如何使用树莓派自制网络监视器

本文所介绍的工具适合家庭环境下的“黑盒测试”，它可以帮助你记录网络中发生的所有事情。你可以用它来检测网络威胁，或将数据提供给相关专家来进行网络取证分析。

如果你需要的是企业环境下的解决方案，你可以参考Security Onion的【这篇文章】。

购物清单

1.      树莓派3 （外壳+电源+电路板）

2.      闪迪Class 10 microSD卡 64GB（80Mb/s）

3.      Debian OS-Linux RaspbianLite

4.      网件千兆交换机或其他支持端口镜像的设备，我使用的是D-Link1100-08P

5.      Critical Stack API（Threat Intel/ IOCs）

6.      Mailgun账号或类似支持警报/通知的邮件服务

总价值：约75英镑

概览图

关键技术介绍

什么是端口镜像？

将一个端口的流量数据复制到另一个端口（被动式），会增加交换机的运行负荷。

什么是Bro？

一款IDS协议分析工具，你可以把它当作Wireshark的协议分析器，但是它没有GUI界面，而且速度更快。

什么是Netsniff?

进行数据包捕获的守护进程，它使用了AF-packet来提升数据包的捕捉速度。

什么是LOKI？

基于YARA的文件扫描守护进程。有些类似基于签名检测的反病毒产品，但是你可以自行制定检测规则。

什么是Critical Stack？

一个威胁情报平台，你可以在树莓派上通过API来与该平台链接。

什么是Team Cymru MHR？

一个恶意软件哈希库，你可以使用该数据库中的信息来对检测到的恶意程序哈希进行匹配。

开始动手

1.      把系统刷到树莓派中

2.      给树莓派分配一个IP

3.      运行bash脚本

4.      搞定

一、把Raspbian刷到microSD卡中

我使用的是MacBook，所以不同平台的方法可能会有所不同，其他平台用户可以参考【这篇教程】来获取更多内容。

插入microSD卡：

diskutil list

找到磁盘号：

diskutil unmountDisk /dev/disk<disk#from diskutil>

将Raspbian镜像刷入到microSD卡’disk’中：

sudo dd bs=1m if=image.imgof=/dev/rdisk<disk# from diskutil>

完成之后，卸载microSD卡：

diskutil unmountDisk /dev/disk<disk#from diskutil>

二、配置网络

使用默认配置登录。用户名：pi，密码：raspberry。

设置wlan0（wifi）的IP，用于受信管理访问：

sudo nano/etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf

network={

   ssid="The_ESSID_from_earlier"

   psk="Your_wifi_password"

} 

sudo ifdown wlan0

sudo ifup wlan0

ifconfig wlan0

当你获取到了一个DHCP IP之后，你可以使用SSH访问这个节点了。接下来，将eth0留下当作镜像接口，它不需要设置IP地址。

sudo apt-get update && sudo apt-get-y install vim

sudo vim /etc/network/interfaces

添加下列代码：

iface eth0 inet static

static ip_address=0.0.0.0

重启eth0接口：

sudo ifconfig eth0 down && sudoifconfig eth0 up

三、部署

下载并运行bash脚本，脚本已在Raspbian上成功测试。

-安装程序的核心组件

-配置网络选项（禁用NIC offloading）

-给每一个程序创建服务

-使用Mailgun/SSMTP创建邮件警报

-配置cron任务

pi@foxhound:~# sudo su -

root@foxhound:~# apt-get install -y git

root@foxhound:~# cd ~

root@foxhound:~# git clonehttps://github.com/sneakymonk3y/foxhound-nsm.git

root@foxhound:~# chmod +xfoxhound-nsm/foxhound.sh

root@foxhound:~# ./foxhound-nsm/foxhound.sh

现在，环境部署已经完全完成啦！

接下来呢？当脚本完成运行之后，所有的服务都会被立刻激活，然后你就可以看到所有流入的数据啦！

性能

通过pcap数据来向镜像端口eth0发送一些垃圾信息，我使用的是一些提前准备好的数据：

pi@foxhound:~ $ sudo tcpreplay -t -K -q--loop=10 --intf1=eth0 /opt/foxhound-1476541443.pcap

