Атака на Internet - Илья Медведовский

• Cray Research;

• Digital Equipment Corporation;

• FreeBSD, Inc.;

• Hewlett-Packard Company;

• IBM Corporation;

• Linux Systems;

• NEC Corporation;

• Open Software Foundation (OSF);

• The Santa Cruz Operation, Inc. (SCO);

• Sun Microsystems, Inc.

Мы с удивлением прочитали этот перечень операционных систем на различных платформах, а потом принялись за эксперименты. Наше глубочайшее изумление вызвал тот факт, что элементарную ошибку переполнения буфера в модуле IP ядра ОС за почти 20 лет активного функционирования протокола IP разработчики сегодняшних систем до сих пор не замечали. Поэтому мы позволили себе не поверить столь уважаемой организации, как CERT. Но прежде чем начать эксперименты, было решено посмотреть по указанной в CERT ссылке (http://www.sophist.demon.co.uk/ping) на WWW-сервер, где экспертами проводились подобные исследования на различных ОС. На WWW-сервере предлагалось реализовать такое воздействие следующим образом: необходимо выполнить на рабочей станции с ОС Windows 95 или Windows NT следующую команду: ping -l 65527 victim.destination.IP.address (по этой команде атака и получила свое название – Ping Death).

Так как обычный размер IP-заголовка составляет 20 байт, а размер ICMP-заголовка – 8 байт, то подобный ICMP-пакет будет превышать максимально возможный размер IP-пакета на 20 байт: 65 527 + 20 + 8 – 65 535 = 20.

Основываясь на приведенном расчете, эти «эксперты» декларировали, что обычной командой ping можно нарушить работоспособность практически любой сетевой ОС. В завершение предлагалась следующая таблица тестирования различных операционных систем (здесь она приводится в сокращении), на которые данная удаленная атака якобы произвела необходимый эффект. Итак, мы начали тестирование и, честно говоря, абсолютно не удивились, когда исследуемые ОС – IRIX, AIX, VMS, SunOs, FreeBSD, Linux, Windows NT 4.0, даже Windows 95 и Windows for WorkGroups 3.11 – абсолютно не реагировали на подобный некорректный запрос, продолжая нормально функционировать. Тогда были предприняты специальные поиски операционной системы, которую бы действительно вывела из строя данная атака. Ей оказалась Windows 3.11с WinQVT – эта ОС действительно «зависла».

Таблица 4.2. Уязвимые операционные системы

Этим «экспертам», которым столь доверяют CERT и CIAC, мы послали запрос, где попросили прояснить возникшую ситуацию, а также уточнить сведения из вышеприведенной таблицы. В полученном нами ответе говорилось, что успех данной атаки зависит от многих факторов, а именно: программного и аппаратного обеспечения, установленного на компьютере, и, самое главное, от фазы Луны. Как говорится, без комментариев. Для полноты картины мы хотели бы привести описание exploit, созданного для Windows NT 4.0, задача которого, используя ping, «завесить» собственный компьютер (!). Сначала предлагалось запустить Web Browser, затем – taskmgr (Task Manager): так Ping Death якобы лучше работает (еще не хватает шаманского бубна!). И наконец, требовалось запустить 18 ping-процессов (почему не 100?). Если вы думаете, что после всего этого ваша ОС немедленно «повиснет», то ошибаетесь! В комментариях к exploit до получения эффекта предлагалось ждать примерно 10 минут, а может быть, несколько больше или несколько меньше.

Можно сделать вывод, что опасения по поводу данного воздействия ни на чем не основаны, и нам остается только назвать эту атаку очередной программистской байкой и причислить ее к разряду практически неосуществимых.

Атаки, использующие ошибки реализации сетевых служб

Атака Land

Как уже неоднократно подчеркивалось, существует принципиальная возможность отправить IP-пакет от имени (с IP-адреса) любого хоста в Internet. Эта возможность заложена в формате самого IP-заголовка, поскольку в нем не предусмотрено ни одного дополнительного идентифицирующего поля (за исключением поля Source Address). Ничто не мешает кракеру поставить в этом поле то же самое значение, что и в поле Destination Address, то есть сформировать IP-пакет, где адрес отправителя совпадает с адресом получателя пакета. Кроме того, в TCP-заголовке также ничто не мешает установить одинаковые значения в полях Source Port Number и Destination Port Number. Таким образом, формируется обычный IP-пакет, направленный как бы сам на себя. В случае атаки в заголовке такого IP-пакета в качестве адресов назначения и отправления указываются IP-адреса объекта воздействия, а в качестве порта назначения и отправления – любой открытый порт на атакуемой системе.

