امنیت تجهیزات شبکه

[OBAID]

برای تامین امنیت بر روی یک شبکه، یکی از بحرانی ترین و خطیرترین مراحل، تامین امنیت دسترسی و کنترل تجهیزات شبکه است. تجهیزاتی همچون مسیریاب، سوئیچ یا دیوارهای آتش. اهمیت امنیت تجهیزات به دو علت اهمیت ویژهای میابد :
الف – عدم وجود امنیت تجهیزات در شبکه به نفوذگران به شبکه اجازه می*دهد که* با دستیابی به تجهیزات امکان پیکربندی آنها را به گونه*ای که تمایل دارند آن سخت*افزارها عمل کنند، داشته باشند. از این طریق هرگونه نفوذ و سرقت اطلاعات و یا هر نوع صدمه دیگری به شبکه، توسط نفوذگر، امکان*پذیر خواهد شد.
ب – برای جلوگیری از خطرهای DoS (Denial of Service) تأمین امنیت تجهزات بر روی شبکه الزامی است. توسط این حمله*ها نفوذگران میتوانند سرویسهایی را در شبکه از کار بیاندازند که از این طریق در برخی موارد امکان دسترسی به اطلاعات با دور زدن هر یک از فرایندهای AAA فراهم می*شود.
در این بخش اصول اولیه امنیت تجهیزات مورد بررسی اجمالی قرار می*گیرد. عناوین برخی از این موضوعات به شرح زیر هستند :
- امنیت فیزیکی و تأثیر آن بر امنیت کلی شبکه
- امنیت تجهیزات شبکه در سطوح منطقی
- بالابردن امنیت تجهیزات توسط افزونگی در سرویس*ها و سخت*افزارها
موضوعات فوق در قالب دو جنبه اصلی امنیت تجهیزات مورد بررسی قرار می*گیرند :
- امنیت فیزیکی
- امنیت منطقی

۱ – امنیت فیزیکی
امنیت فیزیکی بازه* وسیعی از تدابیر را در بر می*گیرد که استقرار تجهیزات در مکان*های امن و به دور از خطر حملات نفوذگران و استفاده از افزونگی در سیستم از آن جمله*اند. با استفاده از افزونگی، اطمینان از صحت عملکرد سیستم در صورت ایجاد و رخداد نقص در یکی از تجهیزات (که توسط عملکرد مشابه سخت*افزار و یا سرویس*دهنده مشابه جایگزین می*شود) بدست می*آید.
در بررسی امنیت فیزیکی و اعمال آن،* ابتدا باید به خطر*هایی که از این طریق تجهزات شبکه را تهدید می*کنند نگاهی داشته باشیم. پس از شناخت نسبتاً کامل این خطرها و حمله*ها می*توان به راه*حل*ها و ترفند*های دفاعی در برار این*گونه حملات پرداخت.
۱-۱ – افزونگی در محل استقرار شبکه
یکی از راه*کارها در قالب ایجاد افزونگی در شبکه*های کامپیوتری، ایجاد سیستمی کامل،* مشابه شبکه*ی اولیه*ی در حال کار است. در این راستا، شبکه*ی ثانویه*ی، کاملاً مشابه شبکه*ی اولیه، چه از بعد تجهیزات و چه از بعد کارکرد،* در محلی که می*تواند از نظر جغرافیایی با شبکه*ی اول فاصله*ای نه چندان کوتاه نیز داشته باشد برقرار می*شود. با استفاده از این دو سیستم مشابه، علاوه بر آنکه در صورت رخداد وقایعی که کارکرد هریک از این دو شبکه را به طور کامل مختل می*کند (مانند زلزله) می*توان از شبکه*ی دیگر به طور کاملاً جایگزین استفاده کرد، در استفاده*های روزمره نیز در صورت ایجاد ترافیک سنگین بر روی شبکه، حجم ترافیک و پردازش بر روی دو شبکه*ی مشابه پخش می*شود تا زمان پاسخ به حداقل ممکن برسد.
با وجود آنکه استفاده از این روش در شبکه*های معمول که حجم جندانی ندارند، به دلیل هزینه*های تحمیلی بالا، امکان*پذیر و اقتصادی به نظر نمی*رسد، ولی در شبکه*های با حجم بالا که قابلیت اطمینان و امنیت در آنها از اصول اولیه به حساب می*آیند از الزامات است.
