反NIDS技术介绍

　　 前言：

随着IDS（入侵检测系统）在网络环境中的使用越来越普遍，黑客在攻击一个装有IDS的网络时，首先考虑到的是对付IDS，一般采用的反IDS技术主要是"攻"（攻击IDS）或者"避"（绕过IDS的监视）。

本文根据网上的IDS资料和笔者的实际研究，主要介绍一下当前主要的反NIDS（网络入侵检测系统）技术。

一.攻：包括直接攻击和间接攻击

1.直接攻击：直接对NIDS进行攻击。因为NIDS是安装在一定的操作系统之上，而且本身也是一个复杂的TCP/IP操作系统，这意味着NIDS本身可能受到smurf、synflood或jolt2等攻击。如果安装IDS的操作系统本身存在漏洞或 IDS自身防御力差，此类攻击很有可能造成IDS的探测器丢包、失效或不能正常工作。但是随着IDS技术的发展，一些NIDS采用了双网卡的技术，一个网卡绑定IP，用来与console（控制台）通信，另外一个网卡无IP，用来收集网络数据包，其中连在网络中的是无IP的网卡，因为没有IP，所以不能直接攻击，而且新的IDS一般采用了协议分析的技术，提高了IDS捕捉和处理数据包的性能，所以直接攻击NIDS这种方法已经行不通了。

2.间接攻击：一般的NIDS都有入侵响应的功能，如记录日志，发送告警信息给console、发送警告邮件，防火墙互动等，我们可以利用IDS的响应进行间接攻击，使入侵日志迅速增加，塞满硬盘；发送大量的警告信息，使管理员无法发现真正的攻击者，并占用大量的cpu资源；发送大量的告警邮件，占满告警信箱或硬盘，并占用接收警告邮件服务器的系统资源；发送虚假的警告信息，使防火墙错误配置，造成一些正常的IP无法访问等！

目前，攻击NIDS最有效的办法是利用Coretez Giovanni写的Stick程序，Stick使用了很巧妙的办法，它可以在2秒内模拟450次攻击，快速的告警信息的产生会让IDS反应不过来、产生失去反应甚至死机现象。由于Stick发出多个有攻击特征（按照snort的规则组包）的数据包，所以IDS匹配了这些数据包的信息时，就会频繁发出警告，造成管理者无法分辨哪些警告是针对真正的攻击发出的，从而使IDS失去作用。当有攻击表现的信息包数量超过IDS的处理能力的话，IDS会陷入拒绝服务状态。Stick对许多IDS有影响，ISS公司的产品也不例外，该公司的产品中曾有"RealSecure Network Sensor 5.0"的Windows NT/2000版受到了影响，后来ISS发布了补丁，好像已经解决了这个问题。但其它一些公司的IDS，如snort，因为Stick发送的是按 snort规则组成的包，所以用Stick攻击装有snort的网络时，会产生大量的日志记录。

二.避：伪装自己，饶过IDS的检测，主要是针对IDS模式匹配所采用的方法来逃避IDS的监视。

1.针对HTTP请求：

*  URL编码：将URL进行编码，可以避开一些采用规则匹配的NIDS。

#二进制编码：HTTP协议允许在URL中使用任意ASCII字符，把二进制字符表示成形如"%xx" 的十六进制码，有的IDS并不会去解码。

如"cgi-bin"可以表示成"%63%67%69%2d%62%69%6e"，有些IDS的规则匹配不出，但web服务器可以正确处理。不过现在大多数IDS已经是在匹配规则之前解码，目前这个手段已经不适用了，一般的IDS都可以检测到！

# %u编码，是用来代表Unicode/wide特征字符，但微软IIS web服务器支持这种非标准的web请求编码方式由于%u编码不是标准的编码，IDS系统不能解码%u，所以可以绕过IDS的检测。

例如：使用下列的编码方式就可以绕过一些NIDS对".ida"的攻击的检测。

GET /abc.id%u0061 HTTP/1.0

不过，snort1.8可以检测到这种编码后的攻击，但有一些公司的IDS没注意到这个问题。

解决办法就是在规则匹配前对URL内容的%u编码进行解码后匹配。

#unicode编码，主要针对IIS，将URL中的一些特定的字符或字符串（主要是针对一些IDS匹配的规则内容）用unicode编码表示，

例如：使用下列的编码方式就可以绕过一些NIDS对".ida"的攻击的检测。

GET /abc.id%c1%01 HTTP/1.0

snort1.8目前好象不能检测到这种编码后的攻击。采用通配符如"*string*"匹配的很多IDS应该都存在此类问题。

解决办法就是在规则匹配前对URL内容的unicode编码进行解码后匹配。



*  斜线问题：包括"/"和"\"。

# "/" 问题：如果在HTTP的提交的请求中把'/' 转换成 '//'，如"/cgi-bin/test.cgi"转换成"//cgi-bin//test.cgi"，虽然两个字符串不匹配，但对许多web服务器的解释是一样的。如果把双斜线换成三斜线或更多效果也是一样的。目前有些IDS无法检测到这种类型的请求。

