Progetto Forensics per Mac

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1 Università degli Studi dell Insubria Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Corso di Laurea Specialistica in Informatica Progetto Forensics per Mac Corso di Informatica Giuridica Autori: Lucia Noce (matr. nr ) Fabio Rusconi (matr. nr ) Alessandro Zamberletti (matr. nr ) Anno Accademico

2 Indice 1 Introduzione Informatica forense Funzione di Hash Algoritmi di hash Hash come metodo di validazione di prove Hashbot Copia bit stream Progetto Forensics per Mac Acquire a device bitstream image Acquire and validate a device bitstream image Perform hash calculation of data Analyze an image or partition (Autopsy) Recover lost data Perform hexadecimal analysis of a file Perform a deep search of files Analyze system logs Recover user password Analyze Safari bookmarks Sniff network s packets

3 1 Introduzione 1.1 Informatica forense L informatica forense o computer forensics è la disciplina che si occupa di studiare l insieme delle attività rivolte all analisi e alla soluzione di casi legati alla criminalità informatica; tra questi, i crimini realizzati con l uso di un computer, diretti a un computer o in cui il computer rappresenta una fonte di prova. I principali scopi dell informatica forense sono la conservazione, l identificazione, l acquisizione, la documentazione e l interpretazione di dati presenti su un computer. A livello generale si tratta di individuare le modalità migliori per: acquisire ed analizzare le prove senza alterare il sistema informatico su cui si trovano; garantire che le prove acquisite su altro supporto siano identiche a quelle originarie. L informatica forense comprende le attività di verifica dei supporti di memorizzazione dei dati (hard disk, ssd,... ) e delle componenti informatiche, delle immagini, audio e video generate da computer, dei contenuti di archivi e basi dati e delle azioni svolte nelle reti telematiche. 1.2 Funzione di Hash Nel linguaggio matematico e informatico, la funzione hash è una funzione non iniettiva che mappa un file di lunghezza arbitraria in una stringa alfanumerica di lunghezza predefinita, detta digest Algoritmi di hash La funzione di hash è realizzata da algoritmi soddisfanti i seguenti requisiti: l output dell algoritmo è una stringa di numeri e lettere ottenuta a partire da un flusso di bit di lunghezza arbitraria; per ogni documento, la stringa in output è univoca 1 (utilizzabile come firma digitale); e ne è un identificatore 1 In realtà, nessun algoritmo di hash è in grado di garantire l univocità della stringa prodotta in output; un algoritmo di hash che genera digest a B bit è in grado, infatti, di generare al più 2 B possibili stringhe di hash. Tali collisioni possono essere tuttavia ridotte (ma mai annullate) mediante l utilizzo abbinato di più algoritmi di hash. 2

4 l algoritmo è non invertibile; non è dunque possibile ricostruire il documento originale a partire dalla stringa che viene restituita in output. Alcuni algoritmi di hash molto utilizzati sono: SHA1 (Secure Hash Algorithm): la specifica originale dell algoritmo fu pubblicata nel 1993 come Secure Hash Standard; genera un digest da 160 bit. SHA2 : con questo termine si indicano 4 funzioni di hash facenti parte della famiglia SHA, ognuna con un digest più lungo di quello originale (224 bit, 256 bit, 384 bit e 512 bit) CRC (Cyclic Redundancy Check): algoritmo semplice da realizzare, ma poco affidabile per verificare la completa correttezza dei dati contro tentativi intenzionali di manomissione. MD2 (Message Digest 2 ): sviluppato da Ronald Rivest nel 1989, l algoritmo è ottimizzato per computer ad 8 bit. Attualmente risulta poco diffuso. MD4 : molto simile al MD2 ma studiato per migliorare le performance. MD5 : realizzato nel 1991 da Ronald Rivest, produce un digest da 128 bit. A oggi, la disponibilità di algoritmi efficienti capaci di generare stringhe che collidono in un tempo ragionevole ha reso MD5 sfavorito rispetto ad altri algoritmi di hashing, sebbene la sua diffusione sia a tutt oggi molto estesa. MDC2 (Modification Detection Code): è una funzione di hash con un output pari a 128 bit. Per ragioni di brevetti, il supporto per MDC2 è disabilitato in OpenSSL e in molte distribuzioni Linux. RIPEMD160 (RACE Integrity Primitives Evaluation Message Digest): è un algoritmo crittografico di hashing ideato da Hans Dobbertin, Antoon Bosselaers e Bart Preneel che genera in output un hash di 160 bit. WHIRLPOOL: si tratta di una funzione di hash relativamente nuova, ideata da V. Rijmen e P.S.L.M. Barreto. Opera su messaggi che abbiano una dimensione inferiore a bit producendo digest di 512 bit Hash come metodo di validazione di prove Dalle proprietà precedentemente descritte della funzione di hash è facile intuire come quest ultima possa essere utilizzata nell ambito giuridico. L analisi forense richiede infatti 3

