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応用情報技術者 2011年 春期 午後 問09


サーバへのサイバー攻撃対策に関する次の記述を読んで、設問1〜3に答えよ。

 D社はおもちゃを扱う中堅商社であり、取扱商品を紹介するためにWebサーバやデータベースサーバ(DBサーバ)などを自社で運用している。D社のネットワーク構成を図1に、各サーバの役割を表1に示す。
応用情報技術者試験(平成23年度 午後 問09 図01)
応用情報技術者試験(平成23年度 午後 問09 表01)
 あるとき、D社の顧客から“Webサイトが表示されない”と問合せがあった。原因を調査したところ、Webサーバが反応しない状態であったので、Webサイトの運営を一時中止して原因を探った。その結果、各サーバに対して、次のサイバー攻撃が行われていたことが判明した。  【サイバー攻撃1】Webサーバに対して、Webページを表示するためのリクエストが大量に送られ、CPUとメモリの使用率が許容範囲を超えてしまっていた。  【サイバー攻撃2】DBサーバにアクセスするプログラムの不備を利用して、データベース上の情報に不正にアクセスしようとした形跡が、Webサーバにあった。  【サイバー攻撃3】DNSプログラムが確保したメモリサイズを超えた入力を与えて、管理者権限を奪おうとした形跡が、DNSサーバ1にあった。  【サイバー攻撃4】使用可能なサービスを探した形跡が、DMZ内の各サーバにあった。  D社では判明したサイバー攻撃に対応するために、ファイアウォールの設定を変更するとともに、ネットワーク型IDS(Intrusion Detection System, 侵入検知システム) を導入することにした。   〔ファイアウォールの設定変更〕  ファイアウォールの新しいフィルタリングルールを表2に示す。フィルタリングルールの設定は、次の方針で行うことにした。  ・インターネット以外のあて先は、ホスト名で指定する。  ・必要なサービスだけを通過させる。    なお、表2で用いるフィルタリングルールの記述方法は、次のとおりである。  ・通信パケットの送信元、あて先及びサービスの組合せによって、許可又は拒否の動作を指定することができる。  ・送信元、あて先には個別のホスト名又は“インターネット”、“DMZ”、“内部LAN1”、“内部LAN2”のネットワーク名又は“すべて”が指定できる。  ・サービスにはポート番号(複数指定可)又は“すべて”が指定できる。ポート番号は、SMTPは25、DNSは53、HTTPは80、POP3は110、DBサーバへのアクセスは1521、プロキシサーバへのアクセスは8080とする。  ・項番が小さいものから順に調べて、最初に一致したルールが適用される。   応用情報技術者試験(平成23年度 午後 問09 表02) ↩設問2
〔ネットワーク型IDSの導入〕  D社では、早期にサイバー攻撃を検知するために、ネットワーク型IDSを図1のαの位置に設置した。設置したIDSの概要は、次のとおりである。  ・不正侵入の特徴的なパターンをシグネチャとして事前に登録し、検知した脅威の種類を示すシグネチャの識別子、脅威の名称、詳細な通信内容などをログに記録するとともに、管理者あてに警告メールで通知する機能をもつ。  ・検知されるサイバー攻撃には、4段階の優先度(優先して対応する必要性の度合い)が付与されている。優先度は、優先度1が最も高く、優先度4が最も低い。     D社で判明したサイバー攻撃1〜4に対応する優先度の初期値は、表3のとおりである。
応用情報技術者試験(平成23年度 午後 問09 表03)
 D社では、IDSの優先度の設定は初期値のままとし、優先度が1、2のものを管理者に警告メールで通知する設定で、IDSの試験運用を開始した。  試験運用を開始してすぐに、IDSから管理者あてに警告メールが大量に送られるようになった。警告メールが多いと、管理者が重要な警告を見落とすおそれがあることから、D社ではIDSの導入効果を維持したまま警告メールの件数を少なくするために、①IDSの設置位置を図1のβの位置に変更した。

設問1:

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サイバー攻撃1〜4について、その名称を解答群の中から選び、記号で答えよ。
解答群  ア:DoS攻撃  イ:SQLインジェクション  ウ:ソーシャルエンジニアリング  エ:トロイの木馬  オ:バッファオーバフロー攻撃  カ:ポートスキャン

