SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 11

Secure Active Switch Secure Active Switch (SAS): (SAS): hardening del Linux kernel hardening del Linux kernel

bridgebridgeimplementato su sistema implementato su sistema

embeddedembeddedColdFire MotorolaColdFire Motorola

Giuseppe Gottardi

Università Politecnica delle Marche

Dipartimento di Elettronica Intelligenza artificiale e Telecomunicazioni

D.E.I.T.

Correlatore:Dott. Ing. Valerio

Frascolla

Relatore:Prof. Massimo Conti

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 22

SSecure ecure AActive ctive SSwitchwitch

1.1. Cos’è il SASCos’è il SAS

2.2. Perché Perché usarlousarlo

3.3. Come Come funzionafunziona

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 33

SSecure ecure AActive ctive SSwitchwitch

Cos’è il Cos’è il SAS?SAS?

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 44

SAS: IT security toolSAS: IT security tool

Tool di prevenzione verso gli attacchi Tool di prevenzione verso gli attacchi informatici in rete locale basato su un algoritmo informatici in rete locale basato su un algoritmo di nuova concezione sviluppato dall’autore di nuova concezione sviluppato dall’autore della tesi in collaborazione con il DEIT.della tesi in collaborazione con il DEIT.

Hardening del kernel Linux v2.6Hardening del kernel Linux v2.6– Modifica al kernel di Linux nel modulo “bridge”Modifica al kernel di Linux nel modulo “bridge”

Switch di rete Attivo e SicuroSwitch di rete Attivo e Sicuro– Attivo: capace di mandare pacchetti di controlloAttivo: capace di mandare pacchetti di controllo– Sicuro: capace di bloccare attacchi di tipo ARPSicuro: capace di bloccare attacchi di tipo ARP

Sistema embedded su MCF5485EVBSistema embedded su MCF5485EVB– Board Freescale con µproc ColdFire Motorola (MIPS 32-bit) Board Freescale con µproc ColdFire Motorola (MIPS 32-bit)

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 55

SSecure ecure AActive ctive SSwitchwitch

Perché usarlo?Perché usarlo?

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 66

Attacchi Attacchi in Local Area NetworkSTATS – CSI/FBISTATS – CSI/FBI

Fonte: Computer Security Institute Federal Bureau of Investigation

Abusi della rete dall’interno (60% sulla totalità degli attacchi nel 2004)

Perdite per oltre11.000.000 $

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 77

Attacchi Attacchi in Local Area NetworkTYPOLOGIESTYPOLOGIES LAN non commutata (HUB)

- T- Tutti i pacchetti transitano per l’host attaccante. LAN commutata (switching tradizionale)

- I pacchetti degli host attaccati transitano per l’host attaccante dopo un attacco M.I.T.M.

Tipologia di attacchi M.I.T.M.

DA LOCALE A LOCALE:DA LOCALE A LOCALE:- ARP poisoning- ARP poisoning - DNS spoofing- DNS spoofing - STP mangling- STP mangling- Port stealing- Port stealing

DA LOCALE A REMOTO (attraverso il gateway):DA LOCALE A REMOTO (attraverso il gateway):- ARP poisoning- ARP poisoning - DNS spoofing- DNS spoofing - DHCP spoofing - DHCP spoofing - ICMP redirection- ICMP redirection - IRDP spoofing- IRDP spoofing - route - route manglingmangling

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 88

Attacchi Attacchi ““Man In The Man In The Middle”Middle”HTTPS (SSL)HTTPS (SSL)

1111 2222 3333 4444

18 08 19 09

Giuseppe Gottardi

overet@secutitydate.it

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 99

Attacchi Attacchi ““Man In The Man In The Middle”Middle”KEY EXCHANGING - HTTPSKEY EXCHANGING - HTTPS Consiste nella modifica del certificato SSL scambiato Consiste nella modifica del certificato SSL scambiato

tra un server web HTTPS e un clienttra un server web HTTPS e un client (vale anche per (vale anche per SSH v1). Questa tecnica consente di decodificare SSH v1). Questa tecnica consente di decodificare sessioni codificate.sessioni codificate.

Server Client

MITM

start

KEY-ARSA KEY-BRSA

Ekey-B(S-Key)Ekey-A(S-Key)S-KEY S-KEY S-KEY

MEskey(M)

D(E(M))

D(E(M))

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1010

Attacchi Attacchi ““Man In The Man In The Middle”Middle”FILTERING -FILTERING - HTTPS redirectionHTTPS redirectionUna form in HTTPS viene forzata all'autenticazione in HTTPUna form in HTTPS viene forzata all'autenticazione in HTTP

Http main page with https login form

Change form destination to http://mitm

Http post (login\password)

Auto-submitting hidden form with right authentication data

Real https authentication post

Authenticated connection

Client

Server

MITMlogin

password

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1111

SSecure ecure AActive ctive SSwitchwitch

Come Come funziona?funziona?

