Introduction to IT forensic technology and IT security

Transkript

1 Introduction to IT forensic technology and IT security Risk management, information security and IT-security Handling a digital crime scene Post mortem and live forensics Reconstruction of digital evidence Hashes, crypto and digital signatures

2 Secure data? Most systems nowadays are connected via digital technology Electronic gadgets of all kinds Government, organisations and companies Individuals Accelererated development and expansion Increasing risks Integrity and security of data Komplex IT-systems Increase in vulnerabilities Information (overload) is not missing filter out Not only computer malware,, etc.

3 Computer attacks XSS exploit users trust in a site CSRF exploit the opposite The Open Source Vulnerability Database

4 IT-security and risk management In the "real world" we often have insurance against unforseen incidents or accidents We often also do pro-active things as eat healthy food, exercise our body, have burglar alarms, be careful in traffic etc. Good IT-security is mainly about the same thing Find the right level of insurance and pro-active activities in order to avoid bad things This is in short what IT-security is about Enumerate and inspect all systems and services -> patch Try to classifie everything into different risk classes Prepare an activity plan for every possible scenario and risk class

5 Security policy It is of great importance that every organisation have a well thought out security policy It is a formal document (or number of documents) wich define the organisations view of security What is allowed and not allowed to do What services is available and to whom What measures are going taken when the security policy is violated How the security going is going to be maintaned How to act when incidents occur This requires that a very thourogh risk analysis have been done already (or in tandem with the security policy) The security policy is a dynamic document which require steady maintenance and updating

6 Process map for information security work

7 LIS = Ledningssystem för Informationssäkerhet Dokumenterad informationssäkerhetspolicy med verksamhetskraven som utgångspunkt Riktlinjer för informationssäkerhet som pekar ut ansvar, säkerhetsprocesser och mål Anvisningar och regler på lämpliga nivåer som anger hur och vilka säkerhetsåtgärder som skall vidtas Definierad modell för för riskanalys och riskhantering Definierad modell för uppföljning och förbättring av säkerheten Införda säkerhetsåtgärder och rutiner för riskhantering och uppföljning Personal som är medveten om och följer gällande regler

8 Styrande dokument Policyn uttrycker ledningens viljeinriktning på en övergripande nivå. På informationssäkerhetsområdet kan policyn kallas för informationssäkerhetspolicy - om den tar höjd för allt säkerhetsarbete kallas den för säkerhetspolicy. Under policyn ska styrdokument innehållande bindande regler finnas, skaregler eller interna föreskrifter. I de fall när inte bindande regler behövs kan styrdokument som inte utesluter alternativa handlingssätt tas fram. Dessa kallar vi för riktlinjer och innehåller regler med en stark presumtion för att de ska följas, bör-regler, men alltså inte helt utesluter alternativa handlingssätt. Som stöd för att följa de interna föreskrifterna och riktlinjerna kan vägledningar tas fram. I dessa redovisas de regler som gäller för vägledningens område. Här kan också praxis och exempel på bra arbetssätt redovisas. Reglering av hur arbetet ska bedrivas på detaljnivå ges i rutinbeskrivningar/instruktioner. Sådana behövs ofta avseende tex. hur och när säkerhetskopiering genomförs eller hur loggning av händelser övervakas och hur loggar ska hanteras.

9 Informationssäkerhetspolicyn ska tex. besvara följande frågor Vad är det som ska skyddas? På vilken nivå ska skyddet vara? Vem är ansvarig för informationssäkerheten? Hur bedrivs informationssäkerhetsarbetet? Var gäller informationssäkerhetspolicyn? Hur ska informationssäkerhetspolicyn följa verksamheten och hotbilden? Vilka rättigheter och skyldigheter har medarbetarna? Hur ska incidenter hanteras? Påföljder då informationssäkerhetspolicyn ej följs?

10 Framtagning av informationssäkerhetspolicy Från: - handbok i informationssäkerhetsarbete) En informationssäkerhetspolicy (ISP) kan tas fram enligt följande steg: 1. Gå igenom frågelistan (se Underlag för att skriva en ISP) och skaffa fram svar på frågorna. Välj struktur och mall (se Exempel på ISP) för hur ISP ska utformas 2. Ta ställning till de svar du fått på frågorna 3. Stäm av relevansen i ISP genom att intervjua nyckelpersoner i verksamheten 4. Förankra ISP i verksamheten 5. Fastställ ISP i ledningen 6. Inför och förankra ISP i organisationen 7. Vid behov, minst årligen, revidera ISP