模範解答

サイバー攻撃1:ア サイバー攻撃2:イ サイバー攻撃3:オ サイバー攻撃4:カ

解説

解答の論理構成

  1. サイバー攻撃1
    ・引用: “Webサーバに対して、Webページを表示するためのリクエストが大量に送られ、CPUとメモリの使用率が許容範囲を超えてしまっていた。”
    ・大量のリクエストで資源を枯渇させる攻撃はサービス不能状態を狙うため、DoS (Denial of Service) 攻撃と判断できます。
    ⇒ 解答群「ア:DoS攻撃」
  2. サイバー攻撃2
    ・引用: “DBサーバにアクセスするプログラムの不備を利用して、データベース上の情報に不正にアクセスしようとした形跡が、Webサーバにあった。”
    ・アプリの入力チェック不備を突きSQL文を注入する典型例はSQLインジェクションです。
    ⇒ 解答群「イ:SQLインジェクション」
  3. サイバー攻撃3
    ・引用: “DNSプログラムが確保したメモリサイズを超えた入力を与えて、管理者権限を奪おうとした形跡が、DNSサーバ1にあった。”
    ・確保領域を超えるデータ投入で権限奪取を狙うのはバッファオーバフロー攻撃です。
    ⇒ 解答群「オ:バッファオーバフロー攻撃」
  4. サイバー攻撃4
    ・引用: “使用可能なサービスを探した形跡が、DMZ内の各サーバにあった。”
    ・各ポートを順に調べて開放サービスを洗い出す調査行為はポートスキャンです。
    ⇒ 解答群「カ:ポートスキャン」
よって、模範解答は
サイバー攻撃1:ア
サイバー攻撃2:イ
サイバー攻撃3:オ
サイバー攻撃4:カ

誤りやすいポイント

  • サイバー攻撃1を「分散」DoSと混同して“DDoS”と書いてしまう(設問は分散の有無を問わずDoSで十分)。
  • サイバー攻撃2で“Web改ざん”や“クロスサイトスクリプティング”と誤答するケース。キーワードは“データベース上の情報に不正にアクセス”。
  • サイバー攻撃3を“ヒープスプレー”など他のメモリ破壊系と混同。ポイントは“確保したメモリサイズを超えた入力”。
  • サイバー攻撃4で“ポートスキャニング”の単語揺れを気にして別解を書きたくなるが、解答群の正式名称は「ポートスキャン」。

FAQ

Q: サイバー攻撃1はなぜ「ア:DoS攻撃」であって「カ:ポートスキャン」ではないのですか?
A: ポートスキャンはサービスの有無を調べる行為であり“リクエストが大量に送られ、CPUとメモリの使用率が許容範囲を超えて”という資源枯渇の記述はDoS攻撃の特徴です。
Q: SQLインジェクションかどうかはどこで判断できますか?
A: 引用部分の“プログラムの不備を利用して、データベース上の情報に不正にアクセス”が決定打です。Webアプリの入力値が直接SQL文に連結される脆弱性を示唆しています。
Q: バッファオーバフロー攻撃はなぜ権限奪取につながるのですか?
A: 範囲外のメモリを書き換えることで戻り番地や関数ポインタを改変し、攻撃者が用意したコードを管理者権限で実行させることが可能になるためです。

関連キーワード: DoS, SQLインジェクション, バッファオーバフロー, ポートスキャン

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D社で実施したファイアウォールの設定変更について、表2中のa~fに入れる適切な字句を答えよ。

模範解答

a:プロキシサーバ b:8080 c:DBサーバ d:1521 e:メールサーバ1 f:25

解説

解答の論理構成

  1. 行番号【表2】の「3」では送信元が「内部LAN2」です。これは【問題文】のPC群が属するネットワークであり、Web閲覧時には「プロキシサーバ」を経由すると書かれています(【表1】“プロキシサーバ:『PCからの社外へのWebアクセスを中継する。』”)。したがって a に入るのは「プロキシサーバ」です。
  2. 同じ行のサービス b には、プロキシ用ポート番号である「8080」を指定します。【問題文】の説明では “プロキシサーバへのアクセスは8080” とあります。
  3. 行番号「6」は送信元が「Webサーバ」です。【表1】では“Webサーバ”は“DBサーバにアクセス”して商品情報を取得すると明示されています。よって c は「DBサーバ」となります。
  4. d はDBサーバ用のポート番号です。【問題文】のポート対応表に “DBサーバへのアクセスは1521” とあるので「1521」を設定します。
  5. 行番号「10」は送信元「インターネット」からDMZ内のサーバへ届く通信を許可するルールです。インターネットから直接受信するサーバは【表1】の“メールサーバ1”で、役割に “自社あてのメールをインターネットから受け取り” と記述されています。したがって e は「メールサーバ1」です。
  6. SMTPの標準ポートは “25” であり、【問題文】のポート一覧にも “SMTPは25” とあります。従って f は「25」となります。