5 una validazione delle copie per poter garantire che esse non abbiano subito alterazioni in fase di acquisizione o nei momenti ad essa successivi. La caratterizzazione delle copie avviene includendo in esse informazioni ausiliarie (come la data ed ora in cui avviene la copia). Tali elementi vengono sottoposti ad un processo di hashing assieme ai dati utili ed i valori calcolati rimangono definitivamente storicizzati in supporti ausiliari a quelli di destinazione della copia. A questo proposito, nell ambito della computer forensics, si impiegano delle funzioni di hash standard come MD5, SHA1 o combinazioni delle precedenti come esposto in precedenza. I valori di hash calcolati durante la copia sono utili per garantire due fatti essenziali: Data la possibilità di calcolare l hash sia sui dati di partenza che su quelli copiati e fermo restando le proprietà di univocità degli algoritmi che implementano la funzione di hash, è possibile verificare l aderenza assoluta della copia ai dati di partenza durante il processo di clonazione, impiegando tale metodo come un rigoroso sistema di controllo errore. Successivamente alla copia, la disponibilità del valore di hash, consente di stabilire se la copia è ancora valida e se sono intervenute delle alterazioni (volontarie e/o involontarie). La validazione della prova risulta tuttavia essere notevolmente difficoltosa qualora si debba acquisire una risorsa telematica (sito web,... ) in quanto quest ultime evolvono continuamente; in particolare è necessario catturare lo stato della risorsa in un determinato istante temporale. Uno dei più noti e meglio progettati strumenti per tale scopo è Hashbot Hashbot Il contenuto di una singola pagina web può cambiare velocemente. Per questo è nato hashbot.com, web application sviluppata da Davide Baglieri e Gianni Amato, che consente di validare scientificamente qualsiasi documento web. Basta indicare all applicazione l URL del documento che si vuole congelare. Hashbot scarica il documento, calcola gli hash MD5 e SHA1, assegna un codice univoco al singolo processo di acquisizione e salva tali informazioni nel suo database. Alla fine l utente non deve fare altro che scaricare l archivio contenente il documento validato e le informazioni di certificazione scientifica. Da questo momento in poi è possibile interrogare il database per chiedere verifica della validazione. Inserendo nell apposita form il codice di validazione e l hash (a scelta MD5 4

6 o SHA1), l applicazione restituisce tutte le informazioni salvate in sede di acquisizione del documento. È possibile utilizzare hashbot come strumento per provare un dato di fatto in giudizio, ma dipenderà dal giudice se accettarlo o meno come prova. 1.3 Copia bit stream La copia dei dati di un dispositivo può avvenire in modi differenti: copia di livello fisico (o copia bit stream), in cui il contenuto dell unità fisica viene letto sequenzialmente (la sequenza è stabilita dall indirizzamento fisico, in genere gestito dal controller dell unità di memoria) caricando la minima quantità di memoria di volta in volta indirizzabile (negli hard disk il settore fisico, nelle ROM il byte,... ) per poi registrarla nella stessa sequenza su di un comune file binario (immagine fisica dell unità); copia di basso livello del file system (o copia cluster), in cui il contenuto di una partizione logica (strutturatasi a seguito di una formattazione correlata ad un preciso file system) viene letto sequenzialmente caricando la minima quantità di memoria che il file system consente di indirizzare di volta in volta (il cluster in FAT o NTFS) per poi registrarla nella stessa sequenza su di un comune file binario (immagine di basso livello del file system); copia del file system, in cui parte o tutto il contenuto di alto livello di una partizione logica (strutturatasi a seguito di una formattazione correlata ad un preciso file system), ivi intendendo i contenuti di file e directory evidenti (non cancellati), viene sottoposto a backup su di un file di particolare formato (dipendente dal tool impiegato). Questi livelli di copia non sono affatto equivalenti se lo scopo è individuare elementi probatori di tipo forense. In particolare la copia fisica mantiene tutte le informazioni possibili anche sul partizionamento, quella a basso livello di file system contiene sia i file cancellati che quelli evidenti ma non i dati sulle partizioni includendo una sola di esse, mentre quella di alto livello mantiene solo il contenuto di file e directory evidenti. Ovviamente a tali fattori si contrappongono la velocità di svolgimento della copia. La scelta del tipo di copia da svolgere dipende quindi molto dal tipo di prova digitale che si intende ottenere e dal tempo che si ha a disposizione. 5

