Transcript Présentation en ligne - LIRIS

Sécurité des systèmes
informatiques répartis (I)
Lionel Brunie
Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
[email protected]
http://liris.cnrs.fr/lionel.brunie/version-francaise/cours-securite.html
Plan
•
Problématique et concepts de base
•
Types de risques : intelligence économique, « catastrophes », « piratage »,
cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des systèmes informatiques
•
Eléments méthodologiques
•
Techniques de base : chiffrement, signature, certificats, authentification
•
Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
•
Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic, testeurs de réseaux
•
Sécurisation des réseaux : VLAN, IPsecure, VPN, DLP, ERM, IAM…
•
Discussion
•
Conclusion
Objectifs du cours
• A l ’issue de ce cours introductif, vous ne « saurez »… pas grand
chose :-(
• Mais vous aurez des idées (parfois précises) sur… beaucoup de
choses :-)
• Objectifs de ce cours :
–
–
–
Introduction/sensibilisation à la problématique de la sécurité
panorama des différentes composantes de cette problématique
identification et maîtrise des concepts et techniques de base
• La vie après ce cours
–
–
–
–
–
(ré-)étudier les « grands » algorithmes de cryptage et protocoles d’authentification/PKI/…
en attendant la suite du cours sur les attaques réseaux, étudier quelques documents de
recommandation pour administrateurs
étudier les technologies de sécurisation réseau : IPsec, VLAN, VPN…
étudier des méthodes d’analyse de risques
why not ? Procédures de tolérance aux catastrophes, survivabilité, gestion de la confiance,
mécanismes de réputation, « security patterns », marché des PKI, etc.
Plan
• Problématique et principes de base
• Types de risques : intelligence économique, « catastrophes »,
« piratage », cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des systèmes
informatiques
• Eléments méthodologiques
• Techniques de base : chiffrement, signature, certificats,
authentification
• Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
• Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic, testeurs de
réseaux
• Sécurisation des réseaux : VLAN, IPsecure, VPN, DLP, ERM, IAM
• Discussion
• Conclusion
Problématique
• L’entreprise évolue dans un milieu « hostile » :
– concurrence économique – espionnage économique
– gestion de ressources humaines (« traîtres » internes – ingénierie
sociale)
– vandalisme (« pirates »)
– catastrophes climatiques : inondations, feux, tempêtes, tremblements
de Terre…
– environnement politique : actes de guerre, actes terroristes
– non-fiabilité des systèmes et logiciels informatiques
– …
Conséquences des risques
•
•
•
•
•
•
•
Panne/Arrêt
Diminution de la qualité de service
Perturbation interne de l’entreprise
Perte d’image
Retard de la mise sur le marché d’un produit
Fuite de technologie
...
Mise en place indispensable d’une
politique de prise en compte des risques
et de sécurisation du SI
Prise en compte des risques
• Evaluation des risques et de leur impact
• Evaluation des coûts de prise en charge
• Décision : 3 approches
– ne rien faire : protection trop chère pour le risque encouru
– s’assurer (prendre une police d’assurance)
– se protéger (attacher sa ceinture)
Préalable : analyse de risques classification des données/processus
• Données vitales : logiciels clefs, plans de reprise, données
« maîtresses », données d’E/S critiques…
• Données essentielles : logs, historiques…
• Données importantes : documentations, données de test…
• Données utiles… quoique
• Même analyse avec les processus métier
• Identifier et classer les risques
Sécurité : quelques principes de base (I)
• Mettre en place une politique globale de gestion des risques
• Séparer les fonctions
• Minimiser les privilèges
• Centraliser les changements
• Cerner les IHM - Contrôler et filtrer les E/S
• Mettre en place des plans de sauvegarde et de reprise
Sécurité : quelques principes de base (II)
• Cibler les éléments vitaux/essentiels
• Utiliser des techniques de conception et de programmation
standardisées
• Monitorer l’ensemble des éléments de l’entreprise :
systèmes informatiques, réseaux, personnel (traçabilité)
• Informer et former les personnels
Plan
• Problématique et principes de base
• Types de risques : intelligence économique,
« catastrophes », cyber-guerre… - Propriétés de
sécurité des systèmes informatiques
• Eléments méthodologiques
• Techniques de base : chiffrement, signature, certificats,
authentification
• Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
• Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic, testeurs de
réseaux
• Sécurisation des réseaux : VLAN, IPsecure, VPN, DLP, ERM, IAM
• Discussion
• Conclusion
Intelligence économique
La nouvelle frontière de l’espionnage
• C’est la réalité
• Système informatique : protection classique
• Cibler les données stratégiques
• Point crucial : les ressources humaines
• Et si ca arrive ?
Tolérance aux catastrophes
• Plan de sauvegarde / plan de reprise
• Tout-tout-tout planifier !
