Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus

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1 Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus Conférence C&ESAR David DIALLO et Mathieu FEUILLET 25 novembre 2014

2 ANSSI ANSSI : Agence nationale de la sécurité des systèmes d information Autorité nationale de cyberdéfense, services du premier ministre Trois missions principales : Défendre Prévenir Informer Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 2/20

3 Systèmes industriels Définition : système d information ayant des actions physiques. Constat : mêmes vulnérabilités et de plus en plus visés. Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 3/20

4 Spécificités des systèmes industriels Besoins de sécurité : 1 Intégrité 2 Disponibilité 3 Confidentialité (optionnel) Contraintes : Durée de vie élevée Fonctionnement en continu avec arrêts planifiés Pour certains, contraintes de temps de réponse Atouts : Architecture (souvent) bien définie Comportement cadré et limité Evolution lente (peu de modifications) Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 4/20

5 Architecture typique Client Serveur d historique Passerelle vers Intranet Disponibilité Intégrité Technologie Critique Standard Serveur Automate Automate Très critique Spécifique actionneur capteur actionneur capteur Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 5/20

6 Systèmes de détection Système de détection d intrusion S dispositif de sécurité issu des systèmes d information de gestion analyse le trafic réseau sécurité issu des systèmes industriels collecte active de l information (monitoring) complément à la supervision du procédé industriel Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 6/20

7 sécurité : Que détecter? Détection par ordre d importance 1 Sortie de bornes du procédé industriel 2 Suivi et collecte des informations système Connexion et déconnexion d utilisateur Charges CPU Compteurs (de trames...) 3 Incohérence des informations Corrélation entre sources Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 7/20

8 sécurité : Où détecter? Client sécurité Client Serveur d historique Passerelle vers Intranet Serveur sécurité Serveur Automate Automate Passerelle protocolaire sécurisée actionneur capteur actionneur capteur Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 8/20

9 S : Que détecter? Détection en fonction de la maturité 1 Détection d évènements simples redoutés Reprogrammation d automate (StuXnet) Ordre d arrêt Vulnérabilités connues (CVE) Conformité protocolaire 2 Violation de la matrice de flux 3 Violation de la politique de sécurité Utilisation de fonctions illicites Dépassement de seuils Écriture hors des zones autorisées 4 Détection en liste blanche Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 9/20

10 S : Où détecter? Client Serveur d historique Passerelle vers Intranet SIEM sondes S3 S1 Serveur S4 S2 S5 Automate Automate S6 actionneur capteur actionneur capteur Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 10/20

11 sécurité vs S sécurité Atouts S Collecte d alarme, de valeurs et d évènements systèmes Analyse des évènements dans le temps Corrélation entre sources Formation et appropriation accélérées (mêmes outils...) Défauts Système non intrusif Préexistence d une surveillance par des opérateurs Trafic réseau exhaustif au point de collecte Mise à jour plus aisée et moins risquée Intrusif Mise à jour délicate Maintien à jour nécessaire Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 11/20

12 Cas pratique Client Serveur d historique Passerelle vers Intranet Serveur S4 S2 S5 Automate Automate S6 Consigne Information actionneur capteur actionneur capteur Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 12/20

13 Protocole Modbus TCP/IP Requête ADU Modbus PDU Modbus Entête MBAP Code fonction Données Trans. Long. Prot. Unité Réponse Entête MBAP Code fonction Données Trans. Long. Prot. Unité Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 13/20

14 Exemple 1 : Extension Modbus UMAS Extension Modbus UMAS : Fonction réservée Schneider Electric Requête ADU Modbus PDU Modbus Entête MBAP Code fonction Données Trans. Long. Prot. Unité 0x5A Non documentées Réponse Entête MBAP Code fonction Données Trans. Long. Prot. Unité 0x5A Non documentées Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 14/20

15 Exemple 2 : Écriture dans un registre Fonction Write Single Register : Écriture dans un registre Requête ADU Modbus PDU Modbus Entête MBAP Code fonction Données Trans. Long. Prot. Unité 0x06 Adresse Valeur Réponse Entête MBAP Code fonction Données Trans. Long. Prot. Unité 0x06 Adresse Valeur Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 15/20

16 Suricata : Détection de motif Exemple 1 : Protocole Modbus UMAS alert tcp $MODBUS_CLIENT any -> $MODBUS_SERVER 502 (content: 5A ; offset:7; depth:1; msg: Modbus TCP Modbus UMAS Protocol ; [...]) Limitations : Possibilité de contourner l S Pas de vérification de la conformité Complexité d implémentation des règles plus précises Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 16/20

17 Contribution Suricata : Préprocesseur Modbus Exemple 1 : Protocole Modbus UMAS alert modbus $MODBUS_CLIENT any -> $MODBUS_SERVER any (modbus.function: 0x5A; msg: Modbus TCP Modbus UMAS Protocol ; [...]) Avantages : Définition moins complexe et plus performante des règles Vérification de la conformité du protocole Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 17/20

18 Contribution Suricata : Préprocesseur Modbus Exemple 1 : Protocole Modbus UMAS alert modbus $MODBUS_CLIENT any -> $MODBUS_SERVER any (modbus.function: reserved; msg: Modbus TCP Reserved function ; [...]) Avantages : Définition moins complexe et plus performante des règles Vérification de la conformité du protocole Définition étendue Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 17/20

19 Contribution Suricata : Préprocesseur Modbus Exemple 2 : Écriture dans un registre alert modbus $MODBUS_CLIENT any -> $MODBUS_SERVER any (modbus.access: write holding, address 100, value >2000; msg: Vitesse moteur trop élevée ; [...]) Avantages : Définition moins complexe et plus performante des règles Vérification de la conformité du protocole Définition étendue Vérification du contenu Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 18/20

20 Performance Métrique de performance d un S : taux de perte. 50 % Taux de perte 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % 0 k 10 k 20 k 30 k 40 k Débit (pps) Règles de conformité 100 règles avec alerte 100 règles sans alerte mm 93mm 113mm Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 19/20

21 Conclusion 1 Deux méthodes de détection complémentaires : sécurité S 2 Passivité de l S adaptée aux anciens systèmes 3 Code disponible Suricata V2.1 beta3 Perspectives : D autres protocoles industriels (S7, EtherNet/IP...) Quid de la sécurité des sondes S? Détection dans les systèmes industriels: Suricata et le cas Modbus 20/20

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