Snort入侵检测系统

1 一条简单的规则

alert tcp 202.110.8.1 any -> 122.111.90.8 80 (msg:”Web Access”; sid:1)

• alert：表示如果此条规则被触发则告警
• tcp：协议类型
• ip地址：源/目的IP地址
• any/80：端口号
• ->：方向操作符，还有双向操作符 <>
• msg：在告警和包日志中的打印消息
• sid：Snort 规则 id

这条规则看字面意思就很容易理解。Snort 就是利用规则来匹配数据包进行实时流量分析，网络数据包记录的网络入侵检测/防御系统(Network Intrusion Detection/Prevention System)，也就是 NIDS/NIPS。

2 Snort 目录结构

建议将Snort的目录结构配置成如下：

/etc/snort
 ├── barnyard2.conf      	#barnyard2日志分析工具配置文件
 ├── snort.conf          	#snort配置文件（关键）
 ├── threshold.conf      	#事件过滤配置文件
 ├── classification.config 	#规则分类配置文件(classtype)
 ├── reference.config      	#外部参考配置文件(reference)
 ├── gen-msg.map      		#generate id 和 msg 对应关系 map
 ├── sid-msg.map      		#snort id 和 msg 对应关系 map
 ├── unicode.map      		#预处理器http_inspect编码翻译文件
 ├── preproc_rules       	#预处理器及解码器规则集
 │ ├── decoder.rules  
 │ ├── preprocessor.rules
 │ └── sensitive-data.rules
 ├── rules               	#Snort规则集（关键）
 │  ├── web-iis.rules 
 │  ├── web-php.rules
 More…
 ├── so_rules            	#Share Object规则集
 │  ├── browser-ie.rules
 │  ├── browser-other.rules    
 More…

3 配置文件-snort.conf

此文件是配置Snort的核心文件，包括以下几部分：

1) Set the network variables.  					#设置各类网络地址，规则中易于使用
2) Configure the decoder      					#设置解码器
3) Configure the base detection engine  		#设置基础检测引擎
4) Configure dynamic loaded libraries   		#设置动态链接库
5) Configure preprocessors     					#设置预处理器
6) Configure output plugins    					#设置输出插件
7) Customize your rule set     					#设置自定义规则
8) Customize preprocessor and decoder rule set	#设置预处理、解码器规则
9) Customize shared object rule set 			#设置共享对象规则集

4 Snort 体系结构

数据包嗅探解码模块：
主要负责监听网络数据包，并根据TCP/IP协议解析数据包。

预处理模块：
1.包重组预处理器，它的作用是为了防止攻击信息被拆分到多个包中而逃避了Snort的检测；
2.协议编码预处理器，它的功能是把数据包协议解码成一个统一的格式，再传送给检测模块；
3.协议异常检测预处器。

检测引擎模块：
当预处理器把数据包送过来后，检测引擎将这些数据包与三维链表形式的检测规则进行匹配，一旦发现数据包中的内容和某条规则相匹配，就通知报警模块。

报警/日志模块检测引擎：
将数据包传送给报警模块后，报警模块会根据规则定义（alert，log…）对其进行不同的处理（数据库，日志）。

5 解码模块与预处理模块

5.1 模块介绍

由于解码模块和预处理模块功能类似，都是在规则检测引擎之前对数据包的处理，所以两个模块一并介绍。

解码模块主要是将从监控网络当中抓取的原始网络数据包，按照各个网络协议栈从下至上进行解码，并将解码数据保存到各个对应的数据结构当中，最后交由预处理模块进行处理。

解码后的数据包经过预处理之后才能被主探测引擎进行规则匹配。预处理器的主要用来应对一些IDS攻击手段。其作用包括：

1. 针对可疑行为检查包或修改包，以便探测引擎能对其正确解释。
2. 负责对流量标准化，以便探测引擎能精确匹配特征。

目前已知的IDS逃避技术主要有：

1. 多态URL编码
2. 多态shellcode
3. 会话分割
4. IP碎片

Snort主要包含以下三类预处理器（举例说明）：

1. 包重组预处理器：
   frag3：IP分片重组和攻击监测
   stream：维持TCP流状态，进行会话重组

2. 协议规范化预处理器：
   http_inspect：规范HTTP流
   rpcDecode：规范RPC调用

3. 异常检测预处理器：
   ARP spoof：检测ARP欺骗
   sfPortscan：检测端口扫描

5.2 模块配置

配置分两个步骤，都是在snort.conf中配置。

1. snort.conf 配置解码器或者预处理参数。
2. snort.conf 启用检测规则。

5.2.1 解码器配置举例

1. 配置解码器

   config disable_decode_alerts   			#关闭decode告警。
   config enable_decode_oversized_alerts
   
