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Sécurité des systèmesinformatiques répartis (I)

Lionel BrunieInstitut National des Sciences Appliquées de Lyon

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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,



Intelligence économiqueLa 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



• 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)

• Objectifs principaux : – Disponibilité – Intégrité– Confidentialité– Preuve

• Politique de sécurité

• Méthode d’analyse de risques. Exemples :– EBIOS : Expression des Besoins et Identification des Objectifs

de Sécurité (ANSSI)– Mehari (CLUSIF)

Méthodologies

Triade CIA

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

Entités

Eléments à protéger

Risques etImpacts

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

http://www.securite-informatique.gouv.fr/

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






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”)

http://www.fim.uni-passau.de/fileadmin/files/lehrstuhl/kosch/doktorandenkolleg/Workshop-Papers/MDPS-Workshop-Katzenbeisser.pdf

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'ha- bite 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 livideQui 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


• 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


Authentification : chiffrer avec la clef privée de l’expéditeur

Intégrité : ajouter une signature

From Chassande-Daroux

Confidentialité

Echange de données à l’aide de clefs publiques (1/2)Protocole de Needham – Schroeder (1978)pour clef publique (simplifié)

Serveur d’authentification Annuaire

(Clefs Publiques de A & B)

1

2

3 M1

4

5

6 M2

7 M3

1) A demande la Clé Publique de B

2) S envoie la Clé Publique de B à A

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 ! »

4) B décrypte M1 et demande à S la Clé Publique de A

5) S envoie la Clé Publique de A à B

6) A son tour, B lance un « challenge » à A : « Décrypte mon message M2(NA, NB) crypté avec ta clef pub. et renvoie NB ! »

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

8) A et B peuvent maintenant dialoguer, éventuellement en créant une Clé de session privée à partir de (NA, NB)

8

S

A B

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 !)

Solution : protocole de Needham-Schroeder-Lowe : à l’étape 6, B envoie M’2(NA, NB, B) crypté avec la clef publique de A

From Zeitoun

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)

1

2 M1

3 M2

4 M3

5 M4

Serveur d’authentification – Annuaire

(Clés Secrètes de A & B)

1) A demande une Clef de Session pour pouvoir parler avec B

2) S envoie à A le message M1 crypté avec la Clef Secrète de A :

M1 = [CSAB ; (CSAB)CPB]CPA

où CPA (resp. CPB) = clef secrète de A (resp. B)

et CSAB = clef de session3) A décrypte M1 et lance un «challenge» à B : « Décrypte le message M2=[CSAB]CPB et renvoie un N crypté par CSAB »

4) B décrypte M2 et lance un «challenge» à A : « Décrypte mon message M3=[N]CSAB et renvoie N-1 »

5) A décrypte M3 et renvoie M4=[(N-1)]CSAB

6 6) A et B, sûrs l’un de l’autre, peuvent désormais s’envoyer des messages avec la Clef de Session CSAB

S

A B

Echange de données à l’aide d’une clef secrète (2/3)Protocole de Needham – Schroeder pour clef secrète (simplifié)

1

2 M1

3 M2

4 M3

5 M4



6

S

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.

Solution : estampille ou N unique (« nonce »)échangé€ avant le début du protocole et Inclus(e) dans le message M2 échangé à l’étape 3

A B

Echange de données à l’aide d’une clef secrète (3/3)Protocole de Needham – Schroeder (1978) pour clef secrète (non simplifié)

1

2 M1

3 M2

4 M3

5 M4



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

6

S

A B

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 « Station-To-Station »)

Sorcière in the middle !!!

A = ga mod p

B = gb mod p

C = gc mod p

C = gc mod p

gac mod p gbc mod p

SorcièreAlice/Bob

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


• 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

Nœud A

Hash

Nœud B

Chiffrement

H

Déchiffrement

From Lucas Bouillot, 5IF


M : messageKB

+, KB- : clef publique/privée de B

KA+, KA

- : clef publique/privée de AH : fonction de hachage

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) – Réception et traitement des demandes de création, renouvellement, révocation de

certificats

• Autorité de Dépôt (Repository) /Annuaire de publication– Affichage des certificats et des listes de révocation

• Autorité de Séquestre – Archivage des couples de clefs privée/publique (cf. perte clef privée => données

cryptées perdues)– Sécurité nationale : obligations légales

• Certification croisée/hiérarchique

PKI – (Discutable…)Exemple

Source : sécuritéinfo

Discutable :AC sur Internet

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

client TGSKerberos

Serveur

1- connexion (mdp)

