Моделирование угроз на основе сценариев или Как Cyber Kill Chain и ATT&CK помогают анализировать угрозы ИБ

фазы по аналогии с Одна из первых систематизированных моделей (The Cyber Kill Chain) была предложена компанией Lockheed-Martin в 2011 году. Согласно этой модели, успешная атака на информационную инфраструктуру организации состоит из семи фаз:

• разведка (reconnaissance), то есть сбор общедоступной информации об объекте атаки;
• подготовка инструментария, прежде всего – вредоносного ПО (weaponization), с учетом особенностей инфраструктуры объекта атаки;
• доставка (delivery) вредоносного ПО на атакуемый объект;
• внедрение вредоносного ПО с использованием уязвимостей (exploitation);
• использование внедренного вредоносного ПО для развертывания дополнительных инструментальных средств (installation), необходимых для развития атаки;
• использование внедренных инструментальных средств для удаленного доступа к инфраструктуре и получения контроля над ней (command and control);
• достижение целей нарушителя (actions on objective).

Подобное разделение на фазы в целом соответствует большинству атак, связанных с использованием вредоносного ПО, но для моделирования угроз подобная модель практически непригодна, потому что:

• она неплохо описывает проникновение нарушителя в инфраструктуру и закрепление в ней, но не позволяет прогнозировать действия нарушителя, направленные на получение контроля над инфраструктурой и достижение им конечных целей;
• в этой модели применение вредоносного ПО является ключевой возможностью нарушителя, что провоцирует ошибочный вывод о том, что защита должна ориентироваться прежде всего на применение антивирусных средств.

Тем не менее, несмотря на свои недостатки, модель дала толчок к развитию сценарных методов моделирования атак, и на сегодняшний день основным инструментом моделирования является база знаний ATT&CK (Adversarial Tactics, Techniques & Common Knowledge – тактики, техники и известные факты о противнике) компании MITRE. Ее создатели пошли по пути накопления базовых техник (techniques), то есть способов выполнения нарушителем атакующих действий. Техники группируются в тактики (tactics), направленных на достижение нарушителем некоторой цели, конечной или промежуточной. Всего выделяются двенадцать тактик:

• Первичное проникновение (initial access) – получение нарушителем начального (хоть какого-то) доступа к информационной системе или сегменту сети, который в дальнейшем используется в качестве плацдарма для развития атаки.
• Выполнение (execution) необходимого нарушителю программного кода (инструментальных средств) на узле, к которому получен первичный доступ. Эта тактика может использоваться для внедрения вредоносного ПО, но не ограничивается им.
• Закрепление (persistance) – обеспечение инструментальным средствам нарушителя возможности постоянного присутствия на атакованном узле, в том числе – после принудительного завершения процесса, перезагрузки узла и т.п.
• Повышение привилегий (privilege escalation) – название тактики говорит само за себя.
• Противодействие защите (defense evasion) – защита инструментальных средств нарушителя от обнаружения или блокирования со стороны применяемых жертвой средств защиты.
• Авторизованный доступ (credential access) – получение нарушителем учетных записей легитимных пользователей или иной информации, необходимой для получения доступа к компонентам информационной инфраструктуры от имени легитимных пользователей, а также создание нарушителем собственных учетных записей, обладающих необходимыми привилегиями.
• Исследование (discovery) – сбор сведений об инфраструктуре, полезных для начала или развития атаки.
• Распространение (lateral movement) – получение начального доступа к компонентам информационной инфраструктуры, смежным с атакованным узлом.
• Сбор (collection) данных, которые могут как сами по себе являться целью действий нарушителя, так и способствовать дальнейшим действиям нарушителя (например, перехват клавиатурного ввода или изображения на экране компьютера).
• Удаленное управление (command and control) инструментальными средствами нарушителя.
• Эксфильтрация (exfiltration), то есть копирование данных за пределы атакованной информационной инфраструктуры, в том числе – с обходом средств противодействия.
• Причинение вреда (impact), в том числе – на промежуточных стадиях сценария для сокрытия следов или затруднения противодействия.

В отличие от модели The Cyber Kill Chain, в ATT&CK тактики не образуют последовательность. В этой модели нарушитель может выполнить начальное проникновение в организацию, исследовать ее инфраструктуру и обнаружить незащищенный доступ в инфраструктуру дочерней компании, провести исследование и найти на серверах дочерней компании незащищенную целевую информацию, извлечь ее и совершить иные действия.

Для каждой тактики в базе знаний содержатся возможные способы ее реализации – техники. Так, в зависимости от конкретного программного инструмента, тактика «выполнение» для его внедрения может быть реализована через программный интерфейс API, с помощью утилит командной строки, через регистрацию компонента ActiveX утилитой regsvr32, с помощью расписания Scheduled Task и т.п. Для каждой техники в базе знаний содержится ее подробное описание и публично известные случаи применения этой техники в реальной жизни.

Таким образом, данная база знаний позволяет при моделировании угроз детально проработать возможные действия нарушителя.

Применение ATT&CK для моделирования угроз

Обратной стороной детального описания техник в модели ATT&CK является невозможность ее использования для абстрактной информационной системы на стадии ее создания. Моделирование угроз на основе этой модели возможно только после того, как будут выбраны основные технические решения, а также на стадии оценки защищенности информационной системы для ее последующей модернизации. При моделировании угроз используется фиксированная модель нарушителя. Рассматриваемый нарушитель:

• является высококлассным специалистом;
• обладает знанием и навыками применения всех техник ATT&CK;
• способен применять известные техники и их вариации;
• способен использовать инструментальные средства, имеющиеся в свободном доступе или свободной продаже;
• способен самостоятельно разрабатывать инструментальные средства, при условии, что принцип их действия известен;
• знает архитектуру программных и аппаратных средств, особенности их реализации и использования их функциональных возможностей на уровне разработчика, но в объеме, соответствующем документации, имеющейся в свободном доступе или предоставляемой пользователям.

