алиса. Пришли мне свой открытый ключ.» → Мэлори Боб

2. Мэлори пересылает сообщение Бобу; Боб не может догадаться, что это сообщение не от Алисы:

   Алиса Мэлори «Привет, Боб, это Алиса. Пришли мне свой открытый ключ.» → Боб

3. Боб посылает свой ключ:

   Алиса Мэлори ← [ключ Боба] Боб

4. Мэлори подменяет ключ Боба своим и пересылает сообщение Алисе:

   Алиса ← [ключ Мэлори] Мэлори Боб

5. Алиса шифрует сообщение ключом Мэлори, считая, что это ключ Боба, и только он может расшифровать его:

   Алиса «Встречаемся на автобусной остановке!» [зашифровано ключом Мэлори] → Мэлори Боб

6. Мэлори расшифровывает сообщение, читает его, модифицирует его, шифрует ключом Боба и отправляет его:

   Алиса Мэлори «Жди меня у входа в музей в 18:00.» [зашифровано ключом Боба] → Боб

7. Боб считает, что это сообщение Алисы.

Этот пример демонстрирует необходимость использования методов для подтверждения того, что обе стороны используют правильные открытые ключи, то есть что у стороны А открытый ключ стороны B, а у стороны B — открытый ключ стороны А. В противном случае, канал может быть подвержен атаке «человек посередине».

Рассмотрим атаку на протокол выработки общего секрета Диффи-Хеллмана между сторонами A и B. Допустим, криптоаналитик E имеет возможность не только перехватывать сообщения, но и подменять их своими, то есть осуществлять активную атаку:

${\displaystyle A\leftrightsquigarrow E\leftrightsquigarrow B.}$

Перехват и подмена ключей

1. Сторона A отправляет сообщение стороне B:
   ${\displaystyle A{\stackrel {E}{\nrightarrow }}B:~g^{x}~~{\bmod {~}}p.}$
   
   
2. Криптоаналитик E перехватывает сообщение стороны A и подменяет его, отправляя стороне B уже другое сообщение :
   ${\displaystyle E\rightarrow B:~g^{z}~~{\bmod {~}}p.}$
   
   
3. Сторона B отправляет сообщение стороне A:
   ${\displaystyle A{\stackrel {E}{\nleftarrow }}B:~g^{y}~~{\bmod {~}}p.}$
   
   
4. Криптоаналитик E перехватывает сообщение стороны B и подменяет его, отправляя стороне A какое-то своё сообщение :
   ${\displaystyle A\leftarrow E:~g^{z}~~{\bmod {~}}p.}$
   
   
5. Результатом данных действий является образование двух каналов связи криптоаналитика E со сторонами A и B, причем сторона A считает что общается со стороной B при помощи секретного ключа ${\displaystyle K_{AE}}$, а сторона B отправляет сообщения при помощи ключа ${\displaystyle K_{BE}}$. При этом стороны A и B не подозревают, что обмен сообщениями происходит не напрямую, а через криптоаналитика E:
   ${\displaystyle K_{AE}=~g^{xz}~~{\bmod {~}}p,}$
   ${\displaystyle K_{BE}=~g^{yz}~~{\bmod {~}}p.}$
   
   

Подмена сообщений

1. Сторона A отправляет сообщение ${\displaystyle m}$ стороне B, зашифрованное при помощи ключа ${\displaystyle K_{AE}}$:
   ${\displaystyle A{\stackrel {E}{\nrightarrow }}B:E_{K_{AE}}(m).}$
   
   
2. Криптоаналитик E перехватывает это сообщение, расшифровывает ключом ${\displaystyle K_{AE}}$, при необходимости, изменяет его на ${\displaystyle m'}$, зашифровывает ключом ${\displaystyle K_{BE}}$ и отправляет стороне B: ${\displaystyle K_{AE}}$:
   ${\displaystyle E\rightarrow B:E_{K_{BE}}(m').}$
   
   
3. Аналогичные действия криптоаналитик E предпринимает при передачи сообщений от B к A.

Таким образом, криптоаналитик E получает возможность перехватывать и подменять все сообщения в канале связи. При этом, если содержимое сообщений не позволяет выявить наличие в канале связи третьей стороны, то атака «человек посередине» считается успешной.

Перехват SSL

В данном примере мы рассмотрим атаку на SSL через HTTP, также известного как HTTPS, поскольку это самая распространенная модель реализации протокола SSL и используется практических во всех системах банковских сетевых приложений, службах электронной почты для обеспечения шифрования канала связи. Эта технология призвана обеспечить сохранность данных от перехвата третьими лицами при помощи простого анализатора пакетов.

Рассмотрим процесс коммуникации по HTTPS на примере подключения пользователя к учетной записи на Google. Этот процесс включает в себя несколько отдельных операций:

1. Клиентский браузер обращается к http://mail.google.com на порт 80 при помощи HTTP.
2. Сервер перенаправляет клиентскую HTTPS-версию этого сайта, используя HTTP code 302 перенаправление.
3. Клиент подключается к https://mail.google.com на порт 443.
4. Сервер предъявляет клиенту свой сертификат открытых ключей для проверки подлинности сайта.
5. Клиент сверяет данный сертификат со своим списком доверенных центров сертификации.
6. Создается зашифрованное соединение.