誤りやすいポイント

  • 内部LAN2のPCが直接インターネットへ出ると考え、a に「インターネット」を入れてしまう。PCは必ずプロキシサーバを経由します。
  • DMZ内のメールサーバが二つあるため、インターネット側と内部側のどちらが「メールサーバ1」か取り違える。インターネットと直接やり取りするのは「メールサーバ1」です。
  • DBサーバのポート番号を一般的な3306(MySQL)や5432(PostgreSQL)と誤記。問題文で “1521” と明示されています。

FAQ

Q: プロキシサーバ経由のHTTP通信がポート8080で固定されている理由は何ですか?
A: 問題設定上、プロキシサーバが “8080” で待ち受けるよう運用されていると示されています。よってファイアウォールも同じポートを許可します。
Q: インターネットから直接DNS問合せが来るのは「DNSサーバ1」だけなのでしょうか?
A: はい。【表1】に “DNSサーバ1:『自社ドメインを管理し、インターネットからの問合せに応答する。』” と明記されており、内部用の「DNSサーバ2」は社内向けです。
Q: WebサーバとDBサーバ間の通信を1521だけに制限することで何が得られますか?
A: 不要なポートを閉じることで、攻撃者がDBサーバに到達する経路を最小化し、侵入や情報漏えいのリスクを減らせます。

関連キーワード: ファイアウォール, ポート番号, プロキシ, SMTP, IDS

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設問3:IDSから管理者あてに送られる警告メールの大量発生後に、D社が実施した対策について、(1)、(2)に答えよ。

問題文を見る
(1)本文中の下線①の対策について、警告メールが減少する理由を35字以内で述べよ。

模範解答

監視対象がファイアウォールを通過したパケットに限定されるから

解説

解答の論理構成

  1. 初期配置の確認
    • IDSは「“ネットワーク型IDSを図1のαの位置に設置した”」とあるように、ファイアウォールの外側(インターネット側)で全トラフィックを監視していました。
  2. アラートが増えた原因
    • 外側には「サイバー攻撃4」で示されたような“使用可能なサービスを探した”スキャンなど、多量の攻撃パケットが存在します。
    • IDSはシグネチャ検知で「優先度1、2のものを管理者に警告メールで通知」する設定なので、ブロックされる前のパケットまで検知し、大量の警告メールが発生しました。
  3. 改善策の実施
    • D社は「① IDSの設置位置を図1のβの位置に変更した」と記載しています。
    • β はファイアウォールのDMZ側インタフェースであり、ここを通るのは「表2 ファイアウォールの新しいフィルタリングルール」で許可されたパケットだけです。
  4. アラート減少の理由
    • ファイアウォールが「“項番12すべて すべて すべて 拒否”」で不要な通信を遮断した後の通過パケットだけがIDSの監視対象になります。
    • したがってIDSが見るパケット総数、特に攻撃パケットが大きく減り、結果として「監視対象がファイアウォールを通過したパケットに限定されるから」警告メールも減少します。

誤りやすいポイント

  • IDSを内側に置くと攻撃検知能力が下がると早合点し、βへの移動を否定的に捉えてしまう。実際にはファイアウォールで一次選別した後の重要イベントを集中して検知できる。
  • 表2の許可ルールを読み飛ばし、β側にも大量の不要トラフィックが流れると誤解する。項番12のデフォルト拒否を見落とさないこと。
  • 「a」と「α」を混同し、設置位置の物理的な違いを正確にイメージできないまま理由を答えてしまう。

FAQ

Q: IDSをファイアウォールの外側と内側どちらに置くのが正しいのですか?
A: 目的次第です。外側なら攻撃全体の把握、内側ならファイアウォールを通過した重要パケットの監視に適します。本問は後者を選択しています。
Q: IDSを内側に移すとファイアウォールが誤設定だった場合に検知できなくなりませんか?
A: そのリスクを考慮し、ファイアウォールのログ監視や定期的なルールレビューを併用するのが一般的です。
Q: β 配置でアラートが減ったのに、本当に攻撃は減っているのですか?
A: いいえ。攻撃自体は外側で依然発生していますが、ファイアウォールで遮断されたため内側のIDSでは検知対象外になったというだけです。

関連キーワード: ファイアウォール, IDS, DMZ, シグネチャ, フィルタリング

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設問3:IDSから管理者あてに送られる警告メールの大量発生後に、D社が実施した対策について、(1)、(2)に答えよ。