• Le responsable informatique n’est qu’un des maillons : la gestion de
catastrophes dépend directement de la DG
• Sauvegarde des données
• Sauvegarde des logiciels
• Procédures de reprise/informatique
–
–
–
–
–
site de secours
données de secours
procédure de reprise
rôle des personnes
simulations grandeur réelle
« Piratage »
• Contrairement aux idées reçues, les « attaques » viennent
très majoritairement de l’« intérieur »
• Attaques « pures » vs spam
• Déplacement du piratage « pour le fun » vers du piratage
organisé voire mafieux
• Ex : « location de botnets »
« Attaques terroristes »
« Cyber-guerre »
•
•
•
•
Ce sont les « buzzwords » du moment
L’épisode balte
L’épisode de la guerre en Géorgie
Le ver Stuxnet et ses descendants
• Infrastructure informatique d’un pays = composante
stratégique
• Communications = l’une des clefs du succès militaire
Sécurité des systèmes informatiques :
propriétés OSI (I)
• Authentification
– authentification de l’entité homologue
– authentification de l’origine des données
• Contrôle d’accès / droits (autorisations)
• Confidentialité des données
–
–
–
–
en mode connecté
en mode non-connecté
sur des champs spécifiques
flux de données (observation)
Sécurité des systèmes informatiques :
propriétés OSI (II)
• Intégrité des données
– mode non-connecté (contrôle des données) / mode connecté
(données + ordre messages)
– avec reprise/sans reprise
– globale/par champ
• Non-répudiation (traçabilité)
– avec preuve de l’origine
– avec preuve de la remise
• Protection contre l’analyse du trafic
Sécurité des systèmes informatiques
« CIA Triad »
• Confidentialité
• Intégrité
• Availability (Disponibilité)
Plan
•
•
Problématique et principes de base
Types de risques : intelligence économique, « catastrophes »,
« piratage », cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des systèmes
informatiques
• Eléments méthodologiques
•
•
•
•
•
•
Techniques de base : chiffrement, signature, certificats, authentification
Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic, testeurs de
réseaux
Sécurisation des réseaux : VLAN, Ipsecure, VPN, DLP, ERM, IAM
Discussion
Conclusion
Système de management de la
sécurité de l’information (SMSI)
•
SMSI = « ensemble d’éléments permettant à un organisme d’établir une
politique et des objectifs en matière de sécurité de l’information, d’appliquer
cette politique, d’atteindre ces objectifs et de le contrôler » [from CLUSIF]
•
Le SMSI inclut donc au minimum :
–
–
–
–
–
–
–
documentations
méthode d’analyse des risques
processus de sécurité mis en œuvre
responsabilités
ressources
monitoring des activités liées à la sécurité
liste documentée des évolutions apportées
•
Exemples de normes : ISO 27K (notamment 27001 (mise en place SMSI),
27002 (ex 17799 – bonnes pratiques), 27005), ISO 13335 (management
sécurité), ISO 15408 (évaluation/certification sécurité – « Critères communs »),
ISO 31000 (management du risque)…
•
Modèle PDCA : Plan-Do-Check-Act (roue de Deming) : planifier-mettre en
œuvre-surveiller-améliorer
Critères Communs (CC)
Concepts et relations de base
Source : Critères communs, partie 1
Echelle de risque
Exemple : nucléaire
Source : DCSSI
Echelle de risque dans les SI
Source : ANSSI
Règles de défense (ANSSI)
Méthodologies
• Objectifs principaux :
–
–
–
–
Disponibilité
Intégrité
Confidentialité
Preuve
Triade CIA
• Politique de sécurité
• Méthode d’analyse de risques. Exemples :
– EBIOS : Expression des Besoins et Identification des Objectifs
de Sécurité (ANSSI)
– Mehari (CLUSIF)
Elaboration d’une politique de sécurité
d’un SI (PSSI) (ANSSI)
•
CONVENTIONS D'ÉCRITURE
•
•
•
PHASE 0 : PRÉALABLES
Tâche 1 : organisation projet
Tâche 2 : constitution du référentiel
•
•
•
•
•
•
•
PHASE 1 : ÉLABORATION DES ÉLÉMENTS STRATÉGIQUES
Tâche 1 : définition du périmètre de la PSSI
Tâche 2 : détermination des enjeux et orientations stratégiques
Tâche 3 : prise en compte des aspects légaux et réglementaires
Tâche 4 : élaboration d'une échelle de besoins
Tâche 5 : expression des besoins de sécurité
Tâche 6 : identification des origines des menaces
•
•
•
•
PHASE 2 : SÉLECTION DES PRINCIPES ET RÉDACTION DES RÈGLES
Tâche 1 : choix des principes de sécurité
Tâche 2 : élaboration des règles de sécurité
Tâche 3 : élaboration des notes de synthèse
•
•
•
PHASE 3 : FINALISATION
Tâche 1 : finalisation et validation de la PSSI
Tâche 2 : élaboration et validation du plan d’action
Analyse de risques : EBIOS (I)
Origines des
attaques
Vulnérabilités
Risques et
Impacts
Entités
Eléments
à protéger
Objectifs de sécurité
Exigences fonctionnelles
Exigences d’assurance
EBIOS (2010) (II)
•
MODULE 1 – ÉTUDE DU CONTEXTE
– Activité 1.1 – Définir le cadre de la gestion des risques
– Activité 1.2 – Préparer les métriques
– Activité 1.3 – Identifier les biens
•
MODULE 2 – ETUDE DES EVENEMENTS REDOUTES
– Activité 2.1 – Apprécier les événements redoutés
•
MODULE 3 – ETUDES DES SCENARIOS DE MENACES
– Activité 3.1 – Apprécier les scénarios de menaces
•
MODULE 4 – ETUDE DES RISQUES
– Activité 4.1 – Apprécier les risques
– Activité 4.2 – Identifier les objectifs de sécurité
•
MODULE 5 – ETUDE DES MESURES DE SECURITE
– Activité 5.1 – Formaliser les mesures de sécurité à mettre en œuvre
– Activité 5.2 – Mettre en œuvre les mesures de sécurité
Cf. http://www.securite-informatique.gouv.fr et http://www.ssi.gouv.fr
Modèle ISO 27001
•
1- Phase « Plan »
– Définir le périmètre du SMSI
– Identifier et évaluer les risques
– Définir la politique de sécurité
– Analyser les risques et définir le plan de gestion des risques
– Définir les mesures de sécurité à mettre en place
•
2- Phase « Do »
– Allouer et gérer les personnels et les moyens
– Rédiger les procédures et documentations
– Former les personnels
– Mettre en œuvre les mesures de sécurité définies en phase 1
•
3- Phase « Check »
– Monitorer le SI (en permanence)
– Auditer (régulièrement) le SMSI (sur la base des documentations, des traces collectées et de
tests)
– Identifier les dysfonctionnements et les risques nouveaux
•
4- Phase « Act »
– Définir les actions à engager pour traiter les faits constatés en phase 3
Plan
• Problématique et principes de base
• Types de risques : intelligence économique, « catastrophes »,
« piratage », cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des systèmes
informatiques
• Eléments méthodologiques
• Techniques de base : chiffrement, signature, certificats,
authentification
• Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
• Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic, testeurs de
réseaux
• Sécurisation des réseaux : VLAN, IPsecure, VPN, DLP, ERM, IAM
• Discussion
• Conclusion
Techniques de base
• Chiffrement
• Authentification
• Signature numérique
• Contrôle d’accès
Chiffrement (I)
• Cryptographie (écriture cachée)  Stéganographie (écriture couverte)
• Stéganographie : tête des esclaves, Lord Bacon (codage binaire de
caractères cachés), tatouage images (filigranes)
• Cryptographie : depuis l’Antiquité (César (alphabet décalé))
• Techniques de base
–
–
–
–
décalages
substitutions mono(poly)alphabétiques
transpositions (permutations) arbitraires
chiffrement par blocs de bits
• Cf. cours Marine Minier
• Cf. présentation Stefan Katzenbeisser “Large-Scale Secure Forensic
Watermarking -- Challenges and Solutions” (colloque MDPS’ 2008) (et son livre
“Information hiding : techniques for steganography and digital watermarking”)
Un peu de culture (I)...