۱-۲ – توپولوژی شبکه
طراحی توپولوژیکی شبکه،* یکی از عوامل اصلی است که در زمان رخداد حملات فیزیکی می*تواند از خطای کلی شبکه جلوگیری کند.
در این مقوله،* سه طراحی که معمول هستند مورد بررسی قرار می*گیرند :
الف – طراحی سری : در این طراحی با قطع خط تماس میان دو نقطه در شبکه، کلیه سیستم به دو تکه منفصل تبدیل شده و امکان سرویس دهی از هریک از این دو ناحیه به ناحیه دیگر امکان پذیر نخواهد بود.
ب – طراحی ستاره*ای : در این طراحی، در صورت رخداد حمله فیزیکی و قطع اتصال یک نقطه از خادم اصلی، سرویس*دهی به دیگر نقاط دچار اختلال نمی*گردد. با این وجود از آنجاییکه خادم اصلی در این میان نقش محوری دارد، در صورت اختلال در کارایی این نقطه مرکزی،* که می*تواند بر اثر حمله فیزیکی به آن رخ دهد، ارتباط کل شبکه دچار اختلال می*شود، هرچند که با درنظر گرفتن افزونگی برای خادم اصلی از احتمال چنین حالتی کاسته می*شود.
ج – طراحی مش : در این طراحی که تمامی نقاط ارتباطی با دیگر نقاط در ارتباط هستند، هرگونه اختلال فیزیکی در سطوح دسترسی منجر به اختلال عملکرد شبکه نخواهد شد،* با وجود آنکه زمان*بندی سرویس*دهی را دچار اختلال خواهد کرد. پیاده*سازی چنین روش با وجود امنیت بالا، به دلیل محدودیت*های اقتصادی،* تنها در موارد خاص و بحرانی انجام می*گیرد.

[OBAID]

۱-۳ – محل*های امن برای تجهیزات
در تعیین یک محل امن برای تجهیزات دو نکته مورد توجه قرار می*گیرد :
- یافتن مکانی که به اندازه کافی از دیگر نقاط مجموعه متمایز باشد، به گونه*ای که هرگونه نفوذ در محل آشکار باشد.
- در نظر داشتن محلی که در داخل ساختمان یا مجموعه*ای بزرگتر قرار گرفته است تا تدابیر امنیتی بکارگرفته شده برای امن سازی مجموعه*ی بزرگتر را بتوان برای امن سازی محل اختیار شده نیز به کار گرفت.
با این وجود، در انتخاب محل، میان محلی که کاملاً جدا باشد (که نسبتاً پرهزینه خواهد بود) و مکانی که درون محلی نسبتاً عمومی قرار دارد و از مکان*های بلااستفاده سود برده است (*که باعث ایجاد خطرهای امنیتی می*گردد)،* می*توان اعتدالی منطقی را در نظر داشت.
در مجموع می*توان اصول زیر را برای تضمین نسبی امنیت فیزیکی تجهیزات در نظر داشت :
- محدود سازی دسترسی به تجهیزات شبکه با استفاده از قفل*ها و مکانیزم*های دسترسی دیجیتالی به همراه ثبت زمان*ها، مکان*ها و کدهای کاربری دسترسی*های انجام شده.
- استفاده از دوربین*های پایش در ورودی محل*های استقرار تجهیزات شبکه و اتاق*های اتصالات و مراکز پایگاه*های داده.
- اعمال ترفند*هایی برای اطمینان از رعایت اصول امنیتی.
۱-۴ – انتخاب لایه کانال ارتباطی امن
با وجود آنکه زمان حمله*ی فیزیکی به شبکه*های کامپیوتری، آنگونه که در قدیم شایع بوده، گذشته است و در حال حاضر تلاش اغلب نفوذگران بر روی به دست گرفتن کنترل یکی از خادم*ها و سرویس*دهنده*های مورد اطمینان شبکه معطوف شده است،* ولی گونه*ای از حمله*ی فیزیکی کماکان دارای خطری بحرانی است.