# "\"问题：Microsoft用'\'来分隔目录，Unix用'/'来分隔，而HTTP RFC规定用'/'， Microsoft的web服务器如IIS 会主动把'/' 转换成 '\'。例如发送"/cgi-bin\test.cgi"之类的命令，IIS可以正确识别，但这样IDS就不会匹配"/cgi- bin/test.cgi"了，此法可以逃避一些IDS。



*  命令问题：许多IDS系统检测时缺省认为客户提交的请求是用GET提交的，如GET /cgi-bin/test.cgi。但是相同的请求用HEAD命令也能实现，如用HEAD发送：HEAD /cgi-bin/test.cgi，则有些依靠get方法匹配的IDS系统就不会检测到这个扫描。

*  增加目录：插入一些无用的特殊字符，使其与IDS的检测内容不匹配。

如'..'意思是父目录，'.'意思是子目录，window下的"c:\tmp\.\.\.\.\"的意思就是"c:\tmp\"；相应的unix下的 "/tmp/././././"和"/tmp/"等价。对"/cgi-bin/phf"可以任意变化成"/./cgi-bin/././phf等形式。

又如：GET /cgi-bin/blahblah/../test.cgi HTTP/1.0实际和"/cgi-bin/test.cgi"一样，目前一般IDS都能识别。

很多智能的IDS会把请求还原成正常的形式。



*  不规则方式：

#用tab替换空格（对IIS不适用）：智能的IDS一般在客户端的数据中取出URL请求，截去变量，然后按照HTTP的语法格式检查请求。在HTTP RFC 中，http v1.0的请求格式如下：  Method <space> URI <space> HTTP/ Version CRLF CRLFHTTP是按照空格来把请求分成三部分的。但是，Apache 1.3.6和其以后的版本（早些时候的版本可能也是）允许用tab去请求：  Method <tab> URI <tab> HTTP/ Version CRLF CRLF这会使那些根据RFC协议格式处理这个请求的程序失败。但有的IDS为了减少误报会在匹配时用上空格。如"/phf"会很容易在字符串中匹配，但 "/phf（空格）"会减少很多误报， 这时对用tab的请求就没法匹配了。

# NULL方式：构造如下的请求： GET%00 /cgi-bin/test.cgi HTTP/1.0，由于在C语言中很多字符串处理函数用NULL作为字符串的结尾，如果IDS是利用c函数处理字符串的话，IDS就不可匹配NULL后面的字符串了。这种方式适合IIS，Apache不能处理%00。



*  虚假的请求结束：对有些智能的IDS来说，为了提高效率上和减少占有系统资源，对客户端发过来的数据,一般只会处理请求部分。    

如发送如下请求：GET /%20HTTP/1.0%0d%0aHeader:%20/../../cgi-bin/test.cgi HTTP/1.0\r\n\r\n

解码后是这样的：GET / HTTP/1.0\r\nHeader: /../../cgi-bin/test.cgi HTTP/1.0\r\n\r\n

这是一个正确的请求，但对某些智能的IDS只会截取GET的命令行，发现"HTTP/1.0\r\n"后就结束，然后对截取得部分进行操作，所以智能的IDS就不能正确报告基于此cgi的攻击。



*  长URL（Long URLs）：一些原始的IDS为了提高效率往往只检查前xx个字节，通常情况这样很正确，因为请求是在数据的最前面的，但是如果构造一个很长的请求： GET /rfprfp<lots of characters>rfprfp/../cgi-bin/test.cgi HTTP/1.0，超过了IDS检测的长度，这样就会使IDS检测不到后面的CGI。通常可以在请求中包涵1-2K个随机字符，但是有一些IDS会根据某些协议请求的长度来判断是否是缓冲区溢出，这时IDS就会对此类扫描误报为缓冲区溢出！

*  会话组合：把请求分开放在不同的包文中发出――注意不是分片，则IDS可能就不会匹配出攻击了。例如，请求"GET / HTTP/1.0"可以放在不同的包文中("GE", "T ", "/", " H", "T", "TP", "/1", ".0")，但不能逃过一些采用协议分析和会话重组技术的IDS。