Actual: 1048570 packets (1050923190 bytes)sent in 87.62 seconds.           Rated:11994102.0 bps, 91.51 Mbps, 11967.25 pps

下面是发送前和发送后的broctl netstats数据：

root@foxhound:/etc/network# broctl netstats

       bro: 1476547903.768150 recvd=1951368 dropped=5408 link=1956776

root@foxhound:/etc/network# broctl netstats

       bro: 1476548144.248161 recvd=3012168 dropped=14608 link=3026776

对于家庭或实验室环境来说，它的性能相对还算很好了（1000000个数据包只会丢弃10000个）。我的带宽速度为40Mbps，对于IDS系统来说已经足够了。如果你还需要提升性能，建议考虑换掉树莓派。

如果你想进行更多的NIC perf测试，你可以在服务器上运行下列命令：

mark@ubuntu:~$ sudo apt install iperf3

mark@ubuntu:~$ iperf3 -s

-----------------------------------------------------------

Serverlistening on 5201

然后在树莓派上运行：

root@foxhound:~# apt install iperf3

root@foxhound:~# iperf3 -c 10.0.0.7 -i 1 -t20

Connecting to host 10.0.0.7, port 5201

[  4]local 10.0.0.180 port 38562 connected to 10.0.0.7 port 5201

[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr  Cwnd

[ 4]   0.00-1.00   sec 8.86 MBytes  74.3 Mbits/sec    0  89.1 KBytes      

...

...

...     

[ 4]  19.00-20.00  sec 9.26 MBytes  77.7 Mbits/sec    0  1.23 MBytes      

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -- - -

[ ID] Interval           Transfer     Bandwidth       Retr

[ 4]   0.00-20.00  sec  185 MBytes  77.5 Mbits/sec  139             sender

[ 4]   0.00-20.00  sec  184 MBytes  77.1 Mbits/sec                  receiver

 

iperf Done.

我假设这里的瓶颈是microSD卡，它的速度大约是80MB/s。

Bro基础

-所有Bro日志的默认存储路径为/nsm/bro/logs/

-默认的脚本路径为/usr/local/bro/share/bro/site/bro-scripts/

日志目录结构大致如下所示：

pi@foxhound:/nsm/bro/logs/current $ ls-lash

total 6.9M

4.0K drwxr-xr-x 3 root root  4.0K Oct 15 16:11 .

4.0K drwxr-xr-x 5 root staff 4.0K Oct 1516:50 ..

4.0K -rw-r--r-- 1 root root   349 Oct 15 16:51 app_stats.log

4.0K -rw-r--r-- 1 root root   121 Oct 15 15:51 .cmdline

 16K-rw-r--r-- 1 root root   14K Oct 15 16:30communication.log

2.9M -rw-r--r-- 1 root root  2.9M Oct 15 16:52 conn.log

 16K-rw-r--r-- 1 root root   14K Oct 15 16:52dhcp.log

384K -rw-r--r-- 1 root root  379K Oct 15 16:52 dns.log

4.0K -rw-r--r-- 1 root root   345 Oct 15 15:51 .env_vars

1.2M -rw-r--r-- 1 root root  1.2M Oct 15 16:52 files.log

1.6M -rw-r--r-- 1 root root  1.6M Oct 15 16:52 http.log

4.0K -rw-r--r-- 1 root root   291 Oct 15 16:44 known_hosts.log

4.0K -rw-r--r-- 1 root root   327 Oct 15 16:34 known_services.log

 12K-rw-r--r-- 1 root root   11K Oct 15 16:50notice.log

4.0K -rw-r--r-- 1 root root     5 Oct 15 15:51 .pid

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.communication

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.conn

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:01 .rotated.conn-summary

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.dhcp

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.dns

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.files

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.http

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.known_hosts

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.known_services

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.loaded_scripts

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.notice

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.packet_filter

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.software

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.ssl

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.weird

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    18 Oct 15 16:00 .rotated.x509