2- [Kg]mdp 2- [Kg]Ktgs

3- [req]Kg

4 - [[ticket]Kp + Ks]Kg

5- [ticket]Kp + [auth]Ks

6- récupération Ks vérif auth

ticket : contient KsKs : clef de session client/serveurKp : clef partagée TGS/serveur

« Kerberos » : Serveur de clefsTGS : Ticket Granting ServerKtgs : clef partagée Kerberos/TGSKg : clef de session entre client et TGS

Protocole Kerberos (un peu moins) simplifié

client TGSKerberos

Serveur

1- connexion (mdp) + req

2- [Kg + [ticket1]Ktgs]Kc

3- [ticket1]Ktgs

4 - [[ticket2]Kp + Ks]Kg

5- [ticket2]Kp + [auth]Ks

6- récupération Ks vérif auth

ticket1 : contient Kgticket2 : contient KsKs : clef de session client/serveurKp : clef partagée TGS/serveur

« Kerberos » : Serveur de clefsKc : clef partagée Kerberos/clientKtgs : clef partagée Kerberos/TGSKg : clef de session entre client et TGS

Plan






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




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)

Outside worldExterior router

Firewall

Interior router Internal network

servers

DMZ(DeMilitarized Zone)

DMZ router

Firewalls : architecture (I-bis)

Outside world Firewall Internal network

servers

DMZ

Screening router: router which includes a FW

Firewalls : architecture (II)

Outside world Internal network

servers

DMZ

External firewall Internal firewall

Firewalls : architecture (II-bis)

Outside worldExternal firewall Internal firewall Internal network

servers

DMZ

DMZ

Firewalls : architecture (III): managing multiple subnetworks

Outside worldExternal/InternalFirewall

Internal subnetwork B

servers

DMZ

Backbone

Internal subnetwork A

Firewall

Firewall

DMZ

DMZ

Firewalls : architecture (IV): managing multiple exterior FW

Internet

ExteriorFirewall A/France

Interior Firewall

Internal network

ExteriorFirewall B/Germany

Internetservers

DMZ

DMZ

Firewalls : architecture (V):managing multiple DMZ

Internet

External/InternalFirewall A

Internalnetwork

Servers A

DMZ A

E.g. supplier network

DMZ B

External/InternalFirewall B

Servers B

Firewalls : architecture (VI): managing an internal FW

Outside worldExternal/InternalFirewall

Internal network

servers

DMZ

Sensitivearea Firewall

Sensitivearea

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)

From Arkoon Inc. tutorial

xxx.xxx.xxx.xxx

Internal network

yyy.yyy.yyy.yyy

yyy.yyy.yyy.yyy

xxx.xxx.xxx.xxx

xxx.xxx.xxx.xxx

Static Network Address Translation (NAT) (II)

xxx.xxx.xxx.xxx

Internal network

yyy.yyy.yyy.yyyxxx.xxx.xxx.xxx

Internal network

xxx.xxx.xxx.xxxyyy.yyy.yyy.yyyxxx.xxx.xxx.xxx

• 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 »

• The FW transforms address yyy.yyy.yyy.yyy into address xxx.xxx.xxx.xxx in the field « destination address »

• This operation is transparent for both the exterior and the interior hosts

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)

Port 80

Port 2033


Internal network

• Connections are open from an exterior host

• Translation table

• Use of lesser public addresses

• Flexible management of server ports

PAT : Port Address Translation (II)

Web server

User, @U

U → F:80U → IP1:80

IP1:80 → UF:80 → U

U → F:81U → IP2:80

IP2:80 → UF:81 → U

Translation Table @F@F, port 80 → @IP1 : port 80@F, port 81 → @IP2 : port 80

@IP2, port 80Web server

@IP1, port 80

FW, @F

PAT : Port Address Translation (III)


Web server

Internal network

Masking (I)


Internal network

• 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

Masking (II)

Web server@W1

User1@IP1

User2@IP2

Web server@W2Translation table @F

@IP1: 1025→W1 (10000)@IP2: 1025→W1 (10001)@IP2: 1026→W2 (10000)

@IP2

FW, @F


Internal network

IP1:1025→W1 F:10000→W1

W1→IP1:1025

IP2:1025->W1

F:10001→W1

W1→F:10001W1→IP2:1025

F:10000→W2

W2→F:10000W2→IP2:1026

W1→F:10000

IP2:1026→W2

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 »,



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 » au-dessus 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

• 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

Réseaux Privés Virtuels (VPN) (II)

« 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

pare-feux/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 »,



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 »,



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

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