* 大小写敏感：DOS/Windows与unix不同，它对大小写不敏感。例如：对IIS来说使用大小写是一样的，对有的老式IDS来说，可能造成不匹配。

针对HTTP请求进行欺骗的工具主要是Whisker，它采用了上面的一些技术进行WWW扫描，目前的IDS能发现绝大部分的欺骗方式，但对于采用URL编码（尤其是unicode编码）和不规则方式（如TAB替换空格）的扫描，有相当一部分IDS可能检测不到！

2.针对缓冲区溢出：一些NIDS检测远程缓冲区的主要方式是通过判断数据包的内容是否包括/bin/sh或者是否含有大量的NOP。针对IDS的这种检测办法，有的溢出程序的NOP考虑到用eb 02 代替，但这种方式目前也已经成为一些NIDS检测是否为缓冲区溢出时匹配的标志。不过，k2先生又写了一个加密shellcode的程序 ADMmutate，利用了名为多形态代码的技术，使攻击者能够潜在的改变代码结构来欺骗许多入侵检测系统，但它不会破坏最初的攻击性程序。溢出程序经它一改，就可以摇身一变，而且由于采用了动态改变的技术，每次伪装的shellcode都不相同,本来NIDS依靠提取公开的溢出程序的特征码来检测报警，特征码变了后NIDS就检测不到了。

伪装前的shellcode格式为：

[NNNNNNNNNNNNN][SSSS][RRRR]

伪装后的shellcode格式为：

[nnnnnnn][dddd][ssss][rrrr]

其中：

N表示NOP，S表示shellcode，R表示返回地址；

n表示经过编码的NOP，d为解码器，s表示经过编码的shellcode，r表示返回地址。

经过ADMmutate伪装的shellcode可以逃过使用模式匹配并且利用字符串匹配的大部分NIDS！不过如果NIDS还依靠长度，可打印字符等等综合判断，则ADMmutate还是不能逃脱NIDS的监视，但是依靠长度、可打印字符等判断未必准确，以此判断会造成IDS漏报或误报。不过，对于使用模式匹配的NIDS来说，目前仍只能通过长度等简单的判断！

3.针对木马：IDS检测木马和后门程序一般是通过端口来判断的，一般是通过后门程序的默认端口的连接来判断的，如Netspy的默认端口是7306， BO2k的默认端口是54320（1），所以只要后门程序不使用默认值就可以逃过一些IDS的法眼。目前大部分后门程序的通信都已采用加密的方式，所以目前的大部分NIDS只能通过非正常端口建立连接来判断，如果后门程序采用正常的端口进行通信，IDS就很有可能漏报！

4.其它方法：

缓慢扫描：一般的IDS是通过在一定时间内某个IP扫描过的端口数或IP数是否超过阀值来判断是否扫描，所以如果扫描的间隔超过IDS中指定的时间，而且采用多个IP协同扫描的话，IDS就不能判断攻击者是否扫描。

地址欺骗：利用代理或者伪造IP包进行攻击，隐藏攻击者的IP，使NIDS不能发现攻击者所在。目前的NIDS只能根据异常包中的地址判断攻击来源。

利用LLKM处理网络通信：利用LLKM简单、临时改变TCP/IP协议栈的行为，如更改出现在网络传输线路上的TCP标志位，躲避一些IDS的监视。

复杂的TCP/IP包处理：利用IDS不能正确模拟所有的TCP/IP栈的可能行为，对TCP/IP数据包进行特殊的处理以避过IDS。如将TCP/IP 包分成很小的碎片，或者是打乱包的发送顺序，或者是发送重叠的包，或者是包含有不正确校验和、不正确序列号等，正常的TCP/IP软件可以正确重组和处理包，而有相当多的NIDS不能正确处理这些包，所以会忽略基于这种特殊包的攻击。测试NIDS关于TCP/IP包的处理能力，可以使用 fragrouter 或者 Cybercop Scanner。

结论：

由于目前的NIDS绝大部分是采用sniffer形式抓包，以模式匹配的方式检测和分析入侵，不能处理和分析加密或伪装后的数据包，特别是在网络负载流量高的情况下，许多NIDS会出现丢包现象，所以NIDS仍然存在误报、漏报的可能。黑客如果将上面的一些方法巧妙的结合起来，仍可以逃避目前一些 NIDS的监视。

后记：

本文参照了网上大量的IDS文章，在这里表示感谢。同时，希望本文对IDS的开发者、使用者和测试者有所帮助。

原文转自：http://www.ltesting.net