   如果一个包（IP,UDP,TCP）长度长于length字段，则告警。
   # Stop generic decode events
   

   格式为 config docoder [option]，使用 # 作为注释

2. 启用解码器检测规则

   include $PREPROC_RULE_PATH/decoder.rules
   

   snort.conf 文件中使用 include 关键词包含配置文件和规则文件。

3. 在 decoder.rules 中我们找到了检测IP长度异常的规则。

   alert ( msg:"DECODE_IPV4_DGRAM_GT_IPHDR"; sid:6; gid:116; rev:1; metadata:rule-type decode;classtype:protocol-command-decode; )
   

5.2.2 预处理器 http_insepect 配置举例

1. 下面是 http_inspect 默认的配置

   #unicode.map是http_inspect解码unicode时的解码文件。
   preprocessor http_inspect: global iis_unicode_map unicode.map 1252 compress_depth 65535 decompress_depth 65535
   
   preprocessor http_inspect_server: server default \
   http_methods { GET POST PUT SEARCH MKCOL ...} \
       ...  
       enable_cookie        	#将http请求或响应中的cookie提取到缓存，用于后面规则匹配。
       normalize javascript 	#对标签中的js脚本解码。
       ...
   

2. 启用预处理器规则

   #include $PREPROC_RULE_PATH/preprocessor.rules
   

   下面是一条解码器规则：

   alert ( msg:"DECODE_TCP_INVALID_OFFSET"; sid:46; gid:116; rev:1; metadata:rule-type decode; reference:cve,2004-0816; classtype:bad-unknown; )
   

   发现这条规则和之前看到的不一样，它没有源/目的IP，端口等信息，说明这条规则是由解码器自动触发的，用户不需要干预。 一般我们也不需要去修改解码器或者预处理器的规则，只需要去 snort.conf 中添加、配置或者删除插件即可。

6 检测引擎模块

规则结构：

alert tcp 202.110.8.1 any -> 122.111.90.8 80 (msg:”Web Access”; sid:1) 
|---||---||---||---||---||---||---||---||---||--规则头---||---||---||---||---||---||---||---||--||---||---||---||-规则选项---||---||---||---||-|

6.1 规则头

动作： 在 snort 中有五种动作：alert、log、pass、activate 和 dynamic.

1. alert： 生成一个告警，然后记录（log）这个包。
2. log： 记录这个包。
3. pass： 丢弃这个包。
4. activate： alert并且激活另一条 dynamic 规则。
5. dynamic：保持空闲直到被一条 activate 规则激活，被激活后就作为一条 log 规则执行。

协议：
Snort 当前可分析的协议有四种：TCP,UDP,ICMP和IP。将来可能会更多，例如：ARP、IGRP、GRE、OSPF、RIP、IPX等。

IP地址：

1. 地址就是由直接的 ip 地址或一个 CIDR 块组成的。也可以指定 ip 地址列表，一个 ip 地址列表由逗号分割的 ip 地址和 CIDR 块组成，并且要放在方括号内 [,]

2. 否定操作符用 ! 表示

3. 关键字 “any” 可以被用来定义任何地址

   例如：

   alert tcp ![192.168.1.0/24,10.1.1.0/16] any -> 192.168.2.1 80(msg:”notice!”;content|xxxx|;)
   

方向操作符：
方向操作符 -> 表示规则所施加的流的方向。方向操作符左边的ip地址和端口号被认为是流来自的源主机，方向操作符右边的ip地址和端口信息是目标主机，还有一个双向操作符<>。

端口号：

1. 端口号可以用几种方法表示，包括 any 端口、静态端口定义、范围、以及通过否定操作符。
2. 静态端口定义表示一个单个端口号，例如111表示 portmapper，23表示 telnet，80表示 http 等等。
3. 端口范围用范围操作符 “:” 表示。比如，80: , :1024 ,80:1024