Прежде всего, определяются начальные возможности нарушителя:

• для внешнего нарушителя – нахождение вне периметра защиты, но с возможностью доступа к общедоступным интерфейсам исследуемой информационной системы и к интерфейсам ограниченного доступа с правами непривилегированного пользователя;
• для внутреннего нарушителя – нахождение в пользовательском сегменте локальной вычислительной сети с доступом только к интерфейсам исследуемой информационной системы, общедоступным для этого сегмента, в некоторых случаях – с возможностью доступа к компонентам информационной системы с правами непривилегированного пользователя.

Моделирование угроз проводится по тем же принципам, что и тестирование на проникновение, но без практического выполнения атакующих действий. Для начальной точки сценария оценивается, какие именно объекты будут доступны нарушителю и какими возможности нарушитель обладает при доступе к каждому такому объекту. Моделирование проводится итерационно:

• Для каждого объекта определяются применимые для него техники атаки в условиях отсутствия противодействия (например, в случае отсутствия средств защиты, их некорректной настройки и т.п.).
• Для каждой применимой техники определяются последствия ее успешного применения нарушителем, например, расширение возможностей доступа к рассматриваемым объектам или получение начального доступа к новым объектам. При этом новые объекты добавляются в область моделирования угроз, а для ранее рассмотренных объектов фиксируется получение нарушителем новых возможностей.
• Для каждой применимой техники также определяются меры защиты, необходимые для противодействия ее применению, и формируются или уточняются требования к ее реализации.
• Для каждой применимой техники также определяются следы, которые может оставить нарушитель при ее применении (сигнатуры применяемых инструментальных средств, характерные события или особенности сетевого трафика) – в дальнейшем они могут использоваться как индикаторы компрометации для регистрации атак.
• Если очередная итерация моделирования привела к расширению перечня объектов, к которым нарушитель условно получил доступ в ходе моделирования, или изменились возможности нарушителя при доступе к отдельным объектам, итерация повторяется. Если итерация не привела к каким-либо изменениям модели, возможности нарушителя считаются исчерпанными и проводится оценка результатов, условно достигнутых нарушителем в ходе моделирования.

Описанный выше подход может оказаться очень трудоемким, поэтому на практике часто применяются различные способы оптимизации, например:

• формулируются базовые меры защиты и типовые требования к их реализации, а применимость техник действий нарушителя оценивается исходя из предположения о корректной реализации этих мер защиты;
• область моделирования ограничивается отдельной информационной системой или отдельными ее подсистемами и т.п.

Подобные способы оптимизации снижают трудозатраты моделирования, но создают риск переоценки эффективности защиты.

Результатом моделирования является ориентированный граф (иногда называемый графом атак), узлами которого являются объекты, попавшие в область моделирования (например, узлы корпоративной вычислительной сети или компоненты информационной системы), а дугами – применение отдельных техник. Характеристикой дуги являются возможности доступа к объекту, полученные нарушителем при применении соответствующей техники; характеристикой узла – совокупные возможности доступа к соответствующему объекту, полученные нарушителем в ходе моделирования. На основе совокупных возможностей доступа к узлам сети или компонентам информационной системы оцениваются результирующие возможности нарушителя по воздействию на функционирование информационной системы и негативные последствия такого воздействия.

В случае, если воздействие нарушителя на один или несколько узлов приводит к неприемлемым последствиям для функционирования информационной системы или организации в целом, такое воздействие характеризуется как угроза функционированию системы (или угроза процессу, в котором используется информационная система), а все возможные пути в графе атак, приводящие к такому воздействию признаются возможными сценариями реализации данной угрозы.

Заключение

Моделирование угроз на основе сценариев позволяет одновременно решить сразу несколько задач обеспечения информационной безопасности:

• охватить максимально возможный спектр угроз, актуальных для данной информационной системы;
• разработать детальные требования к мерам безопасности, препятствующим каждому возможному действию нарушителя;
• определить индикаторы компрометации, которые позволят обнаружить применение сценария реализации угрозы;
• заблаговременно разработать меры оперативного реагирования на каждый сценарий;
• в ходе реагирования на атаку – прогнозировать возможные следующие действия нарушителя и оперативно противодействовать им.

При этом каждой технике из базы знаний ATT&CK соответствует некоторая угроза из БДУ ФСТЭК, что позволяет использовать БДУ как классификатор действий нарушителя и формализовывать сценарии в соответствии с требованиями нормативных документов ФСТЭК.

При этом следует учитывать, что база знаний ATT&CK имеет свои ограничения. Так, она содержит только примеры действий нарушителя, возможность выполнения которых подтверждена практикой или лабораторными исследованиями, и на ее основе невозможно в полном объеме смоделировать некоторые теоретически возможные угрозы, предусмотренные БДУ ФСТЭК. Таким образом, моделирование угроз на основе сценариев требует не только заимствования готовых знаний, но и самостоятельной оценки возможностей реализации перспективных угроз, особенно когда речь идет о применении мобильной связи, облачных технологий, Интернета вещей и т.п.