عمل شنود بر روی سیم*های مسی،* چه در انواع Coax و چه در زوج*های تابیده، هم*اکنون نیز از راه*های نفوذ به شمار می*آیند. با استفاده از شنود می*توان اطلاعات بدست آمده از تلاش*های دیگر برای نفوذ در سیستم*های کامپیوتری را گسترش داد و به جمع*بندی مناسبی برای حمله رسید. هرچند که می*توان سیم*ها را نیز به گونه*ای مورد محافظت قرار داد تا کمترین احتمال برای شنود و یا حتی تخریب فیزیکی وجود داشته باشد، ولی در حال حاضر، امن ترین روش ارتباطی در لایه*ی فیزیکی، استفاده از فیبرهای نوری است. در این روش به دلیل نبود سیگنال*های الکتریکی، هیچگونه تشعشعی از نوع الکترومغناطیسی وجود ندارد، لذا امکان استفاده از روش*های معمول شنود به پایین*ترین حد خود نسبت به استفاده از سیم در ارتباطات می*شود.
۱-۵ – منابع تغذیه
از آنجاکه داده*های شناور در شبکه به منزله*ی خون در رگهای ارتباطی شبکه هستند و جریان آنها بدون وجود منابع تغذیه، که با فعال نگاه*داشتن نقاط شبکه موجب برقراری این جریان هستند، غیر ممکن است، لذا چگونگی چینش و نوع منابع تغذیه و قدرت آنها نقش به سزایی در این میان بازی می*کنند. در این مقوله توجه به دو نکته زیر از بالاترین اهمیت برخوردار است :
- طراحی صحیح منابع تغذیه در شبکه بر اساس محل استقرار تجهیزات شبکه*. این طراحی باید به گونه*ای باشد که تمامی تجهیزات فعال شبکه، برق مورد نیاز خود را بدون آنکه به شبکه*ی تامین فشار بیش*اندازه*ای (که باعث ایجاد اختلال در عملکرد منابع تغذیه شود) وارد شود، بدست آورند.
- وجود منبع یا منابع تغذیه پشتیبان به گونه*ای که تعداد و یا نیروی پشتیبانی آنها به نحوی باشد که نه تنها برای تغذیه کل شبکه در مواقع نیاز به منابع تغذیه پشتیبان کفایت کند، بلکه امکان تامین افزونگی مورد نیاز برای تعدادی از تجهیزات بحرانی درون شبکه را به صورت منفرد فراهم کند.

[OBAID]

۱-۶ – عوامل محیطی
یکی از نکات بسیار مهم در امن سازی فیزیکی تجهیزات و منابع شبکه، امنیت در برار عوامل محیطی است. نفوذگران در برخی از موارد با تاثیرگذاری بر روی این عوامل، باعث ایجاد اختلال در عملکرد شبکه می*شوند. از مهمترین عواملی در هنگام بررسی امنیتی یک شبکه رایانه*ای باید در نظر گرفت می*توان به دو عامل زیر اشاره کرد :
- احتمال حریق (که عموماً غیر طبیعی است و منشآ انسانی دارد)
- زلزله، طوفان و دیگر بلایای طبیعی
با وجود آنکه احتمال رخداد برخی از این عوامل، مانند حریق، را می*توان تا حدود زیادی محدود نمود، ولی تنها راه حل عملی و قطعی برای مقابله با چنین وقایعی،* با هدف جلوگیری در اختلال کلی در عملکرد شبکه، وجود یک سیستم کامل پشتیبان برای کل شبکه است. تنها با استفاده از چنین سیستم پشتیبانی است که می*توان از عدم اختلال در شبکه در صورت بروز چنین وقعایعی اطمینان حاصل کرد.
۲ – امنیت منطقی
امنیت منطقی به معنای استفاده از روش*هایی برای پایین آوردن خطرات حملات منطقی و نرم*افزاری بر ضد تجهیزات شبکه است. برای مثال حمله به مسیریاب*ها و سوئیچ*های شبکه بخش مهمی از این گونه حملات را تشکیل می**دهند. در این بخش به عوامل و مواردی که در اینگونه حملات و ضد حملات مورد نظر قرار می*گیرند می*پردازیم.