Из всех этих действий наиболее уязвимой видится операция перенаправления на HTTPS через код ответа HTTP 302. Для осуществления атаки на точку перехода от незащищенного к защищенному каналу был создан специальный инструмент SSLStrip. С использованием данного инструмента процесс атаки выглядит следующим образом:

1. Перехват трафика между клиентом и веб сервером.
2. В момент обнаружения HTTPS URL адреса инструмент SSLstrip подменяет его HTTP-ссылкой, сопоставляя все изменения.
3. Атакующая машина предоставляет сертификаты веб-серверу и олицетворяет клиента.
4. Трафик принимается с защищенного веб-сайта и предоставляется клиенту.

В результате чего атакующий получает доступ к данным, которые клиент отправляет на сервер. Этими данными могут быть пароли от учетных записей, номера банковских карт или любая другая информация, которая обычно передается в скрытом виде. Потенциальным сигналом проведения данной атаки для клиента может стать отсутствие обозначения защищенного HTTPS-трафика в браузере. Для сервера же такая подмена останется совершенно незамеченной, потому как нет никаких изменений в SSL-трафике.

Отравление ARP КЭШа

Основой атаки «Отравление кэша ARP» является уязвимость в протоколе ARP. В отличие от таких протоколов как DNS, которые можно настроить на приём только защищенных динамических обновлений, устройства, использующие ARP, будут получать обновления в любое время. Такое свойство ARP-протокола позволяет любому устройству отправлять пакет ARP-ответа на другой узел, чтобы потребовать от него обновления ARP-кэша. Отправка ARP-ответа без генерирования каких-либо запросов называется отправкой самообращённых ARP. Если имеются злоумышленные намерения, результатом удачно направленных самообращенных ARP-пакетов, используемых таким образом, могут стать узлы, считающие, что они взаимодействуют с одним узлом, но в реальности они взаимодействуют с перехватывающим узлом взломщика[3].

В случае системы с открытым ключом криптоаналитик может перехватить сообщения обмена открытыми ключами между клиентом и сервером и изменить их, как в примере выше. Для того, чтобы оставаться незамеченным, криптоаналитик должен перехватывать все сообщения между клиентом и сервером и шифровать и расшифровывать их соответствующими ключами. Такие действия могут показаться слишком сложными для проведения атаки, однако они представляют реальную угрозу для небезопасных сетей (электронный бизнес, интернет-банкинг, платёжный шлюз)[4].

Для предотвращения атак «человек с активным криптоаналитиком», который бы подменял открытый ключ получателя во время его передачи будущему отправителю сообщений, используют, как правило, сертификаты открытых ключей.

Внедрение кода[5] в атаке «человек посередине» главным образом применяется для захвата уже авторизованной сессии, выполнения собственных команд на сервере и отправки ложных ответов клиенту[6].

Атака «человек посередине» позволяет криптоаналитику вставлять свой код в электронные письма, SQL-выражения и веб-страницы (то есть позволяет осуществлять SQL-инъекции, HTML/script-инъекции или XSS-атаки), и даже модифицировать загружаемые пользователем бинарные файлы для того, чтобы получить доступ к учетной записи пользователя или изменить поведение программы, загруженной пользователем из интернета[6].

Термином «Downgrade Attack» называют такую атаку, при которой криптоаналитик вынуждает пользователя использовать менее безопасные функции, протоколы, которые всё ещё поддерживаются из соображений совместимости. Такой вид атаки может быть проведён на протоколы SSH, IPsec и PPTP.

Для защиты от Downgrade Attack небезопасные протоколы должны быть отключены как минимум на одной стороне; просто поддержки и использования по умолчанию безопасных протоколов недостаточно!

• SSH V1 вместо SSH V2

Атакующий может попытаться изменить параметры соединения между сервером и клиентом при установлении между ними соединения[6]. Согласно докладу, сделанному на конференции Blackhat Conference Europe 2003, криптоаналитик может «заставить» клиента начать сессию SSH1, вместо SSH2 изменив номер версии «1.99» для SSH-сессии на «1.51», что означает использование SSH V1[7]. Протокол SSH-1 имеет уязвимости, которыми может воспользоваться криптоаналитик.

• IPsec

При таком сценарии атаки криптоаналитик вводит свою жертву в заблуждение, заставляя её думать, что IPsec-сессия не может начаться на другом конце (сервере). Это приводит к тому, что сообщения будут пересылаться в явном виде, в случае если хост-машина работает в rollback-режиме[7].

• PPTP

На этапе согласования параметров сессии PPTP атакующий может вынудить жертву использовать менее безопасную PAP-аутентификацию, MSCHAP V1 (то есть «откатиться» с MSCHAP V2 до версии 1), либо не использовать шифрование вообще.

Атакующий может вынудить свою жертву повторить этап согласования параметров PPTP-сессии (послать Terminate-Ack-пакет), выкрасть пароль из существующего туннеля и повторить атаку.

Наиболее распространенные публичные средства коммуникаций — это социальные сети, публичные сервисы электронной почты и системы мгновенного обмена сообщениями. Владелец ресурса, обеспечивающего сервис коммуникаций, имеет полный контроль над информацией, которой обмениваются корреспонденты и, по своему усмотрению, в любой момент времени беспрепятственно может осуществить атаку посредника.

В отличие от предыдущих сценариев, основанных на технических и технологических аспектах средств коммуникаций, в данном случае атака основана на ментальных аспектах, а именно на укоренении в сознании пользователей концепции игнорирования требований информационной безопасности.