Однако, как оказалось (первые сведения о данной уязвимости датированы 1997 годом), существуют операционные системы, для которых подобный запрос является нестандартной ситуацией, вызывающей некорректную обработку, – ответ системы самой себе, в результате чего происходит зацикливание.

Наши эксперименты показали, что такой уязвимости подвержены все версии ОС Windows NT/95. Причем Service Pack 4.0 в этом случае почти не помогает. После приема одного Land-запроса на некоторое время (45 секунд при установленном Service Pack 3) загрузка системы увеличивается до 100 % и доступ в систему становится невозможным (Windows 95 обычно показывает синий экран). Мы недаром выделили слово «одного». Ведь ничто не мешает атакующему организовать шторм или мини-шторм Land-запросов, а это сделает работу Windows-системы практически невозможной. Например, при тестировании направленным штормом Land-запросов Windows NT 4.0 на платформе Pentium 200 с установленным Service Pack 4 (где серьезно улучшена реакция NT на атаку Land) порог «нормальной» работы был в случае шторма не более 3 500 зап./с. При шторме Land-запросов свыше указанного порогового значения система «замирала» и доступ к ней становился невозможным.

Атаки teardrop и bonk

Данная уязвимость основана на ошибках разработчиков операционной системы в модуле, отвечающем за сборку фрагментированных IP-пакетов. При такой сборке, как и следовало ожидать, формируется цикл по всем полученным фрагментам, из них в отдельный буфер копируется информативная часть, а затем данный буфер передается на уровень IP для дальнейшей обработки.

Разработчики ввели проверку на слишком большой объем копируемой информации (чтобы ядро не переносило такой объем данных), но не предусмотрели проверку на копирование слишком маленького фрагмента (фрагмента отрицательной длины). Рассмотрим, к чему приводит отсутствие такой проверки.

Когда фрагмент сообщения помещается в очередь сборки, выполняется поиск его положения в очереди:

end = (offset + total_len) – ihl;

Соответственно, если фрагменты перекрываются, то нужно выровнять их таким образом, чтобы устранить наложение:

if (prev!=NULL && offset<prev->end)

{

i=prev->end-offset;

offset += i;

ptr += i;

Таким образом, если смещение текущего фрагмента попало в предыдущий фрагмент, необходимо произвести корректное выравнивание. Данный фрагмент кода работает правильно всегда, кроме одного случая: если длина текущего пакета слишком мала, чтобы заполнить собой перекрытие, то offset окажется больше, чем end (именно эти переменные определяют длину фрагмента, копируемого в отдельный буфер, где и осуществляется сборка). Тогда при заполнении структуры, описывающей копируемый блок данных, возникает следующая ситуация:

fp->offset = offset

fp->end = end

Заключенная в цикл инструкция по сборке фрагментов выглядит следующим образом:

memcpy((ptr+fp->offset), fp->ptr, fp->len),

где: ptr+fp->offset – смещение фрагмента в буфере;

fp->ptr – область данных фрагмента;

Попытка скопировать блок данных отрицательной длины (что равносильно копированию очень большого блока данных) приводит к затиранию достаточно большого участка памяти и к «зависанию» или перезагрузке компьютера.

Таким образом, для реализации данной атаки пакеты формируются по следующему правилу (рассмотрим атаку из двух пакетов):

1. Посылается пакет, предполагающий фрагментацию (флаг MF = 1), со смещением фрагмента 0, блоком данных длиной N.

2. Посылается последний фрагмент сообщения (флаг MF = 0) с положительным смещением фрагмента offset < N и блоком данных, длина которого меньше N-offset.

Последовательная передача таких пакетов приводит к возникновению рассмотренной выше ситуации, когда копирование блока отрицательной длины вызывает выход компьютера из строя.

Для NT существуют две похожие программы, которые реализуют этот механизм, связанный с наложением IP-фрагментов: teardrop и newtear (с несущественными отличиями в константах). Пакеты посылаются с любого адреса на любой из портов, независимо от того, открыт он или нет.

Есть и другая вариация на тему этой атаки – bonk. В данном случае после сборки фрагментов в пакете остаются «дырки» – пустые, не заполненные данными места, что также может привести к сбою ядра операционной системы и «зависанию» компьютера.

Обе эти уязвимости присутствовали во всех версиях ОС Windows 95/NT до Service Pack 4 включительно и в ранних версиях ОС Linux (например, Linux 2.0.0). На сегодняшний день ошибки, связанные с некорректной сборкой фрагментов, скорее всего, исправлены в большинстве сетевых ОС.