–
George SAND :
–
Je suis très émue de vous dire que j'ai
bien compris l'autre soir que vous aviez
toujours une envie folle de me faire
danser. Je garde le souvenir de votre
baiser et je voudrais bien que ce soit
là une preuve que je puisse être aimée
par vous. Je suis prête à vous montrer mon
affection toute désintéressée et sans calcul, et si vous voulez me voir aussi
vous dévoiler sans artifice mon âme
toute nue, venez me faire une visite.
Nous causerons en amis, franchement.
Je vous prouverai que je suis la femme
sincère, capable de vous offrir l'affection
la plus profonde comme la plus étroite
en amitié, en un mot la meilleure preuve
que vous puissiez rêver, puisque votre
âme est libre. Pensez que la solitude oú j'habite est bien longue, bien dure et souvent
difficile. Ainsi en y songeant j'ai l'âme
grosse. Accourrez donc vite et venez me la
faire oublier par l'amour où je veux me
mettre.
Un peu de culture (II)...
– Réponse d'Alfred de MUSSET :
Quand je mets à vos pieds un éternel hommage
Voulez-vous qu'un instant je change de visage ?
Vous avez capturé les sentiments d'un cœur
Que pour vous adorer forma le Créateur.
Je vous chéris, amour, et ma plume en délire
Couche sur le papier ce que je n'ose dire.
Avec soin, de mes vers lisez les premiers mots
Vous saurez quel remède apporter à mes maux.
– Réponse finale de George SAND :
Cette insigne faveur que votre cœur réclame
Nuit à ma renommée et répugne mon âme.
– Sans doute un faux ! Mais ils s’échangèrent de vraies lettres
cryptées
• Voir aussi Sade...
Encore un peu de culture (Bacon)…
• C'est l'essaim des Djinns qui passe,
Et tourbillonne en sifflant.
Les ifs, que leur vol fracasse,
Craquent comme un pin brûlant.
Leur troupeau lourd et rapide,
Volant dans l'espace vide,
Semble un nuage livide
Qui porte un éclair au flanc.
Victor Hugo
Chiffrement symétrique (à clef secrète)
• Exemples
– Data Encryption Standard (DES) (IBM, 1975)
– Advanced Encryption Standard (AES) (NIST, 2000)
• Mécanismes mis en œuvre
–
–
–
–
–
–
permutations classiques
permutations avec expansion
permutations avec réduction
substitutions
additions modulo 2 (XOR)
multiplication avec une matrice auxiliaire
Chiffrement asymétrique
(à clef publique/clef privée) (1/3)
• Exemples :
– Algorithme de Rivest, Shamir et Adleman (RSA)
– Algorithme d’El Gamal (utilisé par GNU, PGP, Diffie-Helmann…)
– Cryptographie sur les courbes elliptiques (ECC)
• Mécanismes mis en œuvre
– problèmes mathématiques NP-difficiles
• RSA : fonction puissance et arithmétique finie (factorisation de grands
nombres)
• El Gamal, ECC : logarithme discret
– génération de 2 clefs : une clef publique et une clef privée
– déduction de la clef privée à partir de la clef publique irréalisable dans un
temps acceptable
Chiffrement asymétrique
(à clef publique/clef privée) (2/3)
• Utilisations
– Confidentialité : l’expéditeur code le message avec la clef publique
du destinataire ; le message codé ne peut être décodé que si l’on
dispose de la clef privée
– Authentification de l’expéditeur : l’expéditeur code le message avec
sa clef privée, le destinataire le décode avec la clef publique
– rq : codage clef privée expéditeur + clef publique destinataire ; puis
double décodage  confidentialité + authentification
– Intégrité : signature du message (hachage du contenu du message
+ chiffrement avec la clef privée de l’expéditeur - voir plus loin)
– Challenge-réponse : voir plus loin
Chiffrement asymétrique
(à clef publique/clef privée) (3/3)
Confidentialité
Authentification : chiffrer avec
la clef privée de l’expéditeur
From Chassande-Daroux
Intégrité : ajouter une
signature
Echange de données à l’aide de clefs publiques (1/2)
Protocole de Needham – Schroeder (1978)
pour clef publique (simplifié)
2) S envoie la Clé Publique de B à A
Serveur d’authentification
Annuaire
3) A génère un nombre aléatoire, NA, et
lance un « challenge » à B :
« Décrypte mon message M1(A, NA)
crypté avec ta clef publique et renvoie
NA pour me le prouver ! »
(Clefs Publiques de A & B)
4) B décrypte M1 et demande à S la Clé
Publique de A
S
1
5) S envoie la Clé Publique de A à B
4
2
6) A son tour, B lance un « challenge » à A :
« Décrypte mon message M2(NA, NB)
crypté avec ta clef pub. et renvoie NB ! »
5
3 M1
6 M2
7) A décrypte M2 et renvoie M3(NB) à B
crypté avec la clef publique de B pour
lui montrer qu’elle y est arrivée
7 M3
A
8
1) A demande la Clé Publique de B
B
8) A et B peuvent maintenant dialoguer,
éventuellement en créant une Clé de
session privée à partir de (NA, NB)
Echange de données à l’aide de clefs publiques (2/2)
Protocole de Needham – Schroeder (1978)
pour clef publique (simplifié)
Attention : ce protocole est vulnérable à une
attaque de type « Man in the Middle » :
C initie le protocole avec A et relaie les
messages à B en faisant croire à B qu’il est
A ! => à l’étape 7, A envoie NB crypté avec
la clef de C => B croit échanger avec A
mais il échange en fait avec C et NA/NB
sont connus de C (i.e., C se fait passer pour
A auprès de B et pour B auprès de A !)
