Forensic Box for Quick Network-Based Security Assessments

Network security assessments are seen as important, yet cumbersome and time consuming tasks, mostly due to the use of different and manually operated tools. These are often very specialized tools that need to be mastered and combined, besides requiring sometimes that a testing environment is set up. Nonetheless, in many cases, it would be useful to obtain an audit in a swiftly and on-demand manner, even if with less detail. In such cases, these audits could be used as an initial step for a more detailed evaluation of the network security, as a complement to other audits, or aid in preventing major data leaks and system failures due to common configuration, management or implementation issues. This dissertation describes the work towards the design and development of a portable system for quick network security assessments and the research on the automation of many tasks (and associated tools) composing that process. An embodiment of such system was built using a Raspberry Pi 2, several well known open source tools, whose functions vary from network discovery, service identification, Operating System (OS) fingerprinting, network sniffing and vulnerability discovery, and custom scripts and programs for connecting all the different parts that comprise the system. The tools are integrated in a seamless manner with the system, to allow deployment in wired or wireless network environments, where the device carries out a mostly automated and thorough analysis. The device is near plug-and-play and produces a structured report at the end of the assessment. Several simple functions, such as re-scanning the network or doing Address Resolution Protocol (ARP) poisoning on the network are readily available through a small LCD display mounted on top of the device. It offers a web based interface for finer configuration of the several tools and viewing the report, aso developed within the scope of this work. Other specific outputs, such as PCAP files with collected traffic, are available for further analysis. The system was operated in controlled and real networks, so as to verify the quality of its assessments. The obtained results were compared with the results obtained through manually auditing the same networks. The achieved results showed that the device was able to detect many of the issues that the human auditor detected, but showed some shortcomings in terms of some specific vulnerabilities, mainly Structured Query Language (SQL) injections. The image of the OS with the pre-configured tools, automation scripts and programs is available for download from [Ber16b]. It comprises one of the main outputs of this work.As avaliações de segurança de uma rede (e dos seus dispositivos) são vistas como tarefas importantes, mas pesadas e que consomem bastante tempo, devido à utilização de diferentes ferramentas manuais. Normalmente, estas ferramentas são bastante especializadas e exigem conhecimento prévio e habituação, e muitas vezes a necessidade de criar um ambiente de teste. No entanto, em muitos casos, seria útil obter uma auditoria rápida e de forma mais direta, ainda que pouco profunda. Nesses moldes, poderia servir como passo inicial para uma avaliação mais detalhada, complementar outra auditoria, ou ainda ajudar a prevenir fugas de dados e falhas de sistemas devido a problemas comuns de configuração, gestão ou implementação dos sistemas. Esta dissertação descreve o trabalho efetuado com o objetivo de desenhar e desenvolver um sistema portátil para avaliações de segurança de uma rede de forma rápida, e também a investigação efetuada com vista à automação de várias tarefas (e ferramentas associadas) que compõem o processo de auditoria. Uma concretização do sistema foi criada utilizando um Raspberry Pi 2, várias ferramentas conhecidas e de código aberto, cujas funcionalidades variam entre descoberta da rede, identificação de sistema operativo, descoberta de vulnerabilidades a captura de tráfego na rede, e scripts e programas personalizados que interligam as várias partes que compõem o sistema. As ferramentas são integradas de forma transparente no sistema, que permite ser lançado em ambientes cablados ou wireless, onde o dispositivo executa uma análise meticulosa e maioritariamente automatizada. O dispositivo é praticamente plug and play e produz um relatório estruturado no final da avaliação. Várias funções simples, tais como analisar novamente a rede ou efetuar ataques de envenenamento da cache Address Resolution Protocol (ARP) na rede estão disponíveis através de um pequeno ecrã LCD montado no topo do dispositivo. Este oferece ainda uma interface web, também desenvolvida no contexto do trabalho, para configuração mais específica das várias ferramentas e para obter acesso ao relatório da avaliação. Outros outputs mais específicos, como ficheiros com tráfego capturado, estão disponíveis a partir desta interface. O sistema foi utilizado em redes controladas e reais, de forma a verificar a qualidade das suas avaliações. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles obtidos através de auditoria manual efetuada às mesmas redes. Os resultados obtidos mostraram que o dispositivo deteta a maioria dos problemas que um auditor detetou manualmente, mas mostrou algumas falhas na deteção de algumas vulnerabilidades específicas, maioritariamente injeções Structured Query Language (SQL). A imagem do Sistema Operativo com as ferramentas pré-configuradas, scripts de automação e programas está disponível para download de [Ber16b]. Esta imagem corresponde a um dos principais resultados deste trabalho