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Nmap Network Scanning

ファイアウォール/IDS の回避とスプーフィング

多くのインターネット先駆者たちは、あらゆるノード間のネットワーク接続を可能にする、世界共通のIPアドレス空間を有する世界規模のオープンネットワークの構想を描いていた。これにより、ホストは文字通りピアとして機能し、お互いに情報のやり取りができるようになる。ユーザは、自宅のすべてのシステムに仕事場からアクセスして、エアコンの設定を変えたり、早めに来た客のためにドアを開錠したりできるだろう。このような世界規模の相互接続性の構想の拡大は、アドレス空間の不足とセキュリティ上の問題によって阻害されている。1990年代初期、組織は特に相互接続性を軽減する目的で、ファイアウォールを導入し始めた。大規模なネットワークと玉石混淆のインターネットとの間に、アプリケーションプロキシ、ネットワークアドレス変換、パケットフィルタなどによる防御線が張り巡らされた。情報の自由な流れは、認可された通信チャンネルとそこを通るコンテンツに対する厳しい規制にとって代わられた。

ファイアウォールなどのネットワーク上の障害物によって、ネットワークのマッピングは著しく困難になる。これは、もうこれ以上軽減されることはないはずだ。いつ行われるかわからない探索行為を阻止することが、こうした機器を実装する主な目的である場合が多いからである。それでも、Nmapは、この複雑なネットワークを理解するのに役立てたり、フィルタが目的通りに機能していることを検証したりするための機能を数多く備えている。また、実装が不完全な防御策を回避する仕組みにも対応している。自身のネットワークセキュリティ状況を理解する最善の方法の1つは、それを打ち破ってみることだ。自分が攻撃者になったつもりで、本節のテクニックを自分自身のネットワークに対して実行してみるとよい。FTPバウンススキャン、Idleスキャン、フラグメンテーション攻撃などを仕掛けたり、自分のプロキシの1つにトンネルを通したりしてみよう。

企業は、ネットワーク活動を制限することに加えて、侵入検知システム(IDS)によるトラフィック監視を強化してきている。メジャーなIDSにはすべて、Nmapによるスキャンを検知するように設計されたルールが標準で搭載されている。これは、スキャンが攻撃に先立って行われる場合があるからだ。これらの製品の多くは最近、侵入防止システム(IPS)に姿を変えている。IPSは、悪意があると見なされるトラフィックを積極的にブロックする。ネットワーク管理者やIDSベンダにとって残念なことに、パケットデータを解析して悪意を確実に検知するのは困難な課題である。根気とスキル、それにNmapの特定のオプションの手助けがあれば、攻撃者はたいていの場合、IDSに検知されないで通り過ぎることができる。その一方で、管理者は大量の誤検知結果の対処に追われることになる。IDSの誤検知によって、悪意のない活動が誤診され、警告が発せられたりブロックされたりする。

Nmapには、ファイアウォールルールを回避したりIDSをこっそりすり抜けたりするための機能は搭載しないようにするべきだと言われることがたまにある。こうした人々の言い分は、その手の機能は、管理者がセキュリティ向上のために利用するのと同じくらいの確率で、攻撃者に悪用されるおそれがあるというものだ。この論理の問題点は、いずれにしろこの種の手法は攻撃者に悪用されるに決まっているということだ。攻撃者は、別のツールを見つけてきたり、Nmapに機能を組み込んだりするものだからである。一方、管理者は、自分たちの業務がそれだけますますやりにくくなると思われるだろう。最新型の、パッチを適用したFTPサーバを導入することは、FTPバウンス攻撃を実装しているツールの配布を阻止しようとすることよりも、はるかに強力な防御策になる。

ファイアウォールやIDSシステムを検出して破壊するための「魔法の弾丸」のようなNmapオプションなど存在しない。それには、スキルと経験が必要なのだ。チュートリアルについては、本リファレンスガイドの範囲を超えている。本稿の目的は単に、関連したオプションを列挙し、それで何ができるかについて説明することだけである。

-f (パケットをフラグメント化する); --mtu (指定したMTUを用いる)