From Zeitoun
Solution : protocole de Needham-SchroederLowe : à l’étape 6, B envoie M’2(NA, NB, B)
crypté avec la clef publique de A
Algorithme publié en 1978, démontré faux (Gavin Lowe) en… 1995-1996 !
Précaution de base dans les protocoles sécurisés : toujours inclure l’id de
l’expéditeur (voire du destinataire) !
Echange de données à l’aide d’une clef secrète (1/3)
Protocole de Needham – Schroeder (1978)
pour clef secrète (simplifié)
2) S envoie à A le message M1 crypté avec
la Clef Secrète de A :
Serveur d’authentification –
Annuaire
(Clés Secrètes de A & B)
1
M1 = [CSAB ; (CSAB)CPB]CPA
où CPA (resp. CPB) = clef secrète de A (resp. B)
et CSAB = clef de session
3) A décrypte M1 et lance un «challenge» à B :
« Décrypte le message M2=[CSAB]CPB et
renvoie un N crypté par CSAB »
S
4) B décrypte M2 et lance un «challenge» à A :
« Décrypte mon message M3=[N]CSAB et
renvoie N-1 »
2 M1
3 M2
5) A décrypte M3 et renvoie M4=[(N-1)]CSAB
4 M3
5 M4
6
A
1) A demande une Clef de Session pour
pouvoir parler avec B
B
6) A et B, sûrs l’un de l’autre, peuvent
désormais s’envoyer des messages avec
la Clef de Session CSAB
Echange de données à l’aide d’une clef secrète (2/3)
Protocole de Needham – Schroeder pour clef secrète (simplifié)
Serveur d’authentification –
Annuaire
Attention : protocole sensible aux attaques
de type « Rejeu » (Denning et Sacco (1981) :
si la clef de session est compromise, un attaquant
peut « rejouer »le challenge (étape 3) sans que
B puisse s’en rendre compte.
(Clés Secrètes de A & B)
1
S
Solution : estampille ou N unique (« nonce »)
échangé€ avant le début du protocole et
Inclus(e) dans le message M2 échangé à l’étape 3
2 M1
3 M2
4 M3
5 M4
6
A
B
Echange de données à l’aide d’une clef secrète (3/3)
Protocole de Needham – Schroeder (1978)
pour clef secrète (non simplifié)
Serveur d’authentification –
Annuaire
(Clés Secrètes de A & B)
1
S
2 M1
3 M2
4 M3
5 M4
6
A
B
1)
A → B : « Coucou, c’est A ; je veux te parler »
2)
B → A : [A, N0]CPB
3)
A → S : A, B, NA, [A, N0]CPB
4)
S → A : [NA, CSAB, B, [CSAB, A, N0]CPB]CPA
5)
A → B : [CSAB, A, N0]CPB
6)
B → A : [NB]CSAB
7)
A → B : [NB-1]CSAB
Echange de données (III)
Protocole d’échange de clefs de Diffie-Hellman(-Merkle) (1976) (1/2)
•
Base mathématique : logarithme discret très difficile à inverser lorsque p est grand
•
Alice et Bob choisissent :
– un nombre premier p (grand)
– un nombre entier g  p (g = générateur)
– g et p sont publics
•
•
Alice choisit un entier a ; Bob, un entier b ; a et b sont secrets
Alice calcule A = ga mod p ; Bob calcule B = gb mod p
•
•
Alice envoie A à Bob
Bob envoie B à Alice
•
•
Alice calcule Ba mod p = gba mod p ; Bob calcule Ab mod p = gab mod p
Ces deux valeurs sont égales : elles constituent la clef secrète partagée par Alice
et Bob (analogie : mélange de 3 couleurs gp, a, b)
•
Possibilité de généraliser à n participants
Echange de données (III)
Protocole d’échange de clefs de Diffie-Hellman(-Merkle) (1976) (2/2)
• Attaque « Man in the Middle » (cf. diapo suivante) :
– Carole intercepte A et envoie à Bob sa valeur C en faisant croire
qu’elle est Alice
– de même, elle intercepte B et envoie à Alice C en faisant croire
qu’elle est Bob
– elle peut alors intercepter tous les messages échangés entre
Alice et Bob
• Raison de cette vulnérabilité : pas d’authentification de
l’émetteur d’un message (horreur !)
• Solution : signature des messages (protocole « StationTo-Station »)
Sorcière in the middle !!!