6.2 规则选项

规则选项分为四大类：

1. 通用规则选项(General rule option)
2. 负载检测规则选项(Payload detection rule option)
3. 非负载检测规则选项(Non-Payload detection rule option)
4. 后检测规则选项(Post detection rule option)

6.2.1 通用规则选项(General rule option)

• sid
  snort id，这个关键字被用来识别 snort 规则的唯一性。sid 的范围是如下分配的：

  <100 			#保留做将来使用
  
  100-1000,000 	#包含在snort发布包中
  
  >1000,000 		#作为本地规则使用
  

• msg
  标示一个消息，但是规则中的 msg 不起作用，sid 和 msg 的对应关系查阅 sid-msg.map。

• sid-msg.map
  格式：sid || msg

  例子：384 || PROTOCOL-ICMP PING

  在 /etc/snort/rules/protocol-icmp.ruls 中我们找到了这条规则：

  alert icmp $EXTERNAL_NET any -> $HOME_NET any (msg:"PROTOCOL-ICMP PING"; icode:0; itype:8; metadata:ruleset community; classtype:misc-activity; sid:384; rev:8;)
  

  此文件作用是将 sid 与 msg 的一一对应，否则，在告警中会出现下图中第一条的现象。

  此文件用于自定义规则中 sid 与 msg 的对应和在 snort 自有规则中自定义告警信息。 上图中 Snort Alert[1:1000015:0] 其中内容对应为 Snort alert[gid:sid:rev]。这说明一个规则需要这三个因素才能确定，之前说只有 sid 唯一标示一条规则是不严谨的。

• gid
  generate id，作用是为了说明这条规则是 snort 的哪部分触发的。比如是由解码器、预处理器还是 Snort 自有规则等。

  查看 /usr/local/share/doc/snort/generators 文件（此文件不是配置文件）：

  rules_subsystem       1 		# Snort Rules Engine
  rpc_decode            106 		# RPC Preprocessor(预处理器)
  stream4               111 		# Stream4 preprocessor（预处理器）
  ftp                   125 		# FTP decoder（解码器）
  ...               
  

  decoder 和 preprocessor 的 gid 就不一一列举，可以看到 Snort Rule Engine 的 gid 为1，自定义规则和 snort 自有规则（也就是 /etc/snort/rules 目录下的规则）gid默认是1。但是这里我们获知 decoder 和 preprocessor 也是有 sid 的。 举例说明：

  /etc/snort/rules/protocol-icmp.rules 中的一条规则：

  alert icmp $EXTERNAL_NET any -> $HOME_NET any (msg:“PROTOCOL-ICMP Traceroute”; icode:0; itype:30; metadata:ruleset community; classtype:misc-activity; sid:456; rev:8;)
  

  gid默认为1

  /etc/snort/preproc_rules/decoder.rules 中的一条规则：

  alert ( msg:"DECODE_IP6_EXCESS_EXT_HDR"; sid:456; gid:116; rev:1; metadata:rule-type decode; classtype:misc-activity; )
  

  可以看到两条规则的 sid 是相同的，所以还需要 gid 来区分。

• gen-msg.map
  这个文件和 sid-msg.map 作用类似，在逻辑上应该是包含了sid-msg.map（sid-msg.map相当于默认gid为1）

  格式：generatorid || alertid(sid) || MSG

  例子：

  1   || 1 || snort general alert
  129 || 2 || stream5: Data on SYN packet
  116 || 271 || snort_decoder: WARNING: IPv6 header claims to not be IPv6
  116 || 456 || snort_decoder: WARNING: too many IPV6 extension headers #例子
  ...
  