11 Information security resources LIS - Ledningssystem för informationssäkerhet ISO standards SIS (Swedish Standards Institute) Informationssäkerhet.se Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Handbok i informations och IT-säkerhet CERT.SE

12 IT-forensic analysis areas This classification applies to all kinds of computer systems

13 Forensic basics Digital data: Data represented in numeric form Digital objects: A discrete collection of digital data All digital data have a physical form Magnetic fields Volt-levels State: The value of an objects characteristics Event: a point in time which change the state of one or several objects Cause: An object which state were used by the event Effect: An object which state changed by the event

14 Basic Event (E), change a file Digital data: Data represented in numeric form

15 Viewing a JPEG file in a hex editor Figure 1.1 FIGURE 15.3 Beginning of a JPEG-encoded EXIF file Eoghan Casey. Copyright Published 2011byAcademic Elsevier Inc. Press AllInc. rights reserved.

16 Viewing a JPEG file in a viewer FIGURE 16.5 Additional class characteristics of EXIF file displayed using ACDSee. The date and time embedded in this file (15:53 on June 11, 2000) is inaccurate because camera s clock was not set to the correct time, Figurethe1.1 emphasizing the importance of documenting system time when collecting any kind of computerized device. Copyright 2011byAcademic Press 2011 Eoghan Casey. Published Elsevier Inc. AllInc. rights reserved.

17 Crime Figure 1.1 FIGURE 12.1 Possible sources of evidence in a sex offense Copyright 2011 Academic Press Inc. investigation Eoghan Casey. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

18 Security incident Figure 1.1 FIGURE 8.2 Diagram depicting intruder gaining access to accounting server Eoghan Casey. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

19 The forensic process Digital data: Data represented in numeric form Goal: To figure out what digital events have occured by collecting and analyze the digital evidence From: Digital forensics on the cheap: teaching forensics using open source tools Richard D. Austin

20 Preserve the crime scene! Document everything! Maintain chain of custody! Preserve the state for so many digital objects as possible and document the crime scene Remove the battery on laptops Figureetc.! 1.1 FIGURE 7.7 An overview of the decision process preserving Copyright 2011when Academic Press Inc.a computer Eoghan Casey. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

21 Order of volatility FIGURE 13.5 Order of volatility Eoghan Casey. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

22 Post mortem evidence Remove the storage medium and do a bit-stream (bit by bit forensic) copy Generate hash sums (numbers) on the original and the copy The forensic copy is called an image or mirror copy The image is one file in a raw or a specific format DD (raw), EWF, etc. FIGURE 7.2 Tableau hardware duplicator used to acquire evidence from hard drives. Copyright 2011 Academic Press Inc Eoghan Casey. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

23 Live evidence Figure 1.1 FIGURE 7.6 FTK Imager Lite running on a live computer to acquire an encrypted volume Eoghan Casey. Copyright Published 2011byAcademic Elsevier Inc. Press AllInc. rights reserved.

24 Finding Live Evidence When to Perform Live Response? Sophisticated attack methods and crypto technologies requests new forensic evidence collection methods Time stamps are very important and doing live-analysis will alter non-volatile data in the computer! Locard s Exchange Principle On the other hand pulling the power cable may cause corruption Sometimes there is no other option - mission-critical server The key components to any live-analysis are as follows Keep interaction with the target system to a bare minimum Bring your own trusted tools Think before you act, and then think again before you act. Once you take any action on a live system, there is no changing the outcome Getting evidence got precedence over maintaining state! Document all your actions, repeat that twice

25 Preserving other evidence Radio Frequency (RF) shielding Figure 1.1 FIGURE 7.3 Photograph of a Windows mobile device with a scale showing all modes of network communication have been disabled in order to isolate the device. Copyright 2011 Academic Press Inc Eoghan Casey. Published by Elsevier Inc. All rights reserved.

26 Search for and document evidence Search for digital incidents, events and their time Digital objects that contain evidence is documented

27

28 Reconstruction of digital evidence Evidence must be connected to events! This is usually not a built-in functionality in the most common forensic tools

29 Event reconstruction

30 Case report Forensic tools can usually produce a case report in some way, a HTML report for example The forensic investigator must write a report or protocol that ordinary people understands There is no standards for this report/protocol - the client decide this!