A = ga mod p
C = gc mod p
C = gc mod p
Sorcière
Alice/Bob
gac mod p
B = gb mod p
gbc mod p
Signature numérique et certificats (1/3)
•
Les certificats sont délivrés par des autorités de certification
•
Champs de base d’un certificat :
–
–
–
–
–
–
clef publique du propriétaire et algorithme de chiffrement utilisé par le propriétaire
nom propriétaire
TTL (date limite de validité)
nom de l’autorité
n° de série et version du certificat
signature de l’autorité de certification (et algorithme de signature utilisé)
•
Certificat d’un acteur réseau : nom, clef publique pour l’échange de clefs, clef
publique pour la signature, n°, infos autres, TTL, signature de l’autorité
•
Standard certificats : UIT : X509
•
Infrastructures de clefs publiques (PKI)
•
PGP/GPG
Signature numérique et certificats (2/3)
• Fonctionnement (cf. diapo suivante) : vérification de
l’intégrité d’un document/message
– Côté émetteur-signataire-propriétaire
• document haché (SHA, MD*, Whirlpool…) → empreinte
• empreinte chiffrée avec la clef privée du propriétaire-signataire →
signature
• envoi du document avec la signature (« document signé »)
– Côté destinataire
•
•
•
•
calcul de l’empreinte par le destinataire
comparaison avec l’empreinte signée par l’expéditeur
égalité des empreintes => document reçu = document initial
inégalité des empreintes => document reçu = altération du document
initial
Signature numérique et certificats (3/3)
M : message
KB+, KB- : clef publique/privée de B
KA+, KA- : clef publique/privée de A
H : fonction de hachage
Hash
H
Chiffremen
t
Nœud A
Déchiffremen
t
Nœud B
From Lucas Bouillot, 5IF
IGC - PKI
•
Entité Finale (EE : End Entity)
•
Autorité/opérateur de Certification (AC ou CA) - Service de validation
–
–
Délivre et signe des certificats
Joue le rôle de tiers de confiance
– Opérateur de certification : travaille par délégation de l’AC
– Service de validation : vérification des certificats, via, par ex., la publication de listes
de révocation (CRL : Cert. Revoc. List))
•
Autorité d'Enregistrement (AE ou RA)
–
•
Autorité de Dépôt (Repository) /Annuaire de publication
–
•
Affichage des certificats et des listes de révocation
Autorité de Séquestre
–
–
•
Réception et traitement des demandes de création, renouvellement, révocation de
certificats
Archivage des couples de clefs privée/publique (cf. perte clef privée => données
cryptées perdues)
Sécurité nationale : obligations légales
Certification croisée/hiérarchique
PKI – (Discutable…)Exemple
Discutable :
AC sur Internet
Source : sécuritéinfo
Authentification : Kerberos
•
Originellement : basé sur le DES
•
Fonctionnement (cf. diapo suivante)
– Init : connexion (mdp ou non), récupération clef de session Kg et ticket (avec
TTL) (encrypté avec mdp) ; envoi d’une copie de la clef de session au Ticket
granting server (TGS) (cryptage clef partagée par Kerberos et TGS)
– Accès service : requête au TGS (ticket, nom du service, paramètres service)
cryptée clef de session Kg ; si OK, retour par le TGS d ’un ticket de service
encrypté avec une clef partagée Kp par le TGS avec le serveur + clef de session
spécifique Ks ; le tout est crypté par la clef de session globale Kg ; enfin, envoi
par l’utilisateur au service du ticket de service (contenant Ks) encrypté par Kp +
authentificateur (estampille...) crypté avec Ks
•
Envoi des données : cryptage avec Ks.
•
Rq : il existe beaucoup de variantes !!!
Protocole Kerberos simplifié
1- connexion (mdp)
client
« Kerberos » : Serveur de clefs
TGS : Ticket Granting Server
Ktgs : clef partagée Kerberos/TGS
Kg : clef de session entre client et TGS
Kerberos
TGS
2- [Kg]mdp
2- [Kg]Ktgs
5- [ticket]Kp
+ [auth]Ks
3- [req]Kg
4 - [[ticket]Kp + Ks]Kg
Serveur
6- récupération Ks
vérif auth
ticket : contient Ks
Ks : clef de session client/serveur
Kp : clef partagée TGS/serveur
Protocole Kerberos (un peu moins) simplifié
« Kerberos » : Serveur de clefs
Kc : clef partagée Kerberos/client
Ktgs : clef partagée Kerberos/TGS
Kg : clef de session entre client et TGS
ticket1 : contient Kg
ticket2 : contient Ks
Ks : clef de session client/serveur
Kp : clef partagée TGS/serveur
1- connexion (mdp) + req
client
5- [ticket2]Kp
+ [auth]Ks
Kerberos
TGS
2- [Kg + [ticket1]Ktgs]Kc
3- [ticket1]Ktgs
4 - [[ticket2]Kp + Ks]Kg
Serveur
6- récupération Ks
vérif auth
Plan
• Problématique et principes de base
• Types de risques : intelligence économique, « catastrophes »,
« piratage », cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des systèmes
informatiques
• Eléments méthodologiques
• Techniques de base : chiffrement, signature, certificats,
authentification
• Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
• Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic, testeurs de
réseaux
• Sécurisation des réseaux : VLAN, IPsecure, VPN, DLP, ERM, IAM
• Discussion
• Conclusion
Modèles de contrôle d’accès
• Modélisation de la politique de contrôle d’accès
aux ressources du SI
• Eléments
– Sujet : personne/système qui manipule/accède à des
ressources
– Objet : ressource
– Droit : type d’accès accordé au sujet sur l‘objet
– Conditions et contexte de la règle
MAC : Mandatory Access Control
• Notions de niveau de sensibilité et de niveau
d’accréditation
• 1 ressource => 1 niveau accès
• 1 utilisateur => 1 niveau d’accréditation
• Accès <=> (accréditation >= accès ressource)
• Simple pour une ressource, complexe pour un
grand ensemble de ressources et d’utilisateurs
• Peu flexible
DAC : Discretionary Access Control
• 1 ressource => 1 propriétaire
• Le propriétaire définit les droits d’accès
• 1 ressource => 1 politique (ensemble de droits) d’accès
• Mises en œuvre : ACL (Access Control List) ou Capacités (ex :
certificat)
• Simple
• Souple
• Lourd
RBAC : Role-Based Access Control
• Définition de rôles
• 1 utilisateurs => n rôles
• 1 rôle => des droits sur des objets
• 1 objet => des droits attribués à certains rôles
• Extensions multiples pour prendre en compte le temps, le contexte,
etc.
