Sikkerhetstrusler og angrep i SIP og RTP basert VoIP

En sårbarhet kan defineres som en feil eller svakhet i protokolldesign, implementasjon eller installasjon av VoIP-systemer. En trussel er en potensiell utnyttelse av en sårbarhet. ”The VoIP Security Alliance” (VOIPSA) har kommet frem til en klassifisering av ulike sikkerhetstrusler mot VoIP. Denne klassifiseringen utgjør et rammeverk for å kategorisere sikkerhetstrusler mot VoIP-installasjoner, -tjenester og -brukere. I dette rammeverket er det definert fem kategorier med trusler [14]:

 Sosiale trusler (”Social threats”) – inkluderer identitetstyveri samt feilaktig presentasjon av identitet og innhold.

 Avlytting (”Eavesdropping”) – avlytting av signallering (SIP) eller multimediastrømmen (RTP) uten å endre innhold.

 Avlytting og endring (”Interception and modification”) – avlytting og endring av signallering og/eller multimediainnhold

 Misbruk av tjenester (“Service abuse”) – beskriver trusler som favner feilaktig bruk av en VoIP-leverandørs tjenester. Trusler inkluderer blant annet å omgå VoIP-leverandørs autentiseringsmekanisme og registrering, se avsnitt 4.1.1. Motivasjonen for å gjennomføre disse truslene er som regel økonomisk vinning.

 Avbrudd av tjeneste (”Interruption of service”) – Angrep i denne kategorien kan innvirke på et hvilket som helst nettverkelement som er en del av VoIP-tjenesten, inkludert rutere, DNS-server, SIP-proxy, ”Session Border Controllers” (SBC) med mer. Kategorien inkluderer blant annet ”Denial of Service” (DoS) trusler. ”Spam Through Internet Telephony” (SPIT) kan tillegges denne kategorien hvis en utvider den også til å dekke irritasjon (”Annoyance”).

En sikkerhetstrussel som faller inn i en eller flere av VOIPSA-kategoriene vil krenke en eller flere av sikkerhetsegenskapene; konfidensialitet, integritet og tilgjengelighet. Hvis for eksempel en angriper kan lese og modifisere pakkene i et nettverk vil det krenke både systemets

konfidensialitet og integritet.

VoIP-industriaktører i Norge er med hensyn til sikkerhet mest bekymret for identitetsbedrageri, misbruk av tjenester, og økonomisk tap på grunn av misbruk av utgående samtaler. Disse truslene kan kategoriseres etter VOIPSA sitt rammeverk som ”Social threats”, ”Interception and

modification” og ”Service abuse” [15].

Et sikkerhetsangrep er en implementert trussel, mer presist definert som et forsettlig angrep på systemet utledet fra en trussel. I litteraturen er sikkerhetsangrep klassifisert som passive og aktive:

 Passive angrep – avlytter kommunikasjon og tilegner seg informasjon ved informasjonslekkasje. Det er definert to typer passive angrep; 1) tilgang til mediastrømmen (RTP-nyttelast) ved å lytte seg inn på en VoIP-samtale og 2)

trafikkanalyse. Trafikkanalyse er analyse av trafikkmønsteret som går over en link hvor

FFI-rapport 2012/00521 25

trafikk, volum og så videre kan gi verdifull informasjon. For eksempel vil en økning i trafikk kunne si noe om aktivitetsnivået til de som analyseres. Trafikkanalyse bruker blant annet informasjon om lengde på kommunikasjonsstrøm, når den ble sendt og de involverte UA, til å observere kommunikasjonsmønsteret til en eller flere UA.

Tilgjengelig informasjon fra SIP-headere, SDP-nyttelast og RTP-header vil kunne brukes i en trafikkanalyse. Denne informasjonen kan videre brukes til å utføre forskjellige typer aktive angrep.

 Aktive angrep – involverer modifisering av data eller injeksjon av falske data. Aktive angrep kan utføres mot både SIP- og RTP-meldingene [15].

