تشخیص و ردیابی بدافزارها در محدوده رایانش ابری

رشته فناوری اطلاعات (IT)
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته آی تی تشخیص و ردیابی بدافزارها در محدوده رایانش ابری چکیده زمانی که درمورد بدافزارها در محیط اینترنت و شبکه ها صحبت می شود، با انواع زیادی از بدافزارها روبرو خواهیم شد. محاسبات ابری یکی از انواع جدید و بسیار مهم در زمینه ارائه خدمات بر روی بستر ابر مانند اینترنت می باشد. بیشتر افراد بر این توافق دارند که هم اکنون امنیت این محیط مهمترین مشکل می باشد و باید به خوبی بررسی شده و راه حل های مناسبی برای رفع آن پیدا و ارائه نمود. در اینجا ما قصد داریم تا روش مناسبی را برای تشخیص بدافزارها در محیط محاسبات ابری ارائه نمائیم که بتواند بر اساس ساختار این محیط بیشترین امنیت ممکن را برای ارائه دهندگان و همچنین اطلاعات کاربران آن فراهم نماید. از عمده روش های-ایجاد امنیت و شناسایی بدافزارها در محیط محاسبات ابری ابتدا شیوه سنتی آن یعنی استفاده از امضاءها می باشد که با توجه به ساختار این محیط شاید مناسب باشد اما کافی نیست. بنابراین استفاده از روش های دیگر از جمله تحلیل رفتار سیستم بسیار کاربردی شده است. بر اساس ساختار محیط محاسبات ابری نیز می توان یک قالب محافظتی طراحی نمود تا از حملات با استفاده از سطح بندی های انجام شده جلوگیری کند. واژگان کلیدی: بدافزار محاسبات ابری ماشین مجازی سیستم تشخیص حمله پیش‌گفتار سیر تکاملی محاسبات به گونه ای است که می توان آن را پس از آب، برق، گاز و تلفن به عنوان عنصر اساسی پنجم فرض نمود. در چنین حالتی، کاربران سعی می کنند بر اساس نیازهایشان و بدون توجه به اینکه یک سرویس در کجا قرار دارد و یا چگونه تحویل داده می شود، به آن دسترسی یابند. نمونه های متنوعی از سیستم های محاسباتی ارائه شده است که سعی دارند چنین خدماتی را به کاربران ارئه دهند. برخی از آنها عبارتند از: محاسبات خوشه ای ، محاسبات توری و محاسبات ابری . محاسبات ابری ساختاری شبیه یک توده ابر دارد که بواسطه آن کاربران می توانند به برنامه های کاربردی و یا زیرساختهای نرم افزاری و سخت افزاری از هر جایی از دنیا دسترسی داشته باشند. بنابراین، محاسبات ابری می تواند با کمک ماشین های مجازی شبکه شده، به عنوان یک روش جدید برای ایجاد پویای نسل جدید مراکز داده مورد توجه قرار گیرد. بدین ترتیب، دنیای محاسبات به سرعت به سمت توسعه نرم افزارهایی پیش می رود که بجای اجرا بر روی کامپیوترهای منفرد، به عنوان یک سرویس در دسترس میلیون ها مصرف کننده قرار می‌گیرند. محبوبیت سه نوع مختلف محاسبات که به آنها اشاره شد، از دید موتور جستجوی گوگل نیز مورد ارزیابی قرار گرفته است که نتیجه آن در شکل (1-1) نمایش داده شده است. این بررسی نشان می دهد که محاسبات خوشه ای در حال حاضر نسبت به دو مورد دیگر مقبولیت کمتر دارد، محاسبات توری در رتبه دوم قرار گرفته است، و پردازش ابری با فاصله زیادی از آنها در حال استفاده بیشتر است.