7 2 Progetto Forensics per Mac Il Progetto Forensics per Mac consiste nello sviluppo di un applicativo eseguibile in ambiente Mac OSX utile nell effettuare analisi forensi. Qualsiasi operazione effettuata all interno dell applicazione viene opportunamente registrata all interno di un file di log. Figura 1: Schermata principale. Di seguito verranno presentate le funzionalità che il programma mette a disposizione. 6

8 2.1 Acquire a device bitstream image Questa funzionalità permette di effettuare l acquisizione bitstream di un dispositivo collegato al proprio Mac; il suo funzionamento dipende dall utility di sistema dd 2. Nella figura 2 è possibile visualizzare le fasi di acquisizione del device: 1. selezione del dispositivo di cui effettuare l acquisizione 2. acquisizione in corso 3. acquisizione terminata con successo Figura 2: Acquire a device bitstream image 2 Comando dei sistemi operativi Unix e Unix-like, e più in generale dei sistemi POSIX, che copia dei dati in blocchi, opzionalmente effettuando conversioni. Licenza: GNU General Public License. 7

9 2.2 Acquire and validate a device bitstream image Questa funzionalità riprende le capacità dell acquisizione bitstream di un dispositivo (vedi 2.1), rendendola più avanzata. Oltre alla copia del device si occupa, infatti, anche di verificare che questa sia avvenuta senza alterazioni, sfruttando di algoritmi di hash. Di contro, c è la richiesta di maggior tempo di elaborazione. Gli algoritmi di hash messi a disposizione sono: SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 MD4, MD5 MDC2 RIPEMD160 WHIRLPOOL Per maggiori dettagli sui singoli algoritmi, si veda il paragrafo 1.2. Ancora una volta, la procedura può essere distinta in fasi, mostrate in figura 3: 1. selezione del dispositivo di cui effettuare l acquisizione 2. selezione dell algoritmo di hash 3. calcolo dell hash del dispositivo originale 4. acquisizione 5. calcolo dell hash della copia del dispositivo 6. verifica della coincidenza degli hash 8

10 Figura 3: Acquire and validate a device bitstream image 9

11 2.3 Perform hash calculation of data L applicazione permette di effettuare il calcolo dell hash di un qualsiasi file utilizzando FastHash. FastHash è un programma agile e leggero, non ha particolari richieste operative ed è gratuitamente scaricabile dal sito ufficiale 3 del suo creatore: Henrik Zheng. FastHash supporta i seguenti algoritmi: SHA1, SHA224, SHA256, SHA384, SHA512 MD2, MD4, MD5 CRC32 Per calcolare l hash di un file è sufficiente trascinare quest ultimo sulla finestra di FastHash. Figura 4: FastHash 3 10