31 Utföra en undersökning - En sammanfattning Bemöta och evaluera potentiella IT-brott/incidenter Samla in digitala bevis och bevara dess integritet Återvinna försvunnen eller avsiktlig gömd information Använda verktyg och data för att analysera och rekonstruera detaljer om brottet/incidenten Ta reda på vad som hände även om ingen är skyldigt till något fel Ta fram en rapport och underhålla dokumentation (om nödvändigt) för en rättslig process Underhålla och se till att chain of custody ( beviskedjan ) följs, vilka har hanterat vad osv. Detaljerad logg av bevis för hela fallet Arkivera En viss tid efter fällande dom makulera bevis

32 Hashes and images Use MD5 (Message Digest,16 byte) or SHAx (Secure Hash Algorithm, SHA1 20 byte) hash algorithms Storage media, partitions, files, (any digital stream) Called OWF (One Way Function) Generate a unique number bits or 160 bits length indipendent of input, 2^128 eller 2^160 combinations Can also be viewed as a improved check sum (CRC) Hash sum bit in length Any kind of bit stream MD5/SHAx 9e107d9d372bb6826bd81d3 542a419d6

33 Hashes and control sums The demands for an algorithm calculating hash sums are It should not be possible to change or create another bit stream (a text for example) which give the same hash sum It should not be possible to get hold of the text by knowing the hash sum The algorithm must be sensitive for small changes in the original information so a different hash sum will be generated The calculation algorithm should be fast The first demand is essential for the usability of control sums It should not be possible to create for example two documents with different text which give the same hash by for example inserting blank characters etc. Can you guess any other usage for hashes? Right click file > Properties > File hashes tab

34 CRC (Cyclic Redundancy Check) A kind of simple hash function (bit length is to short and algorithm is to simple) CRC is popular since it is simple to implement in hardware and simple to analyze mathematically. But good enough to discover errors CRC-1 is used for parity bit checks in memory CRC-32 is used to control the integrity in network packets etc.

35 Kryptering och dekryptering Lösenordsskyddad vs. lösenordskrypterad Meddelandet i cleartext omvandlas till oläsbar ciphertext med hjälp av krypteringssystem och nyckel Dekryptering reverserar förloppet med rätt nyckel Exempel på enkla krypteringsalgoritmer Rövarspråket Efter varje konsonant lägger man till ett o och samma konsonant igen, exempel: Hej -> Hohejoj Ceasarrullning eller ROT(n) Varje bokstav i meddelandet flyttas ett fixt antal steg (n) framåt, exempel med fyrstegsrullning: HEMLIG -> LIQPMK Det finns i huvudsak två olika krypteringsmetoder Symmetrisk (privat/hemlig) eller asymmetrisk (publik) kryptering

36 Enigma Tyskarna, WW II Elektromekanisk Tekniska museet i Stockholm har ett exemplar! Alan Turing

37 Symmetrisk kryptering och dekryptering Vid symmetrisk kryptering används samma krypteringsalgoritm och (privata/hemliga) nyckel av sändare och mottagare Används oftast då säkerhetskraven är mycket höga Nackdelen är säker skötsel av nycklar i ett distribuerat system Det finns två typer av symmetrisk kryptering Ström chiffer Block chiffer

38 Symmetrisk kryptering och dekryptering Block chiffer Meddelandet delas upp i fixerade block av bitar som behandlas i olika substitutions boxar Om längden på data är mindre än blocklängden måste man padda (fylla i) data Implementeras mest i mjukvara AES, Advanced Encryption Standard DES, Digital Encryption Standard 3DES (tripple DES) RC5, RC6 Blowfish, Twofish IDEA (International Data Encryption Algorithm)

39 Symmetrisk kryptering och dekryptering Ström chiffer Behandlar meddelandet som en ström av bitar/bytes och gör matematiska funktioner för dem individuellt tex. XOR Används när längden på sändningen av data inte är känd, t.ex. i trådlösa tillämpningar Implementeras oftast i hårdvara men även i mjukvara Ex, RC4 (WEP/WPA-WLAN, MS Office, RDP), A5/1 och A5/2 (GSM) Attacken för att knäcka båda metoderna är brute force (om algoritmen är bra) Pröva dekrypteringsnycklar tills output är läsbar Generellt gäller att en längre nyckel gör det svårare att knäcka krypteringen (precis som för ett lösenord - i bästa fall) Om man knäckt nyckeln kan man läsa alla meddelanden

