ОГРАНИЧЕНИЕ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СЕТЕВЫХ СКРЫТЫХ КАНАЛОВ ПО ВРЕМЕНИ ПУТЕМ ВВЕДЕНИЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ СЛУЧАЙНЫХ ЗАДЕРЖЕК ПЕРЕД ОТПРАВКОЙ ПАКЕТА

Анна И. Белозубова, Константин Г. Когос, Филипп В. Лебедев

Аннотация


Внимание к скрытым каналам во многом увеличилось благодаря опубликованным Э. Сноуденом документам, в которых описывались программные и аппаратные закладки, реализующие недекларированные возможности скрытой передачи информации в сетевом оборудовании компаний Huawei и Juniper, мобильных телефонах компании Apple, компьютерах с операционной системой Windows XP. Скрытый канал может быть построен с использованием любых информационных технологий, однако зачастую злоумышленники строят скрытые каналы в IP-сетях, так как они широко распространены, имеют высокую скорость передачи информации, а повсеместные меры обеспечения безопасности информации, такие как шифрование трафика, не влияют на возможность скрытой передачи информации по некоторым типам таких каналов. Перспективным направлением противодействия утечке информации по сетевым скрытым каналам признано ограничение их пропускной способности. В статье рассматриваются сетевые скрытые каналы по времени, приводится способ оценки их пропускной способности, предлагают и исследуют способ противодействия утечке информации по таким скрытым каналам с помощью введения шума путем введения задержек перед отправкой пакетов, значения которых распределены двумя различными способами: равномерно и, согласно распределению, с убывающей функцией плотности вероятности. В качестве эксперимента были получены временные характеристики IP-трафика от хоста во внутренней сети до общедоступного сервиса, которые использовались для верификации полученных способов оценки пропускной способности скрытых каналов. Отличительной особенностью проводимых расчетов является иллюстрация возможности минимизации нагрузки на канал связи при введении метода противодействия, а также принятие в расчет того факта, что возможность нарушителя наблюдать за текущими условиями в сети позволяет ему подстраивать параметры передачи информации под нагрузку в коммуникационном канале, тем самым поддерживая максимально возможную пропускную способность скрытого канала.

Ключевые слова


скрытые каналы, утечка информации, задержки, пропускная способность, ограничение.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Lampson B.W. A Note on the Confinement Problem. Communications of the ACM. Vol. 16, no. 10, 1973.
P. 613–615. DOI: http://dx.doi.org/10.1145/362375.362389.

2. Ahsan K., Kundur D. Practical Data Hiding in TCP/IP. Proceedings of the ACM Workshop on Multimedia Security, 2002. URL: https://www.researchgate.net/publication/2878386_Practical_data_hiding_in_TCPIP (дата обращения: 01.08.2021).

3. Zander S., Armitage G., Branch B. Covert Channels in the IP Time To Live Field. Proceedings of the Australian Telecommunication Networks and Applications Conference, 2006.
URL: https://www.researchgate.net/publication/228875924_Covert_channels_in_the_IP_time_to_live_field (дата обращения: 01.08.2021).

4. Zander S., Armitage G., Branch P. A Survey of Covert Channels and Countermeasures in Computer Network Protocols. IEEE Communications Surveys and Tutorials. Vol. 9, no. 3, 2007. P. 44–57. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/COMST.2007.4317620.

5. Epishkina A., Kogos K. A random traffic padding to limit packet size covert channels. Proceedings of the 2015 Federated Conference on Computer Science and Information Systems. Vol. 5, 2015. P. 1107–1113. DOI: http://dx.doi.org/10.15439/2015F88.

6. Epishkina A., Kogos K. Covert channels parameters evaluation using the information theory statements. Proceedings of the 5th International Conference on IT convergence and security. 2015. P. 395–399. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/ICITCS.2015.7292966.

7. Cabuk S., Brodley C.E., Shields C. IP covert timing channels: design and detection. Proceedings of the eleventh ACM conference on computer and communications security. 2004. P. 178–187.
DOI: http://dx.doi.org/10.1145/1030083.1030108.

8. Girling C.G. Covert channels in LAN’s. IEEE Transactions on software engineering. Vol. 13, no. 2, 1987.
P. 292–296. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/COMST.2007.4317620.

9. Shah G., Molina A., Blaze M. Keyboards and Covert Channels. Proceedings of the 15th USENIX Security Symposium, 2006. P. 59–75. URL: https://www.researchgate.net/publication/234829288_Keyboards_ and_Covert_Channels (дата обращения: 01.08.2021).

10. Sellke S.H., Wang C.-C., Bagchi S., Shroff N.B. Covert TCP/IP timing channels: theory to implementation. Proceedings of the 28th conference on computer communications. 2009. P. 2204–2212. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/INFCOM.2009.5062145.

11. Грушо А.А. Скрытые каналы и безопасность информации в компьютерных системах // Дискретная математика. 1998. Т. 10, вып.1. С. 3–9. DOI: https://doi.org/10.4213/dm411.

12. Грушо А.А. О существовании скрытых каналов. Дискретная математика. 1999. Т. 11, вып. 1. С. 24–28.
DOI: https://doi.org/10.4213/dm363.

13. IBM Knowledge Center. URL: https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/ssw_aix_71/ security/taix_audit_bandwidth.html (дата обращения: 29.06.2021).

14. Elteto T., Molnar S. On the distribution of round-trip delays in TCP/IP networks. Proceedings of the 24th Conference on Local Computer Networks lcn’99. 1999.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/LCN.1999.802014.

15. Karakas M. Determination of network delay distribution over the internet. Thesis submitted to the graduate school of natural and applied sciences of the middle east technical university, December 2003.
URL: https://www.semanticscholar.org/paper/De-Jitter-Buffer-Role-in-Improving-VOIP-Connection-Lebl-Mileusnić/69408025b0dfce8a24e21d54893ce2c8d627146b (дата обращения: 01.08.2021).

16. Sukhov A.M., Kuznetsova N.Yu. What type of distribution for packet delay in a global network should be used in the control theory? 2019. URL: https://www.researchgate.net/publication/45864214_What_type_ of_distribution_for_packet_delay_in_a_global_network_should_be_used_in_the_control_theory (дата обращения: 01.08.2021).

17. Sagatov E.S., Samoilova D.V., Sukhov A.M. Composite distribution for one-way packet delay in the global network, 24th Telecommunications forum TELFOR 2016.
DOI: http://dx.doi.org/10.1109/TELFOR.2016.7818726.

18. Sukhov A.M., Kuznetsova N.Yu., Pervitsky A.K., Galtsev A.A. Generating Function For Network Delay. Journal of High Speed Networks. Vol. 22, no. 4. P. 321–333, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.3233/JHS-160552.

19. Belozubova A., Epishkina A., Kogos K. How to limit capacity of timing covert channel by adding extra delays. Procedia Computer Science. 2021. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.procs.2021.06.008.

20. Belozubova A., Epishkina A., Kogos K. On/off covert channel capacity limitation by adding extra delays. ElConRus 2021. 2021 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. P. 2318–2322. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/ElConRus51938.2021.9396545.

21. Белозубова А.И., Епишкина А.В., Когос К.Г. О введении задержек для противодействия утечке информации по скрытым каналам в IP-сетях. Методы и технические средства обеспечения безопасности информации. 2019, № 28. С. 81–82. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38251172.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2021.4.06

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.