[13, 14] فهرست مطالب فصل نخست: مقدمه 1 1-1- پیشگفتار 2 1-2- محاسبات ابری 3 1-2-1- تاریخچه 4 1-2-2- راهکارهای ارائه شده در محاسبات ابری 5 1-2-3- ویژگی های محاسبات ابری 7 1-2-4 ساختار محاسبات ابری 8 1-2-4-1 معماری 8 1-2-4-2 فراهم کننده سرویس ابر 10 1-2-4-3- انواع ارائه خدمت 11 1-2-4-4- کاربران محیط محاسبات ابری 13 1-2-4-5- مدل های پیاده سازی 13 1-2-5- نمای کامل از محیط محاسبات ابری 16 1-2-6- چالش های مربوط به محاسبات ابری 17 1-2-7- امنیت در محیط محاسبات ابری 18 1-2-7-1- تهدیدات امنیتی محیط محاسبات ابری 19 1-2-8- فنآوری مجازی سازی و ماشین های مجازی 23 1-2-9- مانیتورینگ ماشین های مجازی 23 1-2-9-1- انواع هایپروایزر 24 1-2-10- جمع بندی درمورد محاسبات ابری 25 1-3- طرح و هدف از این تحقیق 26 1-4- مروری بر فصل های بعدی پایان نامه 27 فصل دوم: تعاریف و پیش نیازها 28 2-1- مقدمه 29 2-2- مروری بر بدافزارها 29 2-2-1- سیر تكاملی ویروس های رایانه ای 29 2-2-2- بدافزار چیست؟ 31 2-2-2-1- كرم 32 2-2-2-2- ویروس 33 2-2-2-3- تروجان 34 2-2-2-4- تروجان دسترسی از راه دور 35 2-2-2-5- روتكیت 36 2-3 مروری بر سیستم های تشخیص نفوذ 36 2-3-1- انواع حملات شبکه 37 2-3-1-1- انواع حملات شبکه ای با توجه به طریقه حمله 37 2-3-1-2- انواع حملات شبکه ای با توجه به حمله کننده 39 2-3-2- مکمل های سیستم های تشخیص نفوذ در برقراری امنیت 40 2-3-2-1- دیواره آتش 40 2-3-2-2- ساز و کارهای رمزنگاری و تایید هویت 41 2-3-2-3- لیست های کنترل دسترسی 42 2-3-3- انواع سیستم های تشخیص نفوذ 42 2-3-3-1- سیستم های تشخیص نفوذ مبتنی بر میزبان 43 2-3-3-2- سیستم های تشخیص نفوذ مبتنی بر شبکه 44 2-3-3-3- سیستم های توزیع شده 48 2-3-4- انواع روش های تشخیص حمله 52 2-3-4-1 روش های مبتنی بر امضا 52 2-3-4-2 روش های تشخیص حمله مبتنی بر ناهنجاری 54 2-3-4-3- روش های مبتنی بر تحلیل حالت پروتکل ارتباطی 56 2-3-5- تکنولوژی های سیستم های تشخیص نفوذ 58 2-3-5-1- اجزای سامانه های تشخیص نفوذ 58 2-3-5-2- ساختار و همبندی اجزای سیستم تشخیص نفوذ 59 2-3-5-3- عملکرد امنیتی سیستم های تشخیص نفوذ 60 2-3-5-4- قابلیت های مدیریتی ابزارهای تشخیص نفوذ 63 2-3-6- ویژگی های ابزار تشخیص نفوذ ایده آل 67 2-3-6-1- دقت بالا، نرخ تشخیص بالا و کم بودن هشدارهای نادرست 67 2-3-6-2- نحوه واکنش و ایجاد هشدار و کار با IDSهای دیگر 68 2-3-6-3- قابلیت های پیکربندی و تنظیمات فاز نصب و سازگاری با شرایط سیستم 69 2-3-6-4- امکان اعمال سیاست امنیتی در نسخه امنیتی یا با استفاده از قوانین کارآمد 69 2-3-6-5- مقیاس پذیری و توزیع پذیری 70 2-3-6-6- اجرای