Et vellykket angrep er i virkeligheten ofte en kombinasjon av passive og aktive angrep. De største truslene mot SIP i praksis er informasjonslekkasje ved avlytting, endring av signalleringsdata uten at det oppdages, misbruk av identitet og ”Distributed DoS” (DDoS) angrep. De største truslene mot RTP i praksis er informasjonslekkasje ved avlytting av RTP-meldingsinnhold. Se Tabell 4.2 for eksempel på sikkerhetsmekanismer som kan brukes for å sikre SIP- og RTP-protokollen.

Sikkerhetsmekanismene blir beskrevet nærmere i avsnitt 4.2 og 4.3 og DDoS i avsnitt 4.1.5.

Trusler/angrep Sikkerhetstjeneste for Sikkerhetsmekanismer Identitetsforfalskning Autentisering Secure SIP (TLS), S/MIME Endring av signalleringsdata Integritetsbeskyttelse Secure SIP (TLS), S/MIME Informasjonslekkasje av

SIP-headere

Konfidensialitetsbeskyttelse Secure SIP (TLS) Informasjonslekkasje av

SDP-nyttelast

Konfidensialitetsbeskyttelse Secure SIP (TLS), S/MIME

DDoS-angrep Tilgjengelighet Vanskelig å beskytte seg mot

Informasjonslekkasje av mediastrøm (RTP-nyttelast)

Konfidensialitetsbeskyttelse SRTP Informasjonslekkasje av

RTP-headere

Konfidensialitetsbeskyttelse Kan beskyttes ved bruk av IPSec, VPN og DTLS Endring av RTP-header og

RTP-nyttelast

Integritetsbeskyttelse SRTP

Forfalskning av pakker Autentisering SRTP

Tabell 4.2 Sikkerhetsmekanismer som kan brukes for å sikre SIP og RTP-protokollen

Under følger noen eksempler på klassiske trusler/angrep som demonstrerer behovet for spesifikke sikkerhetstjenester. Disse sikkerhetstjenestene kan potensielt forhindre hele kategorier av trusler.

Angrepene er valgt for å illustrere viktigheten ved sikkerhetstjenester i SIP. Angripers motivasjon kan være å stjele tjenester, tilegne seg informasjon ved avlytting og/eller avbryte sesjoner [9].

En forutsetning som ligger til grunn for å muliggjøre disse angrepene er at angriper må ha full kontroll over nettverkstrafikken til og fra en VoIP-klient, slik at angriper kan avlytte og modifisere pakker på nettverket.

26 FFI-rapport 2012/00521

4.1.1 Kapring av registrering (”Registration Hijacking”)

Når telefonen (UA) blir slått på, og ved regelmessige intervaller (3-60 min), må UA registrere seg mot en lokal registreringsserver. Denne registreringsserveren forventer og krever som regel autentisering for hver registreringsforespørsel fra UA. Registrering er nødvendig for at lokal VoIP-server skal vite hvilken IP-adresse/vertsnavn (kontaktadresse) UA kan nås på ved innkomne anrop. Et ”registration hijacking” angrep vet å utnytte en sårbarhet i denne transaksjonen.

Angriper gir seg ut for å være autorisert bruker for således å forlede registreringsserver til å registrere angripers kontaktadresse (IP-adresse/vertsnavn til telefonen) som UA sin

kontaktadresse. Konsekvensene av dette er at VoIP-serveren sender alle forespørsler til angriper istedenfor til autorisert bruker. Se avsnitt 4.2.1 for mer informasjon om kapring av registrering.

4.1.2 Utgi seg for å være server (”Impersonating a Server”)

Angriper kan utgi seg for å være en legitim SIP-server (proxy, registrar, redirect) og fange opp forespørsler fra UA og manipulere disse. Redirect vil si når server gir beskjed til sender at den må kontakte et annet sett av URIer.

Eksempel: UA1 kontakter sin lokale VoIP-server sip.oslo.no, hvor den først registrerer seg og prøver å ringe UA2. Angriper har gitt seg ut for å være sip.oslo.no (ulike angrep for å få til det) og dermed vil all kommunikasjon fra UA1 gå gjennom angripers VoIP-server. Angriper har således tilgang til all kommunikasjon som kommer fra UA1. Angriper er ”man-in-the-middle” og kan:

 endre signallering og data (integritetsbrudd)

 avlytte signallering og data (konfidensialitetsbrudd)

For å motvirke disse truslene må bruker kunne autentisere VoIP-serveren. Autentiseringen som brukes i SIP er DAA. DAA autentiserer bare klient (”en-veis autentisering”), så disse truslene er høyst reelle i SIP i dag. Se avsnitt 4.2.1 for mer informasjon om DAA.