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(2)本文中の下線①の対策の結果、警告メールが最も効果的に減少すると考えられるサイバー攻撃の種類をサイバー攻撃1〜4から選び、番号で答えよ。

模範解答

サイバー攻撃4

解説

解答の導き方

  1. 下線②の対策の確認
    問題文では試験運用の初期設定として「優先度が1、2のものを管理者に警告メールで通知する設定」であると述べられています。下線②はこの通知対象を絞る対策であり、問題意図上は「管理者に警告メールで通知する優先度を1のみに変更する」措置と読みます。つまり、通知されるのは優先度1の検知だけになり、優先度2の検知については管理者宛の警告メール送信が行われなくなると解釈します。
  2. 各攻撃の優先度を確認する
    表3の記載に従うと、各攻撃の優先度の初期値は次のとおりです。
    サイバー攻撃1は 優先度2、サイバー攻撃2は 優先度1、サイバー攻撃3は 優先度1、サイバー攻撃4は 優先度2。
    したがって、通知対象を「優先度1のものだけ」にする下線②の結果、警告メールの送信が停止されるのは優先度2のサイバー攻撃、すなわちサイバー攻撃1とサイバー攻撃4です。
  3. どちらが警告メールの件数をより大きく減らすか判断する
    サイバー攻撃1の説明は「Webサーバに対して、Webページを表示するためのリクエストが大量に送られ、CPUとメモリの使用率が許容範囲を超えてしまっていた。」であり、これは大量のHTTPリクエスト(DoS/負荷攻撃)です。サイバー攻撃4の説明は「使用可能なサービスを探した形跡が、DMZ内の各サーバにあった。」であり、これはポートやサービス探索(ポートスキャンやサービススキャン)を意味します。
    ポートスキャン/サービス探索では、攻撃者が複数のホストや多数のポートに対して連続してアクセスを試みるため、IDSはスキャン対象ごとに多数のシグネチャ適合やイベントを検出し、結果として大量の警告メール(1回のスキャンで多件のアラート)が発生しやすい傾向があります。一方で、DoS型の大量HTTPリクエストはトラフィック量は多くても、IDS側のシグネチャや検出ルールの設計によっては単一の検知イベントや集約された検知で済むことがあり、必ずしも個別メール件数がスキャンほど多くならない場合があります。
    以上より、通知対象から優先度2を外す(下線②)と、特にサイバー攻撃4(サービス探索/スキャン)による警告メールが最も効果的に減少すると判断できます。
結論:サイバー攻撃4

誤りやすいポイント

  • IDSの「検知できるか」と「管理者へメールが送られるか」を混同する。優先度設定は通知の有無に関する設定であり、検知そのもの(ログ記録)を止めるわけではない点に注意する。
  • IDSの設置位置(図1のaとβ)と検知対象を混同しない。外部からWebサーバ宛のHTTPリクエスト(例:SQLインジェクション)は、該当パケットがセンサーを通る限りaでもβでも観測可能である。
  • 「優先度が高い=メールが多い」と単純に考えないこと。優先度は重要度であり、実際のメール件数は攻撃の性質(単発か多数発生か、スキャンか単一シグネチャか)に依存する。ポートスキャンは件数が多くなりやすい。

FAQ

Q: 優先度2の通知を止めると攻撃そのものの検知が行われなくなるのですか?
A: いいえ。多くのIDSは検知したイベントをログに記録する機能と、管理者への通知(メール等)を別に管理します。通知設定を変えることでメールの送信が減るが、検知とログ記録自体は残る場合が一般的です(ただしシステム設定によるので運用では確認が必要です)。
Q: なぜサイバー攻撃4(サービス探索)が最も減るのですか?
A: 「使用可能なサービスを探した形跡が、DMZ内の各サーバにあった」という記述は、複数ホスト・複数ポートに対する探索を示します。スキャン動作は多数の個別アクセスを伴い、IDSはそれぞれでシグネチャに合致して多数の警告を生成するため、優先度2の通知を止めると削減効果が大きくなります。
Q: SQLインジェクション(サイバー攻撃2)はIDSで確実に検知できますか?
A: SQLインジェクションはHTTPリクエストのペイロードを解析することで検知できることが多いですが、検知はシグネチャの有無やIDSの解析深度、暗号化(HTTPS)またはプロキシ経由などの通信経路によって左右されます。したがって「必ず検知できる」とは限りません。

関連キーワード: 侵入検知システム(IDS)、ファイアウォール、ポートスキャン、DoS攻撃、シグネチャ検知

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