PROTOCOLS TCP/IP, UDP & OSI MODEL Security Network Oleh Syaifuddin, Skom

Whats a protocol?

a human protocol and a computer network protocol:

Q: Other human protocols?

Hi

Hi

Got the time? 2:00

TCP connection request TCP connection response Get http://www.awl.com/kurose-ross

time

Protocol layers

Networks are complex, with many pieces:

!hosts !routers !links of various

media !applications !protocols !hardware, software

Question: is there any hope of organizing structure of

network?

. or at least our discussion of networks?

Organization of air travel

!a series of steps

ticket (purchase) baggage (check) gates (load) runway takeoff airplane routing

ticket (complain) baggage (claim) gates (unload) runway landing airplane routing

airplane routing

ticket (purchase)

baggage (check)

gates (load)

runway (takeoff)

airplane routing

departure airport

arrival airport

intermediate air-traffic control centers

airplane routing airplane routing

ticket (complain)

baggage (claim

gates (unload)

runway (land)

airplane routing

ticket

baggage

gate

takeoff/landing

airplane routing

Layering of airline functionality

layers: each layer implements a service !via its own internal-layer actions !relying on services provided by layer below

Why layering?

Kenapa perlu Layering? (1)

Tidak ada layering: setiap aplikasi baru harus di re-implementasi untuk setiap teknologi jaringan!

Telnet FTP NFS

Packet radio

Coaxial cable

Fiber optic

Application

Transmission Media

HTTP

Kenapa perlu Layering? (2)

Solution: introduce an intermediate layer that provides a unique abstraction for various network technologies

Telnet FTP NFS

Packet radio

Coaxial cable

Fiber optic

Application

Transmission Media

HTTP

Intermediate layer

Internet protocol stack

!application: supporting network applications !FTP, SMTP, HTTP

! transport: process-process data transfer !TCP, UDP

!network: routing of datagrams from source to destination ! IP, routing protocols

! link: data transfer between neighboring network elements !Ethernet, 802.111 (WiFi), PPP

!physical: bits on the wire

application

transport

network

link

physical

ISO/OSI reference model

! presentation: allow applications to interpret meaning of data, e.g., encryption, compression, machine-specific conventions

! session: synchronization, checkpointing, recovery of data exchange

! Internet stack missing these layers! ! these services, if needed, must be

implemented in application ! needed?

application

presentation

session

transport

network

link

physical

How Protocols Work ! How do protocols work?

! Systematic steps ! Consistent order ! Routable

" LAN-to-LAN communication ! Non-Routable

" Stays in one LAN

! Sending computer ! Packetize messages ! Address (source & dest.) ! Transmit

! Receiving computer ! Pick data off cable ! Strip header/trailer ! Buffer and reassemble ! Pass to application

Application

Presentation

A

Session

Transport

Network

Data Link

Physical 1

2

3

4

5

6

7 Application

Presentation

B

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

Network

Pro

toco

ls

Laye

rs

Presentation

Session

A

Network

Data-Link

Physical

Transport

1

2

3

4

5

6

7

Laye

rs

Application Layer User-to-Process Interface

Database Access E-Mail File Transfer

Remote Connection e.g. X.400

The OSI Model

Application Layer

Protocols FTP, TFTP HTTP LPD SMTP SNMP Telnet TFTP WWW

Application

Session

A

Network

Data-Link

Physical

Transport

1

2

3

4

5

Application

6

7

Laye

rs

Presentation Layer Process-to-Session Interface

Protocol Conversion Data Translation Compression/Encryption Character Set Conversion Graphics Command Interpretation

Redirectors File System Printers Networks

The OSI Model

Presentation Layer

Formats ASCII EBCDIC Encrypted GIF JPEG MPEG MIDI TIFF Compressed

Presentation

Presentation

A

Network

Data-Link

Physical

Transport

1

2

3

4

5

Application

6

7

Laye

rs

Session Layer Process-to-Process Establishes comm link between processes Controls Dialog: transmit/receive Synchronization: Keeps track of long messages Modes:

Simplex Half-Duplex Full-Duplex

The OSI Model

Session Layer

Protocols SSL NFS SQL RPC

Session

Presentation

Session

A

Network

Data-Link

Physical 1

2

3

4

5

Application

6

7

Laye

rs

Transport Layer Session-to-Network Interface Packetizes Session Messages Ensures Reliable Connection Transmits Acknowledgement Types