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1212

ARP poisoningARP poisoningSIMULATIONSIMULATION

IPIP MACMAC

10.0.0.210.0.0.2 01:02:03:04:05:0B

10.0.0.310.0.0.3 01:02:03:04:05:0C

IPIP MACMAC

10.0.0.110.0.0.1 01:02:03:04:05:0A

10.0.0.310.0.0.3 01:02:03:04:05:0C

IPIP MACMAC

10.0.0.210.0.0.2 01:02:03:04:05:0C

10.0.0.310.0.0.3 01:02:03:04:05:0C

Host A

Host B

Attaccante

Switch

ARP poisoning

ARP poisoning

Packet from A

IP 10.0.0.1MAC 01:02:03:04:05:0A

IP 10.0.0.3MAC 01:02:03:04:05:0C

IP 10.0.0.2MAC 01:02:03:04:05:0B

ARP cache A

ARP cache B

IPIP MACMAC

10.0.0.110.0.0.1 01:02:03:04:05:0C

10.0.0.310.0.0.3 01:02:03:04:05:0C

Packet from B

DEV-1 DEV-2 DEV-3

DEV MAC STATE

DEV-1 01:02:03:04:05:0AFORWARDIN

G

DEV-3 01:02:03:04:05:0CFORWARDIN

G

DEV-2 01:02:03:04:05:0BFORWARDIN

G

…

CAM table

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1313

SSecure ecure AActive ctive SSwitchwitchHOW IT WORKS - simulationHOW IT WORKS - simulation

src MAC 01:02:03:04:05:0A

dest MAC

01:02:03:04:05:0B

src IP 10.0.0.1

dest IP 10.0.0.2

…

DEV MAC IP STATEDEV-

101:02:03:04:05:0

A10.0.0.

1FORWARDIN

G

DEV-3

--- --- LEARNING

DEV-2

--- --- LEARNING

…

src MAC 01:02:03:04:05:0B

dest MAC

01:02:03:04:05:0C

src IP 10.0.0.2

dest IP 10.0.0.3

…

Host A

Host B

Attaccante

ARP poisoningIP 10.0.0.1

MAC 01:02:03:04:05:0A

IP 10.0.0.2MAC 01:02:03:04:05:0B

IP 10.0.0.3MAC 01:02:03:04:05:0C

Switch SASDEV-1

DEV-2 DEV-3

Packet header

CAM table SASDEV MAC IP STATE

DEV-101:02:03:04:05:

0A10.0.0.

1FORWARDIN

G

DEV-301:02:03:04:05:

0B10.0.0.

2FORWARDIN

G

DEV-2 --- --- LEARNING

…

src MAC 01:02:03:04:05:0C

dest MAC

01:02:03:04:05:0B

src IP 10.0.0.3

dest IP 10.0.0.2

…

DEV MAC IP STATE

DEV-101:02:03:04:05:

0A10.0.0.

1FORWARDIN

G

DEV-301:02:03:04:05:

0B10.0.0.

2FORWARDIN

G

DEV-201:02:03:04:05:

0C10.0.0.

3FORWARDIN

G

…

src MAC 01:02:03:04:05:0C

dest MAC

01:02:03:04:05:0A

src IP 10.0.0.2

dest IP 10.0.0.1

…

?mismatch

DEV MAC IP STATE

DEV-101:02:03:04:05:

0A10.0.0.

1FORWARDIN

G

DEV-301:02:03:04:05:

0B10.0.0.

2WAITING

DEV-201:02:03:04:05:

0C10.0.0.

3BLOCKING

…

ARP requestARP reply

src MAC 01:02:03:04:05:0B

dest MAC

01:02:03:04:05:0A

src IP 10.0.0.2

dest IP 10.0.0.1

…

DEV MAC IP STATE

DEV-101:02:03:04:05:

0A10.0.0.

1FORWARDIN

G

DEV-301:02:03:04:05:

0B10.0.0.

2FORWARDIN

G

DEV-201:02:03:04:05:

0C10.0.0.

3DISABLED

…

DEV MAC IP STATE

DEV-101:02:03:04:05:

0A10.0.0.

1FORWARDIN

G

DEV-301:02:03:04:05:

0B10.0.0.

2FORWARDIN

G

DEV-201:02:03:04:05:

0C10.0.0.

3FORWARDIN

G

…

Host CIP 10.0.0.2MAC 01:02:03:04:05:0C

IP 10.0.0.3MAC 01:02:03:04:05:0B

src MAC 01:02:03:04:05:0C

dest MAC

01:02:03:04:05:0A

src IP 10.0.0.2

dest IP 10.0.0.1

…

TIMEOUT

DEV MAC IP STATE

DEV-101:02:03:04:05:

0A10.0.0.

1FORWARDIN

G

DEV-301:02:03:04:05:

0B10.0.0.

2WAITING

DEV-201:02:03:04:05:

0C10.0.0.

3BLOCKING

…

DEV MAC IP STATE

DEV-101:02:03:04:05:

0A10.0.0.

1FORWARDIN

G

DEV-3 --- --- LEARNING

DEV-201:02:03:04:05:

0C10.0.0.