-fオプションを指定すると、要求されたスキャン(pingスキャンを含む)は小さく断片化されたIPパケットを利用するようになる。これを行う目的は、TCPヘッダを複数のパケットに分割することで、パケットフィルタや侵入検知システム(IDS)などの厄介なセキュリティ策にスキャンを検知されにくくすることである。ただし、以下の点には注意が必要だ。すなわち、プログラムのなかには、このような小さなパケットの処理によって問題を生じるものがあることだ。旧式のスニファ「Sniffit」は、最初のフラグメントを受信した瞬間にセグメンテーション障害を起こした。このオプションを一度指定すると、NmapはIPヘッダを8バイトかそれ以下の大きさのパケットに分割する。つまり、20バイトのTCPヘッダは3つのパケットに分割されることになる。8バイトのパケットが2つと、残りの1つが4バイトになる。もちろん、各フラグメントにもIPヘッダがある。-fを再度指定すると、フラグメントあたり16バイトが使われる(フラグメントの数は減る)。あるいは、--mtuオプションで、ユーザ独自の分割サイズを指定することもできる。--mtuを使う場合は、同時に-fは指定しないこと。分割サイズは8の倍数にする必要がある。断片化されたパケットは、すべてのIPフラグメントを待ち行列に入れるパケットフィルタやファイアウォール(例えば、LinuxカーネルのCONFIG_IP_ALWAYS_DEFRAGオプションなど)を通り抜けることはできないが、ネットワークによっては、この断片化によって生じるパフォーマンスの低下に耐えきれないために、これを無効にしているところがある。またそれ以外にも、各フラグメントがそれぞれ異なる経路を通ってネットワークに至る可能性があるために、この機能を有効にできないところもある。一部の発信元システムでは、カーネルで発信パケットのフラグメント化を解消するものもある。コネクション追跡モジュールの「iptables」を備えるLinuxなどがこれにあたる。送信パケットがきちんとフラグメント化されていることを確認するために、Etherealなどのスニファを実行しながら、スキャンを行うようにすること。自身のホストのOSが原因で問題が生じる場合は、IP層を回避して「生」イーサネット フレームを送るために、--send-ethを試してみるとよい。

-D <decoy1 [,decoy2][,ME],...> (おとりを使ってスキャンを隠蔽する)

おとり(囮)スキャンを実行する。おとりスキャンとは、実際のスキャンの他に、おとりとして指定したホスト(複数可)もターゲットネットワークをスキャンしているようにリモートホストに見せかけるためのものである。この結果、対象ホストのIDSは、それぞれ異なる複数のIPアドレスから、5から10のポートスキャンが実行されたことを報告する場合もあるが、実際にどのIPがスキャンを実行していたもので、どれが無実のおとりだったのかを知られることはない。このおとりスキャンは、ルータの経路追跡、応答の破棄、その他の動的メカニズムによって阻止される可能性があるが、通常は攻撃元のIPアドレスを隠蔽する技法として非常に効果的である。

各おとりホストはコンマで区切る。おとりの1つとしてME(自分)オプションを用いて、ユーザの本物のIPアドレスをその位置に表示することもできる。MEをおとりホストの6番目以降に置くと、(Solar Designerの優れたscanlogdなどの)よく使われる一部のポートスキャン検出ツールが、ユーザのIPアドレスを明らかにすることはほぼ不可能である。MEオプションを使わない場合、ユーザはNmapが無作為に選んだ位置に置かれる。

注意すべき点は、おとりとして使用するホストが稼動中でないと、ターゲットに誤ってSYN flood攻撃を仕掛けることになる。また、ネットワーク上で実際に稼動しているホストが1つしかない場合は、どのホストがスキャンを実行しているかを容易に特定されてしまう。また、ホスト名よりもIPアドレスを使った方がよいだろう(おとりネットワークのネームサーバのログに記録されないようにするため)。

おとりは、初期段階に行うpingスキャン(ICMP、SYN、ACK、その他利用できるものなら何でも)と、実際のポートスキャンの実行段階の両方で使用される。また、リモートOS検出(-O)を行う際にも使われる。だが、バージョン検出やTCP connect()スキャンとは連携しない。

おとりを多く使いすぎると、スキャンの速度が低下するだけでなく、精度も下がるおそれがあることに注意する。また、一部のISPは偽装パケットをフィルタで除外しているが、偽装したIPパケットを制限しているところは少ない。

-S <IP_Address> (ソースアドレスを偽装する)

一部の環境では、Nmapがユーザのソースアドレスを特定できない場合がある(その場合はかならず、Nmapからユーザに通知がある)。こうした状況では、-Sオプションを使って、パケットの送信に利用したいインターフェースのIPアドレスを指定すること。

このフラグの他の利用方法として考えられるのは、スキャンを偽装して、第三者(誰か別の人間)がスキャンを実行しているとターゲットに思い込ませることだ。企業が、ライバル企業から繰り返しポートスキャンを受けたとしたらどうなるだろうか。この種の用途に用いるには、たいていの場合-eオプションが必要になるだろう。また通常は-P0も使った方が望ましい。

-e <interface> (特定のインターフェースを使用する)

パケットを送受信する際に、どのインターフェースを利用するかをNmapに伝えるためのオプション。Nmapは、インターフェースを自動的に検知できるようになっているが、検知できない場合はその旨がユーザに通知される。

--source-port <portnumber>; -g <portnumber> (ソースポート番号を偽装する)