• Correspond bien à la structure des organisations
• Difficile à gérer si très nombreux rôles ; risque de d’inférence
d’information en combinant des rôles
ABAC : Attribute-Based Access
Control
• Un utilisateur => des attributs
• 1 ressource => certains attributs doivent être vérifiés
• Accès => prouver qu’on valide ces attributs
Autres modèles de contrôle
d’accès
•
•
•
•
•
•
•
•
Action-Based Access Control
Context-Based Access Control (CBAC)
RSBAC (Rule Set Based Access Control)
Policy-Based Access Control (PBAC)
Organization-Based Access Control (OrBAC)
Lattice-Based Access Control (LBAC)
Risk-Adaptive Access Control (RadAC)
Bell-LaPadula Confidentiality Model (« no read up, no
write down »)
• Biba Integrity Model (« no read down, no write up »)
• …
Du contrôle d’accès à la confiance
et à la réputation
• Techniques classiques de contrôle d’accès valides pour des
environnements fermés
• Nouveaux environnements ouverts (mobilité) => besoin d’approches
différentes
• Confiance : échange de certificats
• Réputation : analyse de recommandations
Autres techniques utiles…
• Single Sign-On (SSO)
• Identity-Based Encryption (IBE)
• Fédération d’identités (Shibboleth, OpenId, Liberty
Alliance, WS-Federation…)
• SAML (Security Assertion Markup Language) : échange
d’informations (XML) d’authentification et de contrôle
d’accès
• XACML : langage de description de politique de règles
de contrôle d’accès
Plan
• Problématique et principes de base
• Types de risques : intelligence économique, « catastrophes »,
« piratage », cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des systèmes
informatiques
• Eléments méthodologiques
• Techniques de base : chiffrement, signature, certificats,
authentification
• Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
• Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de
trafic, testeurs de réseaux
• Sécurisation des réseaux : VLAN, Ipsecure, VPN, DLP, ERM, IAM
• Discussion
• Conclusion
Firewalls : basics
• All packets exchanged between the internal and the external
domains go through the FW that acts as a gatekeeper
– external hosts « see » the FW only
– internal and external hosts do not communicate directly
– the FW can take very sophisticated decisions based on the protocol
implemented by the messages
– the FW is the single access point => authentication + monitoring site
– a set of “flow rules” allows decision taking
Firewalls : usages
•
Access control : usage restriction on some protocols/ports/services
•
Packet filtering
•
Authentication : only authorized users and hosts (machines)
•
Monitoring for further auditing
•
Compliance with the specified protocols
•
Virus detection
•
Isolation of the internal network from the Internet
•
Data encryption
•
Connection proxies (masking of the internal network)
•
Application proxies (masking of the « real » software)
Firewalls : architecture (I)
DMZ
(DeMilitarized Zone)
servers
DMZ router
Interior router
Exterior router
Outside world
Firewall
Internal network
Firewalls : architecture (I-bis)
servers
DMZ
Outside world
Firewall
Screening router: router which includes a FW
Internal network
Firewalls : architecture (II)
servers
Outside world
External firewall
DMZ
Internal firewall
Internal network
Firewalls : architecture (II-bis)
servers
DMZ
Internal firewall
External firewall
Outside world
DMZ
Internal network
Firewalls : architecture (III):
managing multiple subnetworks
DMZ
servers
DMZ
Firewall
DMZ
Outside world
Internal
subnetwork A
External/Internal
Firewall
Firewall
Backbone
Internal
subnetwork B
Firewalls : architecture (IV):
managing multiple exterior FW
Internet
Exterior
Firewall A/France
servers
DMZ
Exterior
Firewall B/Germany
Interior Firewall
Internal network
Internet
DMZ
Firewalls : architecture (V):
managing multiple DMZ
E.g. supplier
network
Servers A
DMZ A
External/Internal
Firewall A
Servers B
DMZ B
External/Internal
Firewall B
Internet
Internal
network
Firewalls : architecture (VI):
managing an internal FW
servers
DMZ
Outside world
External/Internal
Firewall
Internal network
Sensitive
area
Firewall
Sensitive
area
Firewalls : some recommendations
• Bastion hosts
–
–
–
–
–
–
–
better to put the bastions in a DMZ than in an internal network
disable non-required services
do not allow user accounts
fix all OS bugs
safeguard the logs
run a security audit
do secure backups
• Avoid to put in the same area entities which have very
different security requirements
Using proxies (I)
• Proxies can be used to « hide » the real servers/the real
network
• Exterior => Interior traffic
– Gives the external user the illusion that she/he accesses to the interior
server
– But intercepts the traffic to the server, analyzes the packets (checks the
compliance with the protocol, searches for keywords, etc.), logs the
requests
• Interior => Exterior traffic
– Give the internal user the illusion that she/he accesses to the exterior
server
– But intercepts the traffic to the server, analyzes the packets (checks the
compliance with the protocol, searches for keywords, etc.), logs the
requests
Using proxies (II)
• Advantage
– knowledge of the service/protocol => efficiency and « intelligent »
filtering
– Ex : session tracking, stateful connection
• Disadvantages
– one proxy per service !