40 Asymmetrisk (publik) kryptering och dekryptering Två olika nycklar används för kryptering och dekryptering Den privata nyckeln är hemlig Den publika nyckeln kan läsas av vem som helst Funktionen är möjlig tack vare att det alltid finns ett nyckelpar som matchar varandra Irrelevant i vilken ordning eller med vilken nyckel kryptering och dekryptering sker Samma nyckel kan inte kryptera och dekryptera i nyckelparet Meddelanden som t.ex. krypterats med en publik nyckel kan endast dekrypteras med den matchande privata nyckeln Svagheter är ett lättare forcerat skydd och att mer datakraft krävs vid kryptering/dekryptering

41 Asymmetrisk (publik) kryptering och dekryptering Iom. att publik kryptering är långsamt i jämförelse mot symmetrisk kryptering brukar man ofta endast kryptera en symmetrisk nyckel som kallas för sessions nyckel, vilken sedan används för att dekryptera själva meddelandet En symmetrisk nyckel är ca: 4-10 ggr. så stark som en asymmetrisk Attacken mot publik kryptering är matematisk - faktorering av stora tal Bryt ner ett heltal i dess faktorer, t.ex. 15 = 5 och 3 Faktorerna måste vara primtal, enkelt för små tal men otroligt svårt för stora tal (kallas NP-kompletta i matematiken finns ingen lösning utom att prova alla kombinationer) Militärt värde Exportrestriktioner har gällt tex. från USA. Max 40 bits symmetrisk och 512 bitar asymmetrisk

42 Asymmetrisk (publik) kryptering och dekryptering Bob har fått två nycklar. En kallas för Public Key (grön), den andra Private Key (röd) Bob Ove Vemsomhelst kan få Bobs publika nyckel, men den privata behåller han själv Sven Alice Båda Bobs nycklar kan kryptera data och den ena nyckeln kan dekryptera vad den andra nyckeln skrev för data och vice versa

43 Asymmetrisk (publik) kryptering och dekryptering, tex. Alice kan kryptera ett meddelande till Bob med den publika nyckeln hon fått från Bob Vemsomhelst kan få tillgång till Alices krypterade meddelande, men meddelandet är värdelöst (oläsbart) utan Bobs privata nyckel Alice Bob Hej Bob! Vad sägs om en öl på krogen i kväll? Det är happy hour hela natten! HNFmsEm6Un BejhhyCGKOK JUxhiygSBCEiC 0QYIh/Hn3xgiK HNFmsEm6Un BejhhyCGKOK JUxhiygSBCEiC 0QYIh/Hn3xgiK Hej Bob! Vad sägs om en öl på krogen i kväll? Det är happy hour hela natten!

44 Asymmetrisk kryptering och dekryptering, algoritmer RSA algoritmen (Rivest, Shamir, Adleman, 1978, PKCS#1) Välj två stora primtal (bara delbara med 1 och sig själv) P och Q Hitta deras produkt n = P*Q Formel: en/de-crypt(m) = m^(e/d) mod n Beräkna x = (P-1)(Q-1) Välj ett coprime - relativt prima (endast en gemensam nämnare med x som är 1) tal e mindre än x och större än 1 Formeln för tal d blir då: d = 1/e mod x där e är den publika och d den privata exponenten Den publika nyckeln är paret e och n och den privata nyckeln är paret d och n Faktorerna P och Q måste hållas hemliga eller förstöras DSA algoritmen (Digital Signature Algorithm, 1991) US Federal Government standard Fungerar som RSA (primtal, exponenter, modulo etc.)

45 RSA exempel modulo ger resten vid en heltalsdivision, ex: 5 mod 4 = 1 Den publika nyckeln är (e, n) och den privata nyckeln är (d, n) Krypteringsfunktionen är: encrypt(m) = m^e mod n => m^7 mod 55 - där m är plaintext och m < n Dekrypteringsfunktionen är: decrypt(c) = c^d mod n => c^23 mod 55 - där c är ciphertext P=5 - Första primtalet (förvaras säkert eller raderas) Q = 11 - Andra primtalet (förvaras säkert eller raderas) n = P*Q = 55 - Modulo (blir publik och privat) x = (P-1)*(Q-1) = 40 e = 7, talet måste ha endast en gemensam nämnare med x som är 1 samt < x, > 1 - e är publik exponent (publik åtkomst) Vi beräknar d = 1/e mod x => d*e mod 40 = 1 d * 7 mod 40 = 1 => d = 23 (23*7 mod 40=1) - d är privat exponent (förvaras hemligt) För att kryptera plain-text värdet m = 8, beräknar vi encrypt(8) => 8^7 mod 55 => mod 55 = 2 För att dekryptera chiffertext värdet c = 2, beräknar vi decrypt(2) => 2^23 mod 55 => mod 55 = 8