Connection-Oriented: TCP allows four connections thru an X.25 Network Layer Connection-Less: Correctly reorders messages from an IP Network Layer

The OSI Model

Transport Layer

Protocols TCP UDP SPX

Transport

Presentation

Session

A

Data-Link

Physical

Transport

1

2

3

4

5

Application

6

7

Laye

rs

Network Layer Network-to-Network Packet Transmission Intermediate Routing Decisions Load Adaptation Types

Connection-Oriented = X.25 Connection-Less = IP

The OSI Model

Network Layer

Protocols IP ICMP RIP OSPF BGP IGMP

Network

Presentation

Session

A

Network

Physical

Transport

1

2

3

4

5

Application

6

7

Laye

rs

Data Link Layer Machine-to-Machine Frame Creation Error Detection Error Correction Frame Sequence Checksums

The OSI Model

Data Link Layer

Formats Ethernet Token-Ring ATM FDDI ISDN

Protocols SLIP PPP ARP, RARP L2F, L2TP

Data-Link

Presentation

Session

A

Network

Data-Link

Transport

1

2

3

4

5

Application

6

7

Laye

rs

Physical Layer Adapter-to-Adapter Transmission of Bits Voltage Levels Bits per Second Connector Dimensions Adapter Interrupts

The OSI Model

Physical Layer

Formats RS-232 HSSI X.21 EIA-449 Cat-5, -6 Coax PCMCIA USB

Physical

Application

Presentation

A

Session

Transport

Network

Data Link

Physical

Message

Headers Trailer

The OSI Model

Encapsulation

TCP/IP (and the OSI model)

Application

Presentation

A

Session

Transport

Network

Data Link

Physical 1

2

3

4

5

6

7

Laye

rs

B

FTP HTTP SMTP APPC

Telnet TFTP SNMP FTAM

Application

Host-to-Host

Internet

Network Access

TCP UDP

WinSock NetBIOS

ICMP DHCP IP

ARP

RARP

LLC

MAC

OSI Model TCP/IP Suite

TCP/IP Layers

V52: Split Application Layer.

source

application transport network

link physical

Ht Hn M

segment Ht datagram

destination

application transport network

link physical

Ht Hn Hl M

Ht Hn M

Ht M

M

network link

physical

link physical

Ht Hn Hl M

Ht Hn M

Ht Hn M

Ht Hn Hl M

router

switch

Encapsulation message M

Ht M

Hn

frame

TCP/IP

TCP, UDP, IP

! TCP: Transmission Control Protocol ! Service addressing: Port #s !Governs transmission between devices

" Connection-Oriented: TCP Three-Way Handshake " Packet sequencing, flow control, error detection & correction

! UDP: User Datagram Protocol !Does not governs transmission

" Connectionless: Best effort

! IP: Internet Protocol ! Inter-network addressing: IP addresses ! Packet forwarding & routing

Client Server

TCP/IP

TCP Three-Way Handshake

Port #, ISN

ACK, ISN+1

ACK, ISN+2 H

Internet

H

10.10.1.2 123.45.67.8 ! ISN

! Initial Sequence Number ! Picked at random !Controls packet sequence

SYN

SYN/ACK

ACK

TCP/IP

Packet Structures

32 bits

Application Layer Data

Data Offset & Codes Acknowledgement Number

Sequence Number Destination Port Source Port

Window Checksum Urgent Pointer

Options Padding

Goldman, James E. Local Area Networks Wiley & Sons. 1997. pp 486-487

TCP

Hea

der Length

Destination Port Source Port Checksum

32 bits

Application Layer Data

UD

P Header

TCP UDP

TCP or UDP Data

Goldman, James E. Local Area Networks Wiley & Sons. 1997. pg 482

TCP/IP

IPv4 Packet Structure

Frag. ID

Total Length Service Type Hdr Len

IP Ver.