– may require modifications of the client
– do not exist for all services
Static Network Address Translation (NAT) (I)
xxx.xxx.xxx.xxx
xxx.xxx.xxx.xxx
xxx.xxx.xxx.xxx
yyy.yyy.yyy.yyy
yyy.yyy.yyy.yyy
Internal network
From Arkoon Inc. tutorial
Static Network Address Translation (NAT) (II)
• The FW maintains an address translation table
• The FW transforms address xxx.xxx.xxx.xxx into
yyy.yyy.yyy.yyy in the field « source address »
xxx.xxx.xxx.xxx
xxx.xxx.xxx.xxx
• The FW transforms
addressyyy.yyy.yyy.yyy
yyy.yyy.yyy.yyy into
address xxx.xxx.xxx.xxx in the field « destination
address »
xxx.xxx.xxx.xxx
• This operation
is transparent for both the exterior
Internal network
and the interior hosts
xxx.xxx.xxx.xxx
Internal network
yyy.yyy.yyy.yyy
Static Network Address Translation (NAT) (III):
Applications
• Non TCP/UDP based protocols
• Pre-defined partnership addresses - Host
known/authenticated outside the LAN with a specific
address
• Web server, mail….(traffic to Internet)
• Application server (hidden behind a FW)
• …
PAT : Port Address Translation (I)
Internal network
From Arkoon Inc. tutorial
PAT : Port Address Translation (II)
• Connections are open from an exterior host
• Translation table
• Use of lesser public addresses
• Flexible management of server ports
PAT : Port Address Translation (III)
FW, @F
Web server
@IP1, port 80
U → F:80
U → IP1:80
F:80 → U
IP1:80 → U
U → F:81
Web server
U → IP2:80
F:81 → U
User, @U
IP2:80 → U
Web server
@IP2, port 80
Internal network
Translation Table @F
@F, port 80 → @IP1 : port 80
@F, port 81 → @IP2 : port 80
From Arkoon Inc. tutorial
Masking (I)
Internal network
From Arkoon Inc. tutorial
Masking (II)
• Connections are open by internal hosts
• Dynamic connection table (IP address + source port
number)
• One single address is known outside (the FW address)
• Spare IP addresses
FW, @F
IP1:1025→W1
F:10000→W1
Web server
@W1
W1→F:10000
F:10001→W1
W1→IP1:1025
User1
@IP1
IP2:1025->W1
W1→IP2:1025
W1→F:10001
F:10000→W2
IP2:1026→W2
User2
@IP2
@IP2
Internal network
W2→IP2:1026
W2→F:10000
Translation table @F
@IP1: 1025→W1 (10000)
@IP2: 1025→W1 (10001)
@IP2: 1026→W2 (10000)
Web server
@W2
From Arkoon Inc. tutorial
Hacking… and security tools (I)
• Network auditing (probing)
– Checks if the network presents security weaknesses (accessible ports,
badly configured services, etc.)
• Network/Host Intrusion Detection Systems (NIDS/HIDS)
– NIDS can be put before the FW, on the DMZ, on the internal network
– NIDS are based on intrusion signatures and statistics (abnormal
behavior)
– HIDS on sensitive hosts e.g. bastions, application servers
Hacking… and security tools (II)
•
•
•
•
Sniffers : traffic snooping
Packet filtering tools
Proxy service tools
Firewall toolkits
• Reference sites : CERT (CMU) and CERTs
(Computer Emergency Response Team),
COAST (Perdue Univ.), UREC (French, CNRS),
CRU (French, MEN)…
Plan
• Problématique et concepts de base
• Types de risques : intelligence économique, « catastrophes »,
« piratage », cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des
systèmes informatiques
• Eléments méthodologiques
• Techniques de base : chiffrement, signature, certificats,
authentification
• Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
• Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic,
testeurs de réseaux
• Sécurisation des réseaux : VLAN, IPsecure, VPN,
DLP, ERM, IAM
• Discussion
• Conclusion
Réseaux virtuels (VLAN) (I)
• Limiter les domaines de diffusion - Gestion de la bande
passante
• Garantir la sécurité par l’isolation
• Permettre la mobilité des utilisateurs
• Idée : créer des réseaux logiques
Réseaux virtuels (VLAN) (II)
• VLAN niveau 1 (physique) : Port Based VLAN
– ensemble de ports physiques (commutateurs (switches))/segments (« trunks
» : liaisons entre commutateurs/routeurs)
• VLAN niveau 2 (liaison) : MAC Address Based VLAN
– ensemble d’adresses MAC
• VLAN niveau 3 (réseau)
– ensemble d’adresse IP : Network Address Based VLAN
– filtrage de protocoles : Protocol Based VLAN
• VLAN de niveau supérieur
– fondé sur des règles (ex : login)
– fondé sur un type de protocole de niveau supérieur (ex : h323)
• Les commutateurs (switches) doivent être compatibles
• « Tagging » : modification de l’en-tête des paquets (norme 802.1Q)
• Standards : IEEE 802.1Q, IEEE 802.1D, IEEE 802.1p, IEEE 802.10
IPsec(ure) (I)
• Internet Security protocol, intégré à IPv6
• Objectifs : sécuriser les trames IP
– Confidentialité des données et protection partielle contre l'analyse du
trafic
– Intégrité des données
– Authentification des données et contrôle d'accès continu
– Protection contre le rejeu
IPsec(ure) (II)
• Principes : ajout de champs d’authentification dans l’en-tête IP,
cryptage des données, hachage d’intégrité
• 2 modes :
– Transport : sécurité de bout en bout (jusqu’aux hôtes)
– Tunnel : sécurité entre les 2 domaines
• Avantage : sécurisation niveau réseau (couche OSI 3)
• Inconvénients : coût, interfaces complexes avec les autres protocoles
• IPsec peur être utilisé pour créer des VPN
Réseaux Privés Virtuels (VPN) (I)
• Interconnexion de LANs distribués via des « tunnels » audessus d’une infrastructure partagée (typiquement Internet ou
un réseau opérateur)
• Alternative à une ligne louée (dite « ligne spécialisée : LS »)
• Cryptage des donnés, authentification, contrôle d’intégrité
• Protocoles mis en œuvre : IPsec, PPTP (Point to point
Tunneling Protocol), SSL/TLS…