۲-۱ – امنیت مسیریاب*ها
حملات ضد امنیتی منطقی برای مسیریاب*ها و دیگر تجهیزات فعال شبکه، مانند سوئیچ*ها، را می*توان به سه دسته*ی اصلی تقسیم نمود :
- حمله برای غیرفعال سازی کامل
- حمله به قصد دستیابی به سطح کنترل
- حمله برای ایجاد نقص در سرویس*دهی
طبیعی است که راه*ها و نکاتی که در این زمینه ذکر می*شوند مستقیماً به امنیت این عناصر به تنهایی مربوط بوده و از امنیت دیگر مسیرهای ولو مرتبط با این تجهیزات منفک هستند. لذا تأمین امنیت تجهیزات فعال شبکه به معنای تآمین قطعی امنیت کلی شبکه نیست، هرچند که عملاً مهمترین جنبه*ی آنرا تشکیل می*دهد.
۲-۲ – مدیریت پیکربندی
یکی از مهمترین نکات در امینت تجهیزات، نگاهداری نسخ پشتیبان از پرونده*ها مختص پیکربندی است. از این پرونده*ها که در حافظه*های گوناگون این تجهیزات نگاهداری می*شوند،* می*توان در فواصل زمانی مرتب یا تصادفی، و یا زمانی که پیکربندی تجهیزات تغییر می*یابند، نسخه پشتیبان تهیه کرد.
با وجود نسخ پشتیبان،* منطبق با آخرین تغییرات اعمال شده در تجهیزات، در هنگام رخداد اختلال در کارایی تجهزات، که می*تواند منجر به ایجاد اختلال در کل شبکه شود، در کوتاه*ترین زمان ممکن می*توان با جایگزینی آخرین پیکربندی، وضعیت فعال شبکه را به آخرین حالت بی*نقص پیش از اختلال بازگرداند. طبیعی است که در صورت بروز حملات علیه بیش از یک سخت*افزار، باید پیکربندی تمامی تجهیزات تغییریافته را بازیابی نمود.
نرم*افزارهای خاصی برای هر دسته از تجهیزات مورد استفاده وجود دارند که قابلیت تهیه نسخ پشتیبان را فاصله*های زمانی متغیر دارا می*باشند. با استفاده از این نرم*افزارها احتمال حملاتی که به سبب تآخیر در ایجاد پشتیبان بر اثر تعلل عوامل انسانی پدید می*آید به کمترین حد ممکن می*رسد.
۲-۳ – کنترل دسترسی به تجهیزات
دو راه اصلی برای کنترل تجهزات فعال وجود دارد :
- کنترل از راه دور
- کنترل از طریق درگاه کنسول
در روش اول می*توان با اعمال محدودیت در امکان پیکربندی و دسترسی به تجهیزات از آدرس*هایی خاص یا استاندارها و پروتکل*های خاص، احتمال حملات را پایین آورد.
در مورد روش دوم، با وجود آنکه به نظر می*رسد استفاده از چنین درگاهی نیاز به دسترسی فیزکی مستقیم به تجهیزات دارد، ولی دو روش معمول برای دسترسی به تجهیزات فعال بدون داشتن دسترسی مستقیم وجود دارد. لذا در صورت عدم کنترل این نوع دسترسی، ایجاد محدودیت*ها در روش اول عملاً امنیت تجهیزات را تآمین نمی*کند.
برای ایجاد امنیت در روش دوم باید از عدم اتصال مجازی درگاه کنسول به هریک از تجهیزات داخلی مسیریاب، که امکان دسترسی از راه*دور دارند، اطمینان حاصل نمود.
۲-۴ – امن سازی دسترسی
علاوه بر پیکربندی تجهیزات برای استفاده از Authentication، یکی دیگر از روش*های معمول امن*سازی دسترسی، استفاده از کانال رمز شده در حین ارتباط است. یکی از ابزار معمول در این روش SSH(Secur Shell) است. SSH ارتباطات فعال را رمز کرده و احتمال شنود و تغییر در ارتباط که از معمول*ترین روش*های حمله هستند را به حداقل می*رساند.