46 Digitala signaturer Principen är grovt att om ett känt värde hashas och krypteras av avsändaren (M, meddelandet) och tolkas likadant hos mottagare efter dekryptering anses avsändarens identitet och meddelande vara styrkt

47 Vad är en digital signatur? Med en privat nyckel och den rätta mjukvaran kan Bob sätta digitala signaturer på dokument och annan data. Den digitala signaturen stämpeln är väldigt svår att förfalska, minsta lilla förändring i datat kommer att märkas Bob För att signera dokumentet bearbetar Bobs mjukvara datat till några få rader med hexadecimala tal i en process som kallas hashing. Dessa tal kallas för message digest

48 Vad är en digital signatur? Bobs mjukvara krypterar sedan message digest med sin privata nyckel och resultatet är den digitala signaturen Bob Slutligen så lägger Bobs mjukvara till den digitala signaturen i dokumentet. All data som blivit hashat har nu signerats

49 Vad är en digital signatur? Bob skickar nu dokumentet till Ove Ove Först dekrypterar Oves mjukvara signaturen (med Bobs publika nyckel) tillbaka till en message digest. Om det fungerade så bevisar det att det var Bob som signerade dokumentet (Bobs privata nyckel) Oves mjukvara hashar sedan dokumentet till message digest, om denna message digest är samma message digest som den dekrypterade signaturen har inte det signerade datat ändrats sedan signaturen blev krypterad, dvs. dokumentets innehåll har inte ändrats efter det lämnat Bob

50 Vad är en digital signatur? För andra verkligen skall veta att Bob är Bob så kan Bob be ett certifikatutfärdningscenter (Sven) låta tillverka ett digitalt certifikat åt honom Bob info Name Certificate info Serial # Expire date Bobs Public Key Sven Bobs bekanta kan nu kontrollera Bobs betrodda certifikat så att det verkligen är Bobs publika nyckel som tillhör Bob Bobs bekanta accepterar dessutom inte andra signaturer än de som har ett certifikat utfärdat av Svens certifikat-utfärdningscenter Läs mera:

51 Certifikathanteringen Hur kan man vara säker på att en viss nyckel hör ihop med en viss person? Certifieringsinstansens (CA) roll är att knyta innehavares identitet till en uppsättning nycklar Certifikatet innehåller bl.a. följande information Ett objekt (X.500 format) Vem som utfärdat certifikatet Objektets publika nyckel Certifikatets giltighetstid Hashat värde av hela innehållet Certifikatet lagras av innehavaren efter att certifikatet offentliggjorts IE > Tools > Internet Options > Content > Certificates

52 PGP/MIME och OpenPGP/GPG PGP (Pretty Good Privacy) Phil Zimmerman 1991 Privat och publik nyckel på hemlig nyckelring Bygger på web of trust, personliga förhållanden (tillit) har kommersiell tjänst för detta PGP blev kommersiellt kring 1996, köpt av Symantec 2010 OpenPGP Alliance och GnuPG (Gnu Privacy Guard) PGP/MIME för att kryptera hela meddelandet byggde på RFC 1991, PGP Message Exchange Formats RFC 2015, MIME Security with Pretty Good Privacy Nu gäller RFC 4880, OpenPGP Message Format / GnuPG RFC 3156, MIME Security with OpenPGP

53 PGP/MIME och Secure (S/MIME) Vx Är en standard baserad på MIME och utvecklad av RSA Data Security Inc. för att sända säker e-post Certifikatbaserad = behöver PKI (denna kan dock vara enkel) S/MIME är likt OpenPGP och det äldre PGP/MIME (i stort sett samma funktioner som nedan) men inkompatibelt med dessa Signerad e-post i S/MIME formatet innehåller en signaturbilaga i PKCS#7-formatet samt en hash från originalmeddelandet signerat med sändarens privata nyckel och sändarens certifikat Krypterad e-post genereras med mottagarens publika nyckel Meddelandet krypteras dock först med en symmetrisk nyckel, denna nyckel krypteras också i sin tur med mottagarens publika nyckel och sänds med meddelandet Om meddelandet sänds till flera mottagare så krypteras den symmetriska nyckeln separat av alla mottagares publika nyckel S/MIME stödjer att meddelanden först signeras med sändarens privata nyckel och sedan krypteras med mottagarnas publika nycklar (signering och kryptering)

54 Recommended! CrypTool (Freeware) Crypt methods Analysis Visualisations Etc. etc...