• Principe de base : les paquets sont cryptés à leur sortie du
LAN source et décryptés à leur entrée dans le LAN destination
Réseaux Privés Virtuels (VPN) (II)
• Mobilité
– les utilisateurs/collaborateurs connectés à Internet par modem/FAI
peuvent accéder au VPN : client VPN client sur leur machine +
attribution dynamique d’une adresse locale au VPN
• Avantages
–
–
–
–
transparence
sécurité
coût
disponibilité d’Internet
• Inconvénient
– tous les LANs doivent être sécurisés (sécurité globale)
– infrastructure physique partagée => qualité de service/performances
moindres qu’une LS
« Data Loss Prevention (DLP)»
« Enterprise Right Management (ERM) »
« Identity and Access Management » (IAM)
•
DLP : Monitoring des échanges d’information sensibles (ex : échanges de
courriels, clefs USB…) et limitation de l’accès à une information sensible dans
un périmètre défini
•
3 grandes fonctionnalités :
– Network DLP (Data in Motion, DiM) (analyse niveau réseau)
– Storage DLP (Data at Rest, DaR) (analyse niveau stockage)
– Endpoint DLP (Data in Use, DiU) (analyse niveau hôte)
•
Techniques mises en œuvre :
– analyse statistique (ex : bayésienne) du contenu/des données
– Analyse des transactions (source, destination, heure, etc.) à l’instar des parefeux/IDS
•
Problèmes :
– faux positifs / faux négatifs
– transformation des données avant envoi
– prise en compte complexe des processus métier
•
Liens avec l’ « Enterprise Right Management (ERM) » et l’« Identity and Access
Management » (IAM)
Plan
• Problématique et concepts de base
• Types de risques : intelligence économique, « catastrophes »,
« piratage », cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des systèmes
informatiques
• Eléments méthodologiques
• Techniques de base : chiffrement, signature, certificats,
authentification
• Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic, testeurs de
réseaux
• Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
• Sécurisation des réseaux : VLAN, IPsecure, VPN, DLP, ERM, IAM
• Discussion
• Conclusion
Politique de sécurité : finalités
(recommandations de l’ANSSI)
• Sensibiliser aux risques pesant sur les systèmes d'information et
aux moyens disponibles pour s'en prémunir
• Créer une structure chargée d'élaborer, de mettre en œuvre des
règles, consignes et procédures cohérentes pour assurer la sécurité
des systèmes informatiques
• Promouvoir la coopération entre les différents services et unités de
l'établissement pour l'élaboration et la mise en œuvre des règles,
consignes et procédures définies
• Susciter la confiance dans le système d'information de
l'établissement
• Faciliter la mise au point et l'usage du système d'information pour
tous les utilisateurs autorisés de l'établissement
Rien ne sert… (CRU) (I)
• de se payer un super coffre-fort pour protéger quelques pacotilles
et de laisser l'accès libre à une cave remplie de grands crus
classés !
 il faut identifier ce qu'il faut réellement protéger
 il faut définir des objectifs de sécurité
• de construire des remparts à la Vauban pour se protéger de
l'aviation !
 il faut identifier les risques d’attaques
• d'utiliser un marteau pilon pour écraser une mouche !
 les moyens utilisés pour se protéger doivent être adaptés au risque
 la sécurité doit avoir un coût raisonnable
Rien ne sert… (II)
• d'acheter une super porte blindée et d'oublier de fermer la fenêtre !
 la sécurité est une chaîne : si un maillon est faible, tout casse
 une cohérence doit être assurée
 et surtout la sécurité doit être vue globalement
• d'employer un (et un seul) « gourou prêchant des formules secrètes »
et de contraindre les enfants à assister aux offices
 la sécurité doit être simple et comprise (un minimum) par tous
 la convivialité ne doit pas trop en souffrir
 suffisamment de liberté (ouverture) doit être accordée
• Addendum (cf. présentation Arkoon) : la sécurité ne doit pas entraver
le fonctionnement de l’entreprise, ses processus métier, ses
processus internes
Some practical recommendations
Source inconnue
Cf. cours sur les patrons de sécurité (security patterns)
Plan
• Problématique et concepts de base
• Types de risques : intelligence économique, « catastrophes »,
« piratage », cyber-guerre… - Propriétés de sécurité des systèmes
informatiques
• Eléments méthodologiques
• Techniques de base : chiffrement, signature, certificats,
authentification
• Outils pour la sécurité : pare-feux, analyseurs de trafic, testeurs de
réseaux
• Modèles de contrôle d’accès, confiance et réputation
• Sécurisation des réseaux : VLAN, IPsecure, VPN, DLP, ERM, IAM
• Discussion
• Conclusion
Conclusion
•
Sécurité = compréhension du fonctionnement de l’entreprise + de la méthodologie +
un peu de technique + du bon sens + de la sensibilisation
•
Il existe des outils puissants mais aussi beaucoup de failles de sécurité
•
Outils techniques : IP secure, VLAN, VPN, IDS, pare-feux, DLP, ERM…
•
Outils méthodologiques : PSSI, SMSI, security patterns, survivabilité, confiance,
réputation…
•
Passage d’une logique de « piratage » par un individu à un spectre composite de
menaces : espionnage industriel et militaire, surveillance, criminalisation et mafia, attaques
à grande échelle, cyberguerre
•
Le facteur humain est central
•
Complexification : « entreprise ouverte », externalisation, « cloudification » ; botnets,
« advanced persistent threats (APT) », « advanced evasion techniques »…
•
Nécessité d’une prise en compte globale au niveau de l’entreprise