Hệ thống phát hiện và ngăn chặn xâm nhập – IDS/IPS

Lịch Sử ra đời của IDS
Cách đây khoảng 25 năm, khái niệm phát hiện xâm nhập xuất hiện qua một bài báo của James Anderson. Khi đó người ta cần IDS với mục đích là dò tìm và nghiên cứu các hành vi bất thường và thái độ của người sử dụng trong mạng, phát hiện ra các việc làm dụng đặc quyền để giám sát tài sản hệ thống mạng. Các nghiên cứu về hệ thống phát hiện xâm nhập được nghiên cứu chính thức từ năm 1983 đến năm 1988 trước khi được sử dụng tại mạng máy tính của không lực Hoa Kỳ. Cho đến tận năm 1996, các khái niệm IDS vẫn chưa được phổ biến, một số hệ thống IDS chỉ được xuất hiện trong các phòng thí nghiệm và viện nghiên cứu. Tuy nhiên trong thời gian này, một số công nghệ IDS bắt đầu phát triển dựa trên sự bùng nổ của công nghệ thông tin. Đến năm 1997 IDS mới được biết đến rộng rãi và thực sự đem lại lợi nhuận với sự đi đầu của công ty ISS, một năm sau đó, Cisco nhận ra tầm quan trọng của IDS và đã mua lại một công ty cung cấp giải pháp IDS tên là Wheel.
Hiện tại, các thống kê cho thấy IDS/IPS đang là một trong các công nghệ an ninh được sử dụng nhiều nhất và vẫn còn phát triển.
Tại sao Gartner nói: IDS is dead?
Vào năm 2003, Gartner- một công ty hàng đầu trong lĩnh vực nghiên cứu và phân tích thị trường công nghệ thông tin trên toàn cầu- đã đưa ra một dự đoán gây chấn động trong lĩnh vực an toàn thông tin : “Hệ thống phát hiện xâm nhập (IDS) sẽ không còn nữa vào năm 2005”. Phát biểu này của xuất phát từ một số kết quả phân tích và đánh giá cho thấy hệ thống IDS khi đó đang đối mặt với các vấn đề sau:

  • IDS thường xuyên đưa ra rất nhiều báo động giả ( False Positives).
  • Là gánh nặng cho quản trị an ninh hệ thống bởi nó cần được theo dõi liên tục (24 giờ trong suốt cả 365 ngày của năm).
  • Kèm theo các cảnh báo tấn công là một quy trình xử lý an ninh rất vất vả.
  • Không có khả năng theo dõi các luồng dữ liệu được truyền với tốc độ lớn hơn 600 Megabit trên giây.

Nhìn chung Gartner đưa ra nhận xét này dựa trên nhiều phản ánh của những khách hàng đang sử dụng IDS rằng quản trị và vận hành hệ thống IDS là rất khó khăn, tốn kém và không đem lại hiệu quả tương xứng so với đầu tư.
Sau khi phát biểu này được đưa ra, một số ý kiến phản đối cho rằng, việc hệ thống IDS không đem lại hiệu quả như mong muốn là do các vấn đề còn tồn tại trong việc quản lý và vận hành chứ không phải do bản chất công nghệ kiểm soát và phân tích gói tin của IDS. Cụ thể, để cho một hệ thống IDS hoạt động hiệu quả, vai trò của các công cụ, con người quản trị là rất quan trọng, cần phải đáp ứng được các tiêu chí sau:

  • Thu thập và đánh giá tương quan tất cả các sự kiện an ninh được phát hiện bởi các IDS, tường lửa để tránh các báo động giả.
  • Các thành phần quản trị phải tự động hoạt động và phân tích.
  • Kết hợp với các biện pháp ngăn chặn tự động

Kết quả là tới năm 2005, thế hệ sau của IDS-hệ thống tự động phát hiện và ngăn chặn xâm nhập IPS- đã dần khắc phục được các mặt còn hạn chế của IDS và hoạt động hiệu quả hơn nhiều so với thế hệ trước đó.

IPS
IPS là gì: Một hệ thống chống xâm nhập ( Intrusion Prevention System –IPS) được định nghĩa là một phần mềm hoặc một thiết bị chuyên dụng có khả năng phát hiện xâm nhập và có thể ngăn chặn các nguy cơ gây mất an ninh. IDS và IPS có rất nhiều điểm chung, do đó hệ thống IDS và IPS có thể được gọi chung là IDP-Intrusion Detection and Prevention.
IPS ra đời khi nào, tại sao lại cần IPS chứ không phải là IDS?
Trước các hạn chế của hệ thống IDS, nhất là sau khi xuất hiện các cuộc tấn công ồ ạt trên quy mô lớn như Code Red, NIMDA, SQL Slammer, một vấn đề được đặt ra là làm sao có thể tự động ngăn chặn được các tấn công chứ không chỉ đưa ra các cảnh báo nhằm giảm thiểu công việc của người quản trị hệ thống. Hệ thống IPS được ra đời vào năm 2003 và ngay sau đó, năm 2004 nó được phổ biến rộng rãi.
Kết hợp với việc nâng cấp các thành phần quản trị, hệ thống IPS xuất hiện đã dần thay thế cho IDS bởi nó giảm bớt được các yêu cầu tác động của con người trong việc đáp trả lại các nguy cơ phát hiện được, cũng như giảm bớt được phần nào gánh nặng của việc vận hành. Hơn nữa trong một số trường hợp đặc biệt, một IPS có thể hoạt động như một IDS bằng việc ngắt bỏ tính năng ngăn chặn xâm nhập. Ngày nay các hệ thống mạng đều hướng tới sử dụng các giải pháp IPS thay vì hệ thống IDS cũ.