  拿 gid 中第二条规则举例，如果此条规则被触发，则会报 snort_decoder: WARNING: too many IPV6 extension headers告警，而不是DECODE_IP6_EXCESS_EXT_HDR。所以规则中的 msg 仅仅起到标示作用，告警 msg 需要在 sid-msg.map 和gen-msg.map 这两个文件中对应查找。

• rev
  这个关键字是被用来识别规则修改的版本，需要和 sid,gid 配合使用。 这样就介绍完了 gid，sid，rev 三个确定规则唯一的元素。

• reference
  外部攻击参考，这个关键字允许规则包含一个外面的攻击识别系统。这个插件目前支持几种特定的系统，这些插件被输出插件用来提供一个关于产生报警的额外信息的连接。

• reference.config
  格式：config reference: system URL

  例子： config reference: cve http://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=
  定义了一些外部安全网站的网址。比如规则中定义 reference: cve,1001，那么就像在上面的网址后面添加了1001，http://cve.mitre.org/cgi-bin/cvename.cgi?name=1001，最后点击告警中的 [cve]，就会跳转到相应的网址。

  注：reference 也需要在 sid-msg.map 中与 sid 对应，否则不起作用，类比 msg。

• classtype
  规则类别标识。这个关键字把报警分成不同的攻击类。通过使用这个关键字和使用优先级，用户可以指定规则类中每个类型所具有的优先级。

• priority
  设置 classtype 的优先级。classtype 和 priority 是配合使用的，classification.config 文件将其联系起来。

• classification.config
  格式： config classification:shortname,short description,priority

  例子： config classification: attempted-admin,Attempted Administrator Privilege Gain,1

  写在此文件中的都是默认值，priority 关键词可以在规则中重写优先级。

  例子：

  alert tcp any any -> any 80 (msg:"EXPLOIT ntpdx overflow"; dsize:>128; classtype:attempted-admin; priority:10 );
  

• metadata
  可以在规则中添加自定义的信息，一般以键值对的形式出现。通用规则选项只是对一条规则进行标示，分类等操作，并没有进行实际的过滤检测。

6.2.2 负载检测规则选项(Payload Detection Rule Options)

• content
  content 是 Snort 重要的关键词之一。它规定在数据包的负载中搜索指定的样式。它的选项数据可以包含混合的文本和二进制数据。二进制数据一般包含在管道符号中 “|”，表示为字节码（bytecode），也就是将二进制数据的十六进制形式。

  举例如下：

  alert tcp any any -> any 139 (content:"|5c 00|P|00|I|00|P|00|E|00 5c|";)
  alert tcp any any -> any 80 (content:!“GET”;)
  

  content 还有很多修饰符：

  Nocase            content字符串大小写不敏感
  rawbytes          直接匹配原始数据包
  Depth             匹配的深度
  Offset            开始匹配的偏移量
  Distance          两次content匹配的间距
  Within            两次content匹配之间至多的间距  
  http_cookie       匹配cookie
  http_raw_cookie   匹配未经normalize的cookie
  http_header       匹配header
  http_raw_header   匹配未经normalize的header
  http_method       匹配method
  http_url          匹配url
  http_raw_url      匹配日在未经normalize的url中
  http_stat_code    匹配状态码中匹配
  http_stat_msg     匹配状态信息
  http_encode       匹配编码格式
  

  http 开头的修饰符需要配合前面介绍过的预处理器 http_inspect 一起使用。

• pcre
  允许用户使用与 PERL 语言相兼容的正则表达式。

  格式 pcre:[!]"(//|m)[ismxAEGRUBPHMCOIDKY]

  例子：

  alert tcp any any -> any 80 (content:“/foo.php?id="; pcre:"/\/foo.php?id=[0-9]{1,10}/iU";) 
  

  正则的细节查阅snort_manual。

• protected_content
  将 content 中的查询内容使用 hash 算法加密，保护规则的私密性。

  格式：protected_content:[!]"", length:orig_len[, hash:md5|sha256|sha512];

• rawbytes
  忽略解码器及预处理器的操作，直接匹配原始网络包。

上面只列举出了一些常用的 payload detection rule option，更多的关键词查阅 snort_manual。

6.2.3 非负载检测规则选项(Non-Payload Detection Rule Option)

Fragoffset                IP 偏移量
Ttl                       IP 生存时间
Tos                       IP 服务类型
Id                        IP 标识
Ipopts                    IP 可选项
Fragbits                  IP 标志
Dsize                     数据包负载量
Flags                     TCP flags
Seq                       TCP seq
Ack                       TCP ack
Window                    TCP window
Icmp_id                   ICMP ID

此类规则选项都是对数据包帧结构中特殊字段的匹配。

6.2.4 后检测规则选项(Post-Detection Rule Option)