Frag. Control Lifetime Protocol Checksum

Source IP Address Destination IP Address

Options Padding

32 bits IP

Hea

der IPv4

INFORMATION SECURITY GOVERNANCE AND RISK MANAGEMENT

Security Network

Fundamental Principles of Security

Availability

! Availability !Redundant array of inexpensive disks (RAID) !Clustering !Loadbalancing !Redundant data and power lines !Software and data backups !Diskshadowing !Co-location and off-site facilities !Roll-backfunctions !Fail-overconfigurations

Integrity

! Integrity !Hashing (data integrity) !Configuration management (system integrity) !Change control (process integrity) !Access control (physical and technical) !Software digital signing !Transmission CRC functions

Confidentiality

! Confidentiality !Encryption for data at rest (whole disk, database

encryption) !Encryption for data in transit (IPSec, SSL, PPTP, SSH) !Access control (physical and technical)

ATTACK AND MONITORING Security Network

Course Objective

! Mahasiwa paham konsep tentang monitoring dan mampu mengaktualisasikan konsep tersebut pada praktis nyata.

! Mahasiswa paham konsep tentang metode serangan (Method of Security Attack) serta mampu mengimplementasikan pada sistem aman secara nyata.

Menu

! Monitoring ! Intrusion Detection ! IDS Tools ! Penetration Testing ! Method of Attack ! Access Control Compensation

Monitoring

! Subjek terakuntabilitas sesuai dengan aksinya pada system.

! Menggunakan log file untuk mendeteksi masalah pada sistem

Intrusion Detection

! Sebuah produk yang melakukan automatisasi kegiatan inspeksi dari log audit dan event yang berlangsung nyata.

Response Type of IDS

! Active Response !Secara langsung mempengaruhi kegiatan yang

mencurigakan pada traffic jaringan atau aplikasi dari host.

! Passive Response !Menyimpan informasi kegiatan yang mencurigakan

dan melaporkannya ke admin. ! Hybrid Response

!Menghentikan aktifitas yang tidak diinginkan, menyimpan informasi tersebut dan melaporkannya ke admin

Approach to IDS Data apa yang digunakan?

Host and Network based IDS

Host-BAsed IDS

" Terfokus pada sebuah host komputer. " Mencatat secara detail aktivitas setiap host.

" Termasuk kegiatan copy dan moving file.

NEtwork Based IDS

" Melakukan deteksi serangan dengan cara menangkap dan mengevaluasi paket data di jaringan.

" Dapat bermasalah saat traffic di jaringan sangatlah besar.

" Menyediakan fungsional terbatas untuk mengungkap asal serangan.

knowledge and behavior -Based Detection

! Deteksi yang dilakukan IDS

Knowledge Based Detection

" Deteksi yang dilakukan berdasarkan pengetahuan yang sudah dibubuhkan ke sistem sebelum terjadi serangan.

" Library " Matching action to library

Behavior BAsed Detection

" Standarisasi status normal dari sistem. " Sistem dibuat untuk mengerti status normal. " Ada gejala (yg tidak dimengerti sistem IDS) =

abnormal.

IDS-Related tools

Honeypots

" Sebuah sistem komputer atau jaringan yang digunakan untuk memancing penyusup

" Fake system.

" Pancingan berupa transaksi data yang terlihat penting.

" Keeping the intruder inside the honeypots

" Enticement VS Entrapment

" Enticement --> menempatkan sebuah sistem diinternet dengan celah keamanan yang terbuka.

" Entrapment --> penjebakan, mengisolasi, membatalkan autorisasi.

Padded Cell

" menggunakan pancingan data yang hampir mirip untuk keperluan record dan pembuktian di ranah hukum.

Vulnerability scanner

" Istilah untuk mengetahui kelemahan dan celah keamanan sistem.

" Becoming step of Intrusion Prevention System (IPS).

You might interesting about hacking.. " White Hat --> good guy, ethical hacker " Black Hat --> bad guy, malicious hacker " Grey Hat --> depends,

Ethical hacker? shall we?

" Yup, karena ini adalah sebuah sebuah bagian pekerjaan professional. " Menggunakan skill dan tools hack untuk tujuan

melindungi sebuah sistem.

Ethical hacker VS Cracker

" Very different on approach. " Hacker --> protective " Craker --> destructive

Penetration Testing

Penetrasi

" Disebut penetrasi saat sebuah serangan sukses dan intruder mampu masuk kedalam ruang lingkup sistem anda yang dilindungi.