4.1.3 Terminering av sesjoner (”Tearing down sessions”)

En etablert RTP-sesjon kan endres ved å sende SIP-forespørselen ”BYE” eller ”re-INVITE” til deltagerne av sesjonen. Hvis deltagere i RTP-sesjonen ikke kan validere hvem disse forespørslene kommer fra, åpner det blant annet for at angriper kan ta ned samtaler.

En angriper kan tilegne seg informasjon ved å lytte til signalleringen for en sesjon. Angriper kan så bruke denne informasjonen til å sende en falsk SIP BYE-forespørsel til deltagerne av sesjonen.

Denne forespørselen må være konstruert til å se ut som den kommer fra en sesjonsdeltager.

Konsekvensene av dette er at RTP-sesjonen blir avsluttet før deltagerne ønsker det. Det er også mulig at angriper kan sende en falsk re-INVITE for å endre på sesjonen slik at sikkerheten svekkes (”down grade”-angrep) eller for å omdirigere trafikken i en konferansesamtale i et avlyttingsforsøk.

FFI-rapport 2012/00521 27

Disse truslene kan motvirkes ved krav om autentisering av den som sender BYE-forespørselen og re-INVITE-forespørselen. Hvis signalleringen er kryptert, har ikke angriper mulighet til å tilegne seg sesjonsinformasjon og kan således ikke sende en falsk BYE- eller re-INVITE-forespørsel.

Det er ikke autentisering av sender av BYE- eller re-INVITE-forespørsler i dag, se avsnitt 4.2.1.

Det er heller ikke vanlig å kryptere SIP-signalleringen, noe som gjør trusselen beskrevet i dette avsnittet høyst reell.

4.1.4 Misbruk av tjenester (”Service Abuse”)

Kapring av en SIP-sesjon (”call hijack”) er vist og forklart i [15;16]. Angriper tilegner seg

nødvendig informasjon om deltagerene under en SIP-INVITE handshake. Deretter kaster angriper ut sender og mottaker ved å sende falske SIP-CANCEL meldinger til begge parter. Angriper manipulerer så resten av SIP-INVITE handshaken til å sette opp sin egen samtale. Siden dette angrepet er vanskelig å oppdage av SIP-proxyserver vil samtalen bli registrert som en vanlig samtale. Den opprinnelige eier av samtalen må betale for samtalen til angriper, og er utsatt for tjenestemisbruk. Det kreves ikke autentisering av sender av SIP-CANCEL forespørsel i dag, men det er allikevel ganske omfattende forutsetninger som ligger til grunn for at dette blir et reelt angrep.

4.1.5 Tjenestenektangrep (“Denial of Service”)

En av de mer ”tradisjonelle” og vanligste angrepene på Internet i dag er hva som kalles

tjenestenektangrep, mer kjent som ”Denial of Service” eller bare ”DoS”. DoS-angrep er enkle å utføre og vanskelig å beskytte seg mot. Den vanligste formen for DoS-angrep er å sende et stort antall meldinger som overbelaster tjenesten. Konsekvensen er at tjenesten ikke har ressurser til å besvare legitime forespørsler, eller i verste fall går ned. DoS-angrep er gjerne utført distribuert og koordinert av flere angrepsmaskiner for å forsterke angrepet mot en tjeneste. Disse kalles således

”Distributed DoS”-angrep.

DoS-angrep mot VoIP-installasjoner kan slå ut telefonitjenesten, og dermed gjøre det vanskelig eller umulig for brukere å sette opp sesjoner (ringe). De kan også medføre forringet talekvalitet.

DoS-angrep mot VoIP er en høyst reell trussel, og angrep skjer stadig mot VoIP-installasjoner i dag [6].