مداوم و تحمل پذیری خطا 70 2-3-6-7- قابلیت تشخیص حملات دیده نشده 71 2-3-6-8- بهره وری و عملکرد مناسب 71 2-3-6-9- کار با حداقل سربار و امکان بررسی عملکرد و بهره وری ابزار تشخیص نفوذ 72 فصل سوم : پیشینه تحقیق 74 3-1- ترکیب فیلترینگ و روش های آماری برای تشخیص ناهنجاری 75 3-2- تجزیه و تحلیل سیگنال ناهنجاری های ترافیک شبکه 76 3-3- یک چارچوب سیستم های تشخیص نفوذ مشارکتی برای شبکه های محاسبات ابری 77 3-4- شناسایی حمله در ابر 79 3-5- سیستم های تشخیص نفوذ و مدیریت ورودی چند سطحی در محاسبات ابری 81 3-6- جایگذاری یک NIDS در یک محیط محاسبات ابری 82 3-7- ابرهای دو قلو: یک معماری برای محیط ابری امن 82 فصل چهارم : مدل پیشنهادی 84 4-1- مقدمه 85 4-2- سیستم تشخیص حمله بر اساس دسته بندی ماشین های درون محیط 87 4-2-1- شرح قالب پیشنهادی 87 4-2-1-1- بخش ساخت قوانین 88 4-2-1-2- بخش شناسایی ماشین ها و پیاده سازی پروفایل 91 4-2-1-3- بخش شناسایی حمله 92 4-2-1-4- بخش پیشگیری 94 4-2-2- بررسی مزایا و معایب سیستم پیشنهادی 95 4-3- پیاده سازی آزمایشی و تحلیل نتایج 97 4-3-1- جزئیات کد آزمایش 97 4-3-1-1- بخش ساخت قوانین 97 4-3-1-2- بخش شناسایی ماشین ها و ساخت پروفایل 102 4-3-1-3- بخش شناسایی 102 4-3-1-4- بخش پیشگیری 103 4-3-2 نتیجه نمونه آزمایش انجام شده 103 4-3-2-1- پایگاه داده سیستم 104 فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری 116 5-1- مقدمه 117 5-2- پیشنهادات برای کارهای آتی 118   فهرست جدول ها جدول ‏1- 1 10 مزیت و معایب محیط محاسبات ابری 6 جدول ‏1- 2 ویژگی های محاسبات ابری 7 جدول ‏3 1 شرح میزان ریسک ناهنجاری ها در [37] 81 جدول ‏4 1 فهرست حملات انکار سرویس 98   فهرست شکل ها شکل ‏1 1 مقایسه روند محاسبات خوشه ای، توری و ابری از دید گوگل در سال های 2008 و 2009 3 شکل ‏1 2 معماری محاسبات ابری در مجموعه سیستم های کامپیوتری 9 شکل ‏1 3 معماری ساختاری محاسبات ابری 10 شکل ‏1 4 معماری فیزیکی محاسبات ابری 10 شکل ‏1 5 گونه های محاسبات ابری 14 شکل ‏1 6 نمای کلی از محیط محاسبات ابری 16 شکل ‏1 7 میزان اهمیت چالش های مربوط به محیط محاسبات ابری تا سال 2013 18 شکل ‏2 1 مراحل شناسایی انواع بدافزار 34 شکل ‏2 2 جایگذاری IDS با استفاده از حسگرهای بر خط 46 شکل ‏2 3 معماری IDSهای توزیع شده با استفاده از حسگرهای بی اثر و با امکان توزیع بار 49 شکل ‏2 4 معماری انواع سیستم های تشخیص نفوذ توزیع شده 51 شکل ‏3 3 روند اجرایی در IDS پیشنهادی در 80 شکل ‏3 4 معماری پیشنهادی در 83 شکل ‏4 1 قالب پیشنهادی 89 شکل ‏4 8 مقایسه نتیجه آزمایش انجام شده برای قالب پیشنهادی و سیستم سنتی snort IDS (مجموع بستههای وارد شده هنگام تشخیص حمله) الف) 100 بسته در ثانیه ب) 500 بسته در ثانیه ج) 1000 بسته در ثانیه 114