Metode Serangan

" Brute force and dictionary attack " Denial-of-services attack " SQLi " Keylogger " Spamming " Man in the middle Ataack

" Sniffing " Spoofing (DNS Hijacking) " Phishing

Bersambung...

KONSEP IDS VS IPS SYSTEM Security Network

Konsep Dasar (IDS)

" IDS adalah usaha mengidentifikasi adanya penyusup yang memasuki sistem tanpa otorisasi (misal cracker) atau seorang useryang sah tetapi menyalahgunakan (abuse) sumberdaya sistem.

" (Menurut Onno Purbo:2010)

Contoh aplikas dari Konsep Dasar (IDS) (Snort)

" mengawasi jika terjadi penetrasi kedalam sistem, mengawasi traffic yang terjadi pada jaringan, mendeteksi anomali terjadinya penyimpangan dari sistem yang normal atau tingkah laku user, mendeteksi signature dan membedakan pola antara signature user dengan attacker.

Cara Kerja IDS

" dibagi menjadi dua, yaitu:

" Knowledge Based " Behavior Based

Knowledge Based

" Knowledge Basedpada IDS adalah cara kerja IDS dengan mengenali adanya penyusupan dengan cara menyadap paket data kemudian membandingkannya dengan database rule pada IDS tersebut.

Behavior Based

" Behavior Baseadalah cara kerja IDS dengan mendeteksi adanya penyusupan dengan mengamati adanya kejanggalan-kejanggalan pada sistem, atau adanya keanehan dan kejanggalan dari kondiri pada saat sistem normal, sebagai contoh: adanya penggunaan memory yang melonjak secara terus menerus atau terdapatnya koneksi secara paralel dari satu IP dalam jumlah banyak dan dalam waktu yang bersamaan. Kondis i tersebut d ianggap kejanggalan yang selanjutnya oleh IDS Anomaly Based ini dianggap sebagai serangan.

beberapa metode IPS

" Signature-based Intrusion Detection System. " Anomaly-based Intrusion Detection System

Intrusion Prevention System (IPS)

" IPS merupakan jenis metode pengamanan jaringan baik software atau hardware yang dapat memonitor aktivitas yang tidak diinginkan atau intrusion dan dapat langsung bereaksi untuk mencegah aktivitas yang mencurugakan.

Perkembangan

Intrusion Prevention System (IPS)

" IPS melakukan kontrol dari suatu sistem berdasarkan aplikasi konten atau pattern, tidak hanya berdasarkan ports atau IP address seperti firewall umumnya. IDS Selain dapat memantau dan monitoring, IPS dapat juga mengambil kebijakan dengan memblock paket yang lewat dengan cara 'melapor' ke firewall.

Signature-based Intrusion Detection System

" Pada metode ini, " telah tersedia daftar signature yang dapat

digunakan untuk menilai apakah paket yang dikirimkan berbahaya atau tidak.

" dengan cara membandingkan dengan daftar paket yang sudah ada.

" Metode ini akan melindungi sistem dari jenis-jenis serangan yang sudah diketahui sebelumnya. Oleh karena itu, untuk tetap menjaga keamanan sistem jaringan komputer, data signature yang ada harus tetap ter-update.

Anomaly-based Intrusion Detection System " Metode ini terlebih dahulu harus melakukan

konfigurasi terhadap IDS dan IPS, sehingga IDS dan IPS dapat mengatahui pola paket seperti apa saja yang akan ada pada sebuah sistem jaringan komputer.

Paket Anomali

" paket anomali adalah paket yang tidak sesuai dengan kebiasaan jaringan komputer tersebut. Apabila IDS dan IPS menemukan ada anomali pada paket yang diterima atau dikirimkan, maka IDS dan IPS akan memberikan peringatan pada pengelola jaringan (IDS) atau akan menolak paket tersebut untuk diteruskan ke (IPS).

Kombinas IDS & IPS

" mengkombinasikan kemampuan network based IDS dengan kemampuan firewall, sehingga selain mendeteksi adanya penyusup juga bisa menindaklanjuti dengan melakukan pengeblokan terhadap IP yang melakukan serangan. Beberapa IPS opensource yang dikenal yaitu: portsentry, sshdfilter, dan snort.