Logto                     输出日志路径
Session                   从 TCP 会话中获取用户数据
Resp                      通过发送响应结束恶意的请求
React                     不仅仅记录触发规则的特定数据包
Tag                       不仅仅记录触发规则的特定数据包
Activates                 activate 动作
Activates_by              dynamic 动作
Count                     dynamic 规则被触发后可以匹配的包的数目
Replace                   替换 content 内容
Detection-filter          检测过滤

6.3 检测引擎模块配置

1. 在 /etc/rules 目录下的 *.rules 文件中写规则

2. snort.conf 中 include 对应规则

   例子

   include $RULE_PATH/local.rules
   #include $RULE_PATH/app-detect.rules
   #include $RULE_PATH/attack-responses.rules
   #include $RULE_PATH/backdoor.rules
   #include $RULE_PATH/bad-traffic.rules
   #include $RULE_PATH/blacklist.rules
   

7 Snort 告警/日志模块

7.1 输出模块配置

输出模块配置在 snort.conf 的 Configure output plugins. 支持多种输出格式。如下列中是将 Snort 的报警日志输出格式设置为 unified2，并通过 barnyard2 解析 unified2 文件，将报警日志存入数据库。

设置日志路径：

config logdir：/var/log/snort 

设置输出格式为 unified2：

output unified2: filename snort.log, limit 128

barnyard2.conf

barnyard2 的作用是将 unified2 格式的数据存入数据库。

设置与 snort 日志关联：

config waldo_file: /var/log/snort/barnyard.waldo

设置数据库：

output database: log, mysql, user=snort password=123456 dbname=snort host=localhost

7.2 数据库

• schema

  vseq：数据库模式ID
  ctime：数据库创建时间
  

  信息表，和其他数据库内容上没有联系

• sensor

  sid：传感器代号
  hostname：传感器所属的用户名称
  Interface：传感器对应的网络接口
  filter：对应传感器的过滤原则
  detail：表示传感器监测模式，记录模式详细程度的级别        
  encoding：包含数据存在形式
  last_cid： 对应每个sid即传感器捕获告警的最后一个值
  

• detail

  0-fast快速检测
  1-full全面检测
  

  传感器sensor的检测级别。

• encoding

  0- Hex
  1- base64
  2- asci
  

  数据包中数据的存在形式。

• event

  sid：sensor id，传感器id。
  cid；event id   事件id。sid和cid共同作为主码，其中cid是在sid的基础上进行排序的。每个sid对应自己的cid排序。
  signature：对应signature表格中的sig_id选项，表明这条告警事件所属的规则形式的告警对应哪一类rules。
  timestamp：对应告警事件发生的系统时间。
  

  最核心的一张表，告警的每一条数据都会存储在 event 表中，一条 event 数据就代表一个包。

• signature

  sig_id： 总数代表发生告警种类的总数。是告警种类的主码。唯一标识一条规则。
  sig_name：告警名称。对应每条alert语句的Msg。
  sig_class_id：对应sig_class表格中的sig_class_id.代表告警种类的大类信息。
  sig_priority：告警的优先级
  sig_rev：版本号
  sig_sid：snort id   
  sig_gid：generate id 
  

  存储 snort 规则的一张表，可以看到 sig_sid,sig_gid,sig_rev 分别对应规则中的 sid,gid,rev。注意规则中的 snort id 和数据库中的 sensor id 注意区分。

• sig_reference

  sig_id：对应的告警种类。
  ref_id：对应reference表格中的主码
  ref_seq：参考序列号
  

  提供报警种类信息signature的参考信息。将signature与reference联系起来的表格。

• reference

  Ref_id：主码
  Ref_system_id：对应reference_system表格
  Ref_tag：规则中 cve,bugtraq 后面的参数
  

• reference_system

  ref_system_id：主码
  ref_system_name：reference system的名字，如cve，url等。
  

• sig_class

  sig_class_id：分类编号
  sig_class_name：分类名称
  

  signature 告警种类的分类信息。

• iphdr

• tcphdr

• udphdr

• icmphdr

• data
  data_payload：数据包有效载荷

  规则中协议为 tcp 时，data_payload 中是 tcp 后面的内容

  规则中协议为 icmp 时，data_payload 中是 icmp 协议中的 data 字段值

• opt
  IP 和 OPT 的 option