12 2.4 Analyze an image or partition (Autopsy) The Sleuth Kit (TSK) in combinazione con Autopsy fornisce un valido framework Open Source per l analisi forense di immagini e partizioni con il supporto per vari filesystem, tra i quali FAT, NTFS e HFS/HFS+. Diversamente dalla maggior parte delle piattaforme di computer forensics, la struttura di Sleuthkit & Autopsy è completamente modulare: The Sleuth Kit non è un programma, bensì un insieme di tools a linea di comando sviluppati in C e Perl, ognuno dei quali esegue operazioni specifiche in ambito specifico. Autopsy Forensic Browser fornisce invece l interfaccia grafica e l ambiente di collegamento dei vari programmi, permettendo di ottenere risultati omogenei ed una gestione strutturata del caso. Il primo impatto ad una struttura simile è spesso frastornante, in particolare per chi è abituato al lavoro attraverso un interfaccia lineare; le iniziali difficoltà di apprendimento e le perplessità relative all utilizzo di un interfaccia web per la gestione dell indagine sono però presto sostituite dal compiacimento per un ambiente potente e facilmente integrabile con gli altri tool open source disponibili. Lo sviluppo dei tool presenti in TSK ha inizio nel 1999, quando Dan Farmer e Wietse Venema presentano una serie di programmi per l analisi post-mortem di sistemi Unix, battezzata col nome evocativo di The Coroner s Toolkit (TCT). Al lavoro dei due ricercatori si aggiunge presto il contributo di Brian Carrier attraverso le TCUTILS, una serie di utility complementari che contribuiscono ad integrare, tra le altre cose, un supporto di base per ulteriori filesystem quali FAT e NTFS. Benchè l utilità degli strumenti fosse già evidente, il difetto principale era costituito dall usabilità, visto che i programmi erano esclusivamente a linea di comando, difficili e scomodi da utilizzare in indagini estese. Nasce così Autopsy, un interfaccia web composta da svariati script in Perl e C, capace di elaborare gli output dei vari comandi e presentarli attraverso un interfaccia più funzionale e sfruttabile. Nel frattempo il gruppo di ricerca (recentemente acquisito da Symantec) accoglie il progetto e ne diventa il principale sviluppatore, sfornando gli aggiornamenti sotto il nome di TASK Sleuth Kit). Attualmente i programmi sono raccolti sotto il nome di The Sleuth Kit (TSK) ed il progetto è portato avanti da Brian Carrier, ricercatore della Purdue University e del CERIAS, nonchè collaboratore scientifico Academy. Le piattaforme supportate per l installazione della suite sono Linux, OpenBSD, FreeBSD, Solaris, e Mac OS X. È possibile il porting in ambiente Win32 attraverso la mediazione dell ambiente Cygwin. I filesystem supportati sono i più comuni: NTFS, FAT, FFS, EXT2FS, EXT3FS, HFS/HFS+ e le funzionalità inte- 11

13 grate permettono la maggior parte delle operazioni necessarie nell indagine forense, in particolare: rilevazione caratteristiche del file system recupero file eliminati rilevazione tipologia dei file attraverso gli header creazione di timeline activity raccolta spazio non allocato ricerca testo calcolo hash integrazione di db hash (known good, bad) lista per tipologia visualizzazione di metadata e Active Data Stream (NTFS) È bene chiarire come TSK non sia un tool tuttofare, non ha funzionalità di copia e duplicazione disco, non permette la maggior parte delle analisi funzionali a livello applicativo ( es. Analisi Registry Windows, analisi mail,.dat files) e non è adatto alla network forensics. Ciò nonostante svolge al meglio le funzioni per le quali è progettato, in particolare l analisi a livello file system, senza considerare che le caratteristiche mancanti sono facilmente integrabili con i vari strumenti open source preposti alle altre specifiche operazioni (dd, Pasco, Rifiuti, Galleta, ecc.). 12

14 Figura 5: Autopsy 13

15 2.5 Recover lost data Disk Drill è un applicativo in fase beta che richiede Mac OSX 10.5 o superiore ed un Mac con processore Intel. La beta e tutti gli aggiornamenti saranno gratuiti fino all uscita della versione finale, a pagamento. Vista l assenza di date di scadenza, essa potrà continuare ad essere utilizzata anche in futuro. Con questo software è possibile recuperare file cancellati dal sistema; sono supportati i filesystem HFS/HFS+, FAT e NTFS. Il funzionamento è semplice: l applicazione esegue una scansione (a scelta tra veloce ma poco approfondita e approfondita ma lenta) dell intero disco mostrando gli elementi che è possibile ripristinare, lasciando poi all utente la possibilità di selezionarli tutti o solo alcuni di essi. Disk Drill è in grado di recuperare foto, musica, video, documenti e file in molti altri formati. Il software può essere utilizzato su dischi rigidi, memorie di massa USB, macchine fotografiche digitali, qualsiasi tipo di lettore multimediale e sui computer Mac. Inoltre è possibile eseguire il ripristino di intere partizioni eliminate. (a) Disk Drill all avvio (b) Selezione del dispositivo da cui tentare il recupero di file (c) Scansione del dispositivo (d) File di cui possibile tentare il recupero Figura 6: Disk Drill 14

16 2.6 Perform hexadecimal analysis of a file Lo studio di file in esadecimale è di notevole importanza nell ambito dell informatica forense. Il nostro software permette di sfruttare le potenzialità di HexEdit, applicazione open source capace di mostrare in formato esadecimale di qualunque file. È anche possibile effettuare modifiche sui singoli byte direttamente in formato esadecimale e di eseguire ricerche all interno del file partendo sia da normali stringhe di testo che da una serie di caratteri esadecimali. Consente anche di copiare un blocco di byte in un nuovo file, permettendo di scomporre dei file di grosse dimensioni in una serie di file piú piccoli. Figura 7: HexEdit 15