よく見かける設定ミスの1つは、ソースポート番号だけを基準にして、トラフィックを信頼していることである。これがどのようにして起きるかを理解するのは簡単である。管理者が真新しいファイアウォールをセットアップすると必ず、恩知らずのユーザから、アプリケーションが機能しなくなったという苦情が殺到することになるものだ。特に、外部サーバからのUDP DNS応答がネットワークに入れなくなることが原因で、DNSが動かなくなる場合がある。この他に、FTPもよく見られる例である。アクティブFTP転送が行われる際に、リモートサーバは、要求されたファイルを転送するために、再びクライアントへのコネクションを確立しようとする。

これらの問題に対するセキュアなソリューションは、多くの場合、アプリケーションレベルのプロキシや、プロトコル解析型ファイアウォールモジュールの形で存在する。だが残念ながら、もっと簡単で、安全性の低いソリューションもあるのだ。多くの管理者は、DNS応答は53番ポートから、アクティブftpは20番ポートから来ることに注目し、これらのポートからの内向きトラフィックを無条件に許可してしまうという罠に陥る。こうしたファイアウォールの抜け穴の存在に気付いて悪用するような攻撃者がいるとは思ってもいない場合が多い。また別のケースでは、管理者がこうした処置を、より安全性の高いソリューションを実装するまでの短期間の応急処置と見なしている場合もある。そして結局、セキュリティを向上させることなどすっかり忘れてしまうわけだ。

こうした罠に陥るのは何も、多忙なネットワーク管理者だけではない。この種の安全性の低いルールが標準で装備されてくる製品は膨大な数にのぼる。マイクロソフト社にも、責任の一端はある。Windows 2000 や Windows XPに標準装備されているIPsecフィルタには、88番ポート(Kerberos)からのTCP や UDPのトラフィックをすべて許可するという暗黙のルールが含まれている。この他に有名なケースでは、Zone Alarm社製パーソナルファイアウォールの2.1.25以下のバーションでは、ソースポートが53番(DNS)と67番(DHCP)の内向きUDPパケットをすべて許可するようになっていた。

Nmapには、この種の弱点を突くためのオプションとして、-g--source-port(これらは同等のもの)が用意されている。単ポート番号を指定すると、可能な場合であれば、Nmapはそのポートからパケットを送信する。特定のOS検出検査が正しく機能するようにするために、Nmapは様々なポート番号を使用する必要がある。NmapはDNS要求の処理にシステムのライブラリを用いているので、この--source-portフラグを指定していても、DNS要求には無視されることになる。SYNスキャンを含む大部分のTCPスキャン、およびUDPスキャンは、このオプションに完全に対応している。

--data-length <number> (送信パケットにランダムデータを付加する)

通常、Nmapはヘッダのみを含む最小限のパケットを送信する。従って、TCPパケットは通常40バイト、ICMPエコー要求パケットは28バイト程度の大きさしかない。このオプションは、Nmapが送信するほとんどのパケットに、指定したバイト数のランダムデータを付加するようにする。OS検出(-O)パケットにはデータは付加されないが、ほとんどのping およびポートスキャンのパケットには付加される。これにより、処理速度は低下するが、スキャンを幾分でも目立たなくすることができる。

--ttl <value> (IPのTTLフィールド値を設定する)

送信パケットのIPv4生存時間(TTL:Time-to-Live)フィールドを指定した値に設定する。

--randomize-hosts (ターゲットホストの順番を無作為化する)

このオプションは、Nmapがスキャンを実行する前に、各グループあたり最大8096のホストをランダムに並び替えるようにする。これにより、特にスキャン速度を遅く設定するタイミングオプションと併用する場合は、各種ネットワーク監視システムにスキャンが検知される可能性を小さくすることができる。より大規模なグループを無作為化したい場合は、nmap.hのPING_GROUP_SZを増やして再コンパイルする。別の手段としては、リストスキャンでターゲットIPリストを作成し(-sL -n -oN <filename>)、これをPerlスクリプトで無作為化して、-iLでリストをそのままNmapに渡す。

--spoof-mac <mac address, prefix, or vendor name> (MACアドレスを偽装する)

Nmapが送信するすべての生イーサネット フレームに、指定したMACアドレスを使うようにする。このオプションは、Nmapが実際にイーサネットレベルのパケットを送信するように、--send-ethが必要条件になる。MACアドレスは、さまざまな形式で指定できる。文字列の0だけが指定された場合は、NmapはセッションのMACアドレスを完全に無作為に選ぶ。指定した文字列が偶数の16進数(一組ずつ状況に応じてコロンで区切る)の場合は、NmapはこれをMACアドレスとして使用する。12桁未満の16進数が指定された場合は、Nmapは残りの6バイトにランダムな値を補充する。引数が0や16進文字列ではない場合は、Nmapはnmap-mac-prefixes を調べて、指定した文字列を含むベンダ名を見つける(大文字と小文字は区別されない)。一致するものがあった場合、そのベンダのOUI(Organizationally Unique Identifier:3バイトのベンダコード)を使用し、残りの3バイトにはランダムに記入する。有効な--spoof-mac引数は、Apple001:02:03:04:05:06deadbeefcafe0020F2Ciscoなどになる。

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