Framework for Captured Network Communication Processing

Pluskal, Jan

Práce pojednává o možnostech získávání dat a jejich analýzy ze zachycené síťové komunikace. Jsou zhodnoceny možnosti aktuálně dostupných řešení jednotlivých nástrojů i celých prostředí pro síťovou forenzní analýzu. Provedením analýzy těchto nástrojů byly zjištěny nedostatky, pro které není možná integrace již hotových řešení pro záměry projektu SEC6NET, a dále byly stanoveny cíle, které navržené řešení musí splňovat. Na základě cílů a znalostí z předchozích prototypů řešení byla provedena dekompozice problému na jednotlivé funkčně související bloky, které byly implementovány jako nezávislé moduly schopny spolupráce. Správná funkcionalita je po každé změně v implementaci testována pomocí sad Unit testů, které pokrývají majoritní část kódu. Před zahájením samotného vývoje bylo nutné zhodnotit aktuální situaci v komerčních i open-source sférách řešení. Srovnání nástrojů používaných pro forenzní síťovou analýzu nám dalo jasnou představu, na kterou část trhu chce naše řešení směřovat a jaká funkčnost je v jednotlivých nástrojích nepříliš povedená. Následně byly stanoveny hlavní požadavky a směr, kterým by se měl vývoj ubírat. Na začátku vývoje rekonstrukčního frameworku stála fáze vytvoření návrhu architektury a dekompozice průběhu zpracování zachycené komunikace do ucelených částí jednotlivých modulů. Využití předchozích znalostí a zkušeností získaných vývojem rekonstrukčního nástroje Reconsuite nám pomohlo při formování fronty zpracování, kterou budou data při zpracování procházet. Následně byly navrženy základní komponenty provádějící práci se zachycenou komunikací v různých formátech PCAP souborů, rozdělení komunikace na konverzace, provedení defragmentace na úrovni IP a v případě komunikace TCP provedení reassemblingu daných toků. V rané části vývoje jsme se zaměřili na komunikaci zapouzdřenou v nízkoúrovňových protokolech Ethernet, IPv4/IPv6, TCP a UDP. Po definici rozhraní komponent bylo nutné provést další výzkum síťových protokolů a vytvoření algoritmů pro jejich zpracování ze zachycené komunikace, která se liší od standardní a není tedy možné ji zpracovávat dobře známými postupy z RFC či jader operačních systémů. Protože proces zpracování zachycených dat se na komunikaci přímo nepodílí, tak v případě, kdy dojde ke ztrátě či poškození při zachycení, nebo je komunikace směřována jinou cestou, atd., není možné data získat pomocí znovu zasílání, ale je nutné využít jiné mechanismy k označení či obnově takto chybějících dat - algoritmus provádějící IP defragmentaci a TCP reassembling. Po implementaci a otestování byl zjištěn problém se separací jednotlivých TCP toků (TCP sessions), který nebylo možné řešit původním návrhem. Po analýze tohoto problému byla změněna architektura procesní pipeline s výsledným zvýšením počtu rekonstruovaných dat v desítkách procent. V závěrečné fázi je popsána metodologie jakou bylo porvedeno testování výkonu implementovaného řešení a srovnání s již existujícími nástroji. Protože rekonstrukce aplikačních dat je příliš specifická záležitost, při srovnání výkonu byla měřena rychlost zpracování a potřebná paměť pouze při provádění separace toků, IPv4 defragmentace a TCP reassemblingu, tedy operace společné pro všechny rekonstrukční nástroje. Srovnání ukázalo, že Netfox.Framework předčí své konkurenty Wireshark i Network monitor v rychlosti zpracování, tak v úspoře paměti. Jako testovací data byl použit jak generovaný provoz, tak i vzorky reálné komunikace zachycené v laboratorním prostředí.

guest :: login Digital Repository
		Search		Submit		Help		About