17 2.7 Perform a deep search of files EasyFind è una potente applicazione freeware per la ricerca di file e cartelle, sviluppata da DEVONtechnologies 4. È possibile effettuare una ricerca utilizzando operatori booleani. Permette inoltre di trovare file all interno di pacchetti (resi invisibili dal sistema operativo), e di visualizzare un anteprima dei file trovati. Figura 8: EasyFind 4 16

18 2.8 Analyze system logs Console è un software sviluppato da Apple e fornito assieme al sistema operativo che consente di visualizzare i messaggi scambiati tra le varie componenti di Mac OSX (applicazioni o il sistema operativo stesso). Tale programma fornisce dunque un log di tutto ciò che avviene all interno del proprio Mac. Figura 9: Console 17

19 2.9 Recover user password Questa funzionalità consente il recupero della password dell account di un utente configurato in Mac OSX, utilizzando John the Ripper. John the Ripper è un software, sviluppato originariamente per ambienti UNIX e rilasciato con licenza GNU GPL, per il cracking delle password. È in grado di eseguire la decriptazione di password criptate da diversi algoritmi, mettendo a disposizione più modalità di utilizzo: modalità dizionario, brute force, incrementale, ecc. La tipologia di attacco sfruttata dal nostro software è quella a forza bruta, adattata per essere più efficiente mediante l utilizzo del dizionario English Open Word List (EOWL), sviluppato da Ken Loge 5. EOWL deriva quasi completamente dallo UK Advanced Cryptics Dictionary (UKACD), sviluppato da J. Ross Bereford. Poichè UKACD è un prodotto freeware, la stessa licenza viene ereditata dalla EOWL. La EOWL contiene parole, tutte di lunghezza inferiore a 10 caratteri, così distribuite: numero parole inizianti per A: 7296 numero parole inizianti per B: 7272 numero parole inizianti per C: numero parole inizianti per D: 7217 numero parole inizianti per E: 5151 numero parole inizianti per F: 5389 numero parole inizianti per G: 4747 numero parole inizianti per H: 4500 numero parole inizianti per I: 3685 numero parole inizianti per J: 1287 numero parole inizianti per K: 1577 numero parole inizianti per L: 4126 numero parole inizianti per M:

20 numero parole inizianti per N: 2522 numero parole inizianti per O: 3681 numero parole inizianti per P: numero parole inizianti per Q: 720 numero parole inizianti per R: 6794 numero parole inizianti per S: numero parole inizianti per T: 7289 numero parole inizianti per U: 4425 numero parole inizianti per V: 2364 numero parole inizianti per W: 3147 numero parole inizianti per X: 122 numero parole inizianti per Y: 606 numero parole inizianti per Z: 624 John the Ripper inizierà a verificare se la password è tra quelle presenti nel dizionario. In caso di insuccesso, tenterà l attacco brute force. 19

21 Figura 10: Recover user password 20

22 2.10 Analyze Safari bookmarks Safari risulta essere il browser più utilizzato dagli utenti Mac in quanto quest ultimo viene fornito da Apple come browserr predefinito per i proprio sistemi operativi Mac OS. I preferiti di Safari risultano dunque essere molto interessanti dal punto di vista dell analisi forense. L analisi dei preferiti di Safari avviene utilizzando Property List Editor; vista la possibilità dell esistenza di più utenti con un proprio account all interno di Mac OSX, è necessario che l analista forense selezioni l utente del quale desidera effettuare l analisi dei preferiti (fig. 11(a)), fatto ciò sarà possibile visualizzare approfonditamente le informazioni relative a quest ultimi (fig. 11(b)) Sniff network s packets Packet Peeper è un software open source che permette di effettuare l intercettazione passiva dei dati che transitano in una rete telematica; nel campo informatico, i software che permettono di effettuare tale operazione prendono il nome di packet sniffer (più comunemente sniffer ). Affinchè sia possibile effettuare lo sniffing dei pacchetti in transito su una rete è necessario che l utente scelga l interfaccia (cioè la scheda di rete) sulla quale si desidera mettersi in ascolto ; fatto ciò è possibile sfruttare tutte le funzionalità offerte da Packet Peeper utilizzando la sua semplice ed intuitiva interfaccia grafica. Se la rete sulla quale ci si è posti in ascolto è protetta da password, il contenuto dei pacchetti in transito risulta ovviamente essere illegibile. 21

23 (a) (b) Figura 11: Analyze Safari bookmarks 22

24 (a) 23 (b) Figura 12: Packet Peeper

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