2FORWARDIN

G

…

DEV MAC IP STATEDEV-1 --- --- LEARNING

DEV-3 --- --- LEARNING

DEV-2 --- --- LEARNING

…

Lo switch SAS Lo switch SAS aggiunge alla aggiunge alla CAM table CAM table tradizionale le tradizionale le informazioni del informazioni del layer 3layer 3

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1414

SSecure ecure AActive ctive SSwitchwitchHOW IT WORKS – practical exampleHOW IT WORKS – practical example

Bridge SAS registered to SYSCTLSAS: port 3(eth0) entering learning

stateSAS: port 2(eth1) entering learning

stateSAS: port 1(eth1) entering learning

stateSAS: Secure Active Switch [started]SAS: logging [started]SAS: debugging [started]SAS: topology change detected,

propagatingSAS: port 3(eth0) entering forwarding

stateSAS: topology change detected,

propagatingSAS: port 2(eth1) entering forwarding

stateSAS: topology change detected,

propagatingSAS: port 1(eth2) entering forwarding

state

SWITCH SAS (kernel messages)

SAS: MAC 00:00:b4:5f:5a:fd [unknow] IP

192.168.1.3 [not exist]SAS: [eth1 | 00:00:b4:5f:5a:fd | 192.168.1.3] REGISTEREDSAS: MAC 00:50:da:71:61:a6 [unknow]

IP 192.168.1.1 [not exist]SAS: [eth0 | 00:50:da:71:61:a6 | 192.168.1.1] REGISTEREDSAS: MAC 00:0e:a6:7f:75:46 [unknow]

IP 192.168.1.2 [not exist]SAS: [eth2 | 00:0e:a6:7f:75:46 | 192.168.1.2] REGISTERED

$ ./poisoningUsage: ./poisoning srcip srcmac destip$ ./poisoning 192.168.1.2 00:00:b4:5f:5a:fd 192.168.1.142: 192.168.1.2[00:00:b4:5f:5a:fd] -> 192.168.1.142: 192.168.1.2[00:00:b4:5f:5a:fd] -> 192.168.1.142: 192.168.1.2[00:00:b4:5f:5a:fd] -> 192.168.1.142: 192.168.1.2[00:00:b4:5f:5a:fd] -> 192.168.1.1

SAS: ARP attack detected from [eth1]SAS: MAC 00:00:b4:5f:5a:fd [know] IP

192.168.1.2 [exist]SAS: port 2(eth1) entering blocking

stateSAS: port 1(eth2) entering waiting

stateSAS: ARP REQUEST sent to eth2SAS: packet from waiting port [eth2]SAS: port 2(eth1) entering disabled

stateSAS: port 1(eth2) entering forwarding

stateSAS: ARP POISONING on [eth1]SAS: [eth1] DISABLED for 1 secondsSAS: [eth1] DISABLED for 2 secondsSAS: [eth1] DISABLED for 3 seconds

ATTACCANTE

$ arp -a192.168.1.2 (192.168.1.2) at 00:0e:a6:7f:75:46 [ether] on eth0192.168.1.3 (192.168.1.3) at 00:00:b4:5f:5a:fd [ether] on eth0

HOST VITTIMA

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1515

SSecure ecure AActive ctive SSwitchwitchEMBEDDED SYSTEM - FREESCALE EMBEDDED SYSTEM - FREESCALE M5485M5485

Attaccante

Host A Host B

2 Porte Ethernet10/100 integrate

Porta Ethernet 10/100 su BUS PCI

• Elevato grado di riconfigurabilità del sistema embedded• Possibilità di sviluppo con licenza GPL (a costo zero)

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1616

SSecure ecure AActive ctive SSwitchwitchPERFORMANCE EVALUATIONSPERFORMANCE EVALUATIONS

non SASnon SAS Round TripRound Trip

massimo 0.532

minimo 0.413

media 0.468

deviazione 0.047 0.047

$ ping hostaPING hosta (192.168.1.1): 56 data bytes64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=0 ttl=117 time=0.428 ms64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=1 ttl=117 time=0.493 ms64 bytes from 192.168.1.1: icmp_seq=2 ttl=117 time=0.469 ms…--- ping statistics ---1000 packets transmitted, 1000 packets received, 0% packet lossround-trip min/avg/max = 0.417/0.473/0.539 ms

SASSAS Round TripRound Trip

massimo 0.539

minimo 0.417

media 0.473

deviazione 0.0490.049

Variazione percentuale

+1.06%

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1717

ConclusioniConclusioni• Gli attacchi ARP attuabili in rete locale

dall’attaccante sono stati efficacemente bloccati

• Il carico di lavoro introdotto in condizioni normali di funzionamento della rete è stato del 1.06% (misurato con il round trip medio su un campione di 1000 ICMP)

• Il porting del bridge Linux con patch S.A.S. su architettura ColdFire è stato ottenuto con successo.

SAS © 2005 - Giuseppe GottardiSAS © 2005 - Giuseppe Gottardi 1818

Giuseppe Gottardi Giuseppe Gottardi

overet@securitydate.itoveret@securitydate.ithttp://overet.securitydate.ithttp://overet.securitydate.it

S.P.I.N.E Research Group, Inc. S.P.I.N.E Research Group, Inc.

S.D.G. Security Date Group, Inc.S.D.G. Security Date Group, Inc.