4.0K -rw-r--r-- 1 root root  3.0K Oct 15 16:51 software.log

320K -rw-r--r-- 1 root root  314K Oct 15 16:52 ssl.log

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    58 Oct 15 15:51 .startup

4.0K drwx------ 3 root root  4.0K Oct 15 15:51 .state

4.0K -rwx------ 1 root root    18 Oct 15 15:51 .status

4.0K -rw-r--r-- 1 root root    46Oct 15 15:51 stderr.log

4.0K -rw-r--r-- 1 root root   188 Oct 15 15:51 stdout.log

 24K-rw-r--r-- 1 root root   17K Oct 15 16:52weird.log

416K -rw-r--r-- 1 root root  412K Oct 15 16:52 x509.log

你可以使用head命令来查找文本域名称：

pi@foxhound:$ head  dns.log

#separator x09

#set_separator         ,

#empty_field   (empty)

#unset_field    -

#path        dns

#open       2016-10-15-16-00-01

#fields      ts      uid   id.orig_h  id.orig_p  id.resp_h id.resp_p         proto        trans_id   query        qclass       qclass_name         qtype        qtype_name    rcode        rcode_name    AA    TC         RD    RA    Z       answers   TTLs rejected

#types      time string        addr port addr port enum        count         string        count        string        count        string        count         string        bool bool bool bool count        vector[string]         vector[interval]        bool

使用bro-cut来解析日志：

pi@foxhound:$ cat dns.log | bro-cut -D tsid.orig_h id.orig_p id.resp_h id.resp_p proto query answers TTLs

基础报告:

pi@foxhound:$ bro-cut query < dns.log |sort | uniq -c | sort -rn | head -n 10

如果你还需要更多的示例，你可以查看Bro提供的官方练习【传送门】。

你可以使用tail命令输出DNS日志并在客户端生成一些DNS流量：

tail -f dns.log | awk  '{print $3, $7, $9}'

请注意，只有conn.log才可以启用MaxMind GEOIP查询。

pi@foxhound:$ bro-cut resp_cc < conn.log| sort | uniq -c | sort -rn | head -n 10

   755 US

   524 RO

   123 GB

    49 NL

     28 EU

    25 IE

    10 DE

     7 ES

     6 CA

我还没有制作仪表盘（Dashboard），如果你不想自己做的话，你可以直接使用VPS ELK实例在云端存储所有的日志，或者你也可以使用ELK/Splunk/Graylog将日志存储在本地。

基础维护

开启/停止netsniff-ng：

pi@foxhound:~ $ sudo service netsniff-ngstop

pi@foxhound:~ $ sudo service netsniff-ngstart

pi@foxhound:~ $ sudo service netsniff-ngstatus

开启/停止bro（网络统计）：

pi@foxhound:~ $ sudo -i broctl stop

pi@foxhound:~ $ sudo -i broctl start

pi@foxhound:~ $ sudo -i broctl netstats

pi@foxhound:~ $ sudo -i broctl status

手动运行Loki：

root@foxhound:~ $ python /nsm/Loki/loki.py--noprocscan --dontwait --onlyrelevant -p /nsm/bro/extracted -l /nsm/Loki/log

检测CriticalStack的入侵威胁指标（IoCs），可通过cron脚本实现定期检查：

root@foxhound:~ $ sudo -u critical-stackcritical-stack-intel list

参考资料

1.      部署网络安全监控：http://www.appliednsm.com/

2.      网络安全监控实践：https://www.nostarch.com/nsm

3.      Laika BOSS-对象扫描系统：https://github.com/lmco/laikaboss

4.      PassiveDNS：https://github.com/gamelinux/passivedns

5.      D3js（图形化工具）：https://d3js.org/

6.      Graylog：https://www.graylog.org/