Tóm tắt 1 số ý về hệ thống IDS/IPS
– IDS: phát hiện xâm nhập
– IPS: phát hiện và ngăn chặn xâm nhập
Được chia làm 2 loại chính:
– HIDS (và cả IPS): triển khai trên máy trạm hoặc server quan trọng, chỉ để bảo vệ riêng từng máy
– NIDS: đặt tại những điểm quan trọng của hệ thống mạng, để phát hiện xâm nhập cho khu vực đó.

Công việc chính của IDS/IPS:
– Nếu hoạt động theo kiểu nhận dạng mẫu packet thì nó sẽ so trùng từng packet với những mẫu tấn công mà nó có, nếu trùng ==> là loại packet tấn công ==> cảnh báo hoặc ngăn cản luôn. Hiện nay đa số IDS/IPS hoạt động theo kiểu này. Tuy nhiên nếu kiểu tấn công mới thì IDS không nhận biết được, nên phải cập nhật lỗi thường xuyên giống như cập nhật virus.
– Nếu hoạt động theo kiểu heuristic thông minh (không biết dịch thế nào cho phải) thì IDS theo dõi mạng xem có hiện tượng bất thường hay không, và phản ứng lại. Lợi điểm là có thể nhận biết các kiểu tấn công mới, nhưng nhiều trường hợp bị báo động nhầm (không phải trường hợp tấn công mà vẫn gây báo động).
So sánh IDS và IPS
– Hiện nay, Công nghệ của IDS đã được thay thế bằng các giải pháp IPS. Nếu như hiểu đơn giản, ta có thể xem như IDS chỉ là một cái chuông để cảnh báo cho người quản trị biết những nguy cơ có thể xảy ra tấn công. Dĩ nhiên ta có thể thấy rằng, nó chỉ là một giải pháp giám sát thụ động, tức là chỉ có thể cảnh báo mà thôi, việc thực hiện ngăn chặn các cuộc tấn công vào hệ thống lại hoàn toàn phụ thuộc vào người quản trị. Vì vậy yêu cầu rất cao đối với nhà quản trị trong việc xác định các lưu lượng cần và các lưu lượng có nghi vấn là dấu hiệu của một cuộc tấn công. Và dĩ nhiên công việc này thì lại hết sức khó khăn. Với IPS, người quản trị không nhũng có thể xác định được các lưu lượng khả nghi khi có dấu hiệu tấn công mà còn giảm thiểu được khả năng xác định sai các lưu lượng. Với IPS, các cuộc tấn công sẽ bị loại bỏ ngay khi mới có dấu hiệu và nó hoạt động tuân theo một quy luật do nhà Quản trị định sẵn.
– IDS hiện nay chỉ sử dụng từ một đến 2 cơ chế để phát hiện tấn công (như Cosultant đã nói). Vì mỗi cuộc tấn công lại có các cơ chế khác nhau của nó (Có thể tham khảo thêm các bài viết về DoS của tui ), vì vậy cần có các cơ chế khác nhau để phân biệt. Với IDS, do số lượng cơ chế là ít nên có thể dẫn đến tình trạng không phát hiện ra được các cuộc tấn công với cơ chế không định sẵn, dẫn đến khả năng các cuộc tấn công sẽ thành công, gây ảnh hưởng đến hệ thống. Thêm vào đó, do các cơ chế của IDS là tổng quát, dẫn đến tình trạng báo cáo nhầm, cảnh báo nhầm, làm tốn thời gian và công sức của nhà quản trị. Với IPS thì được xây dựng trên rất nhiều cơ chế tấn công và hoàn toàn có thể tạo mới các cơ chế phù hợp với các dạng thức tấn công mới nên sẽ giảm thiểu được khả năng tấn công của mạng, thêm đó, độ chính xác của IPS là cao hơn so với IDS.
– Nên biết rằng với IDS, việc đáp ứng lại các cuộc tấn công chỉ có thể xuất hiện sau khi gói tin của cuộc tấn công đã đi tới đích, lúc đó việc chống lại tấn công là việc nó gửi các yêu cầu đến các máy của hệ thống để xoá các kết nối đến máy tấn công và máy chủ, hoặc là gửi thông tin thông báo đên tường lửa ( Firewall) để tường lửa thực hiện chức năng của nó, tuy nhiên, việc làm này đôi khi lại gây tác động phụ đến hệ thống. Ví dụ như nếu Attacker giả mạo (sniffer) của một đối tác, ISP, hay là khách hàng, để tạo một cuộc tấn công từ chối dịch vụ thì có thể thấy rằng, mặc dù IDS có thể chặn được cuộc tấn công từ chối dịch vụ nhưng nó cũng sẽ Block luôn cả IP của khách hàng, của ISP, của đối tác, như vậy thiệt hại vẫn tồn tại và coi như hiệu ứng phụ của DoS thành công mặc dù cuộc tấn công từ chối dịch vụ thất bại. Nhưng với IPS thì khác nó sẽ phát hiện ngay từ đầu dấu hiệu của cuộc tấn công và sau đó là khoá ngay các lưu lượng mạng này thì mới có khả năng giảm thiểu được các cuộc tấn công.