از دیگر روش*های معمول می*توان به استفاده از کانال*های *** مبتنی بر IPsec اشاره نمود. این روش نسبت به روش استفاده از SSH روشی با قابلیت اطمینان بالاتر است، به گونه*ای که اغلب تولیدکنندگان تجهیزات فعال شبکه، خصوصاً تولید کنندگان مسیریاب*ها،* این روش را مرجح می*دانند.
۲-۵ – مدیریت رمزهای عبور
مناسب*ترین محل برای ذخیره رمزهای عبور بر روی خادم Authentication است. هرچند که در بسیاری از موارد لازم است که بسیاری از این رموز بر روی خود سخت*افزار نگاه*داری شوند. در این صورت مهم*ترین نکته به یاد داشتن فعال کردن سیستم رمزنگاری رموز بر روی مسیریاب یا دیگر سخت*افزارهای مشابه است.
۳ – ملزومات و مشکلات امنیتی ارائه دهندگان خدمات
زمانی که سخن از ارائه دهندگان خدمات و ملزومات امنیتی آنها به میان می*آید، مقصود شبکه*های بزرگی است که خود به شبکه*های رایانه*ای کوچکتر خدماتی ارائه می*دهند. به عبارت دیگر این شبکه*های بزرگ هستند که با پیوستن به یکدیگر، عملاً شبکه*ی جهانی اینترنت کنونی را شکل می*دهند. با وجود آنکه غالب اصول امنیتی در شبکه*های کوچکتر رعایت می*شود، ولی با توجه به حساسیت انتقال داده در این اندازه، ملزومات امنیتی خاصی برای این قبیل شبکه*ها مطرح هستند.
۳-۱ – قابلیت*های امنیتی
ملزومات مذکور را می*توان، تنها با ذکر عناوین، به شرح زیر فهرست نمود :
۱ – قابلیت بازداری از حمله و اعمال تدابیر صحیح برای دفع حملات
۲ – وجود امکان بررسی ترافیک شبکه، با هدف تشخیص بسته*هایی که به قصد حمله بر روی شبکه ارسال می*شوند. از آنجاییکه شبکه*های بزرگتر نقطه تلاقی مسیرهای متعدد ترافیک بر روی شبکه هستند، با استفاده از سیستم*های IDS بر روی آنها، می*توان به بالاترین بخت برای تشخیص حملات دست یافت.
۳ – قابلیت تشخیص منبع حملات. با وجود آنکه راه*هایی از قبیل سرقت آدرس و استفاده از سیستم*های دیگر از راه دور، برای حمله کننده و نفوذگر، وجود دارند که تشخیص منبع اصلی حمله را دشوار می*نمایند، ولی استفاده از سیستم*های ردیابی، کمک شایانی برای دست یافتن و یا محدود ساختن بازه*ی مشکوک به وجود منبع اصلی می*نماید. بیشترین تآثیر این مکانیزم زمانی است که حملاتی از نوع DoS از سوی نفوذگران انجام می*گردد.
۳-۲ – مشکلات اعمال ملزومات امنیتی
با وجود لزوم وجود قابلیت*هایی که بطور اجمالی مورد اشاره قرار گرفتند، پیاده*سازی و اعمال آنها همواره آسان نیست.
یکی از معمول*ترین مشکلات،* پیاده*سازی IDS است. خطر یا ترافیکی که برای یک دسته از کاربران به عنوان حمله تعبیر می*شود، برای دسته*ای دیگر به عنوان جریان عادی داده است. لذا تشخیص این دو جریان از یکدیگر بر پیچیدگی IDS افزوده و در اولین گام از کارایی و سرعت پردازش ترافیک و بسته*های اطلاعاتی خواهد کاست. برای جبران این کاهش سرعت تنها می*توان متوسل به تجهیزات گران*تر و اعمال سیاست*های امنیتی پیچیده*تر شد.
با این وجود،* با هرچه بیشتر حساس شدن ترافیک و جریان*های داده و افزایش کاربران، و مهاجرت کاربردهای متداول بر روی شبکه*های کوچکی که خود به شبکه*های بزرگتر ارائه دهنده خدمات متصل هستند، تضمین امنیت، از اولین انتظاراتی است که از اینگونه شبکه*ها می*توان داشت.