Перспективные темы безопасности

Введение в перспективные темы

Перспективные темы безопасности — это области кибербезопасности, которые становятся критически важными в современном мире технологий.

Основные направления

• IoT Security — безопасность Интернета Вещей
• ICS/SCADA Security — безопасность промышленных систем
• Quantum Security — безопасность в эпоху квантовых вычислений
• Malware Analysis — анализ вредоносного ПО
• DFIR — расследование киберинцидентов

Тренды развития

• Edge Computing — вычисления на границе сети
• 5G Networks — сети пятого поколения
• AI/ML Security — безопасность искусственного интеллекта
• Blockchain Security — безопасность блокчейна
• Zero Trust Architecture — архитектура нулевого доверия

IoT Security

Что такое IoT Security?

IoT Security — это комплекс мер по защите устройств Интернета Вещей от киберугроз.

Угрозы для IoT

1. Уязвимости устройств

• Слабые пароли — использование паролей по умолчанию
• Отсутствие обновлений — устаревшее ПО
• Небезопасные протоколы — использование небезопасных протоколов
• Отсутствие шифрования — передача данных в открытом виде

2. Сетевые угрозы

• Man-in-the-Middle — атаки посредника
• DDoS атаки — атаки на отказ в обслуживании
• Botnet — создание ботнетов
• Eavesdropping — прослушивание трафика

3. Физические угрозы

• Tampering — физическое вмешательство
• Theft — кража устройств
• Side-channel attacks — атаки по побочным каналам
• Supply chain attacks — атаки через цепочку поставок

Защита IoT устройств

1. Аутентификация и авторизация

// IoT Device Authentication
const crypto = require("crypto");

class IoTDeviceAuth {
  constructor(deviceId, secretKey) {
    this.deviceId = deviceId;
    this.secretKey = secretKey;
    this.certificate = null;
    this.privateKey = null;
  }

  generateCertificate() {
    // Генерация сертификата устройства
    // Генерация ключевой пары
    const { publicKey, privateKey } = crypto.generateKeyPairSync("rsa", {
      modulusLength: 2048,
      publicKeyEncoding: {
        type: "spki",
        format: "pem",
      },
      privateKeyEncoding: {
        type: "pkcs8",
        format: "pem",
      },
    });

    this.privateKey = privateKey;

    // Упрощенное создание сертификата
    // В реальной реализации здесь была бы полная генерация X.509 сертификата
    const certData = {
      subject: this.deviceId,
      issuer: "IoT CA",
      publicKey: publicKey,
      serialNumber: crypto.randomBytes(16).toString("hex"),
      notBefore: new Date(),
      notAfter: new Date(Date.now() + 365 * 24 * 60 * 60 * 1000), // 1 год
      extensions: {
        subjectAlternativeName: [this.deviceId],
      },
    };

    this.certificate = certData;
    return certData;
  }

  authenticateDevice(challenge) {
    // Аутентификация устройства
    // Подписание challenge
    const signature = crypto.sign("sha256", Buffer.from(challenge), {
      key: this.privateKey,
      padding: crypto.constants.RSA_PKCS1_PSS_PADDING,
    });
    return signature;
  }
}

2. Шифрование данных

// IoT Data Encryption
const crypto = require("crypto");

class IoTDataEncryption {
  constructor(key) {
    this.key = key;
    this.algorithm = "aes-256-gcm";
  }

  encryptData(data) {
    // Шифрование данных
    const dataString = typeof data === "string" ? data : JSON.stringify(data);
    const iv = crypto.randomBytes(16);
    const cipher = crypto.createCipher(this.algorithm, this.key);
    cipher.setAAD(Buffer.from("iot-data"));

    let encrypted = cipher.update(dataString, "utf8", "hex");
    encrypted += cipher.final("hex");
    const authTag = cipher.getAuthTag();

    return {
      encrypted,
      iv: iv.toString("hex"),
      authTag: authTag.toString("hex"),
    };
  }

  decryptData(encryptedData) {
    // Расшифровка данных
    const decipher = crypto.createDecipher(this.algorithm, this.key);
    decipher.setAAD(Buffer.from("iot-data"));
    decipher.setAuthTag(Buffer.from(encryptedData.authTag, "hex"));

    let decrypted = decipher.update(encryptedData.encrypted, "hex", "utf8");
    decrypted += decipher.final("utf8");

    return decrypted;
  }

  encryptSensorData(sensorData) {
    // Шифрование данных сенсоров
    // Структурирование данных
    const structuredData = {
      deviceId: sensorData.deviceId,
      timestamp: sensorData.timestamp,
      sensorType: sensorData.sensorType,
      value: sensorData.value,
      location: sensorData.location,
      batteryLevel: sensorData.batteryLevel,
    };

    // Сериализация и шифрование
    const jsonData = JSON.stringify(structuredData);
    const encryptedData = this.encryptData(jsonData);

    return encryptedData;
  }
}

3. Мониторинг и обнаружение угроз

// IoT Threat Detection
class IoTThreatDetector {
  constructor() {
    this.normalPatterns = new Map();
    this.anomalyThreshold = 0.8;
  }

  learnNormalBehavior(deviceId, dataPoints) {
    // Обучение нормальному поведению
    if (!this.normalPatterns.has(deviceId)) {
      this.normalPatterns.set(deviceId, {
        dataVolume: [],
        communicationFrequency: [],
        dataTypes: new Set(),
        timePatterns: [],
      });
    }

    const patterns = this.normalPatterns.get(deviceId);

    // Анализ объема данных
    const dataVolume = JSON.stringify(dataPoints).length;
    patterns.dataVolume.push(dataVolume);

    // Анализ типов данных
    for (const dataPoint of dataPoints) {
      if (dataPoint.sensorType) {
        patterns.dataTypes.add(dataPoint.sensorType);
      }
    }
  }

  detectAnomalies(deviceId, currentData) {
    // Обнаружение аномалий
    if (!this.normalPatterns.has(deviceId)) {
      return false;
    }

    const patterns = this.normalPatterns.get(deviceId);
    const anomalies = [];

    // Проверка объема данных
    const currentVolume = JSON.stringify(currentData).length;
    if (patterns.dataVolume.length > 0) {
      const avgVolume =
        patterns.dataVolume.reduce((sum, vol) => sum + vol, 0) /
        patterns.dataVolume.length;
      if (currentVolume > avgVolume * 2) {
        anomalies.push("unusual_data_volume");
      }
    }

    // Проверка типов данных
    for (const dataPoint of currentData) {
      if (dataPoint.sensorType) {
        if (!patterns.dataTypes.has(dataPoint.sensorType)) {
          anomalies.push("unknown_sensor_type");
        }
      }
    }

    return anomalies.length > 0;
  }
}

Лучшие практики IoT Security

Рекомендации

• Используйте сильную аутентификацию — сертификаты, ключи
• Шифруйте все данные — в покое и в передаче
• Регулярно обновляйте ПО — патчи безопасности
• Мониторьте устройства — отслеживайте аномалии
• Используйте сегментацию сети — изолируйте IoT устройства
• Ведите логи — записывайте все события

Чего избегать

• Паролей по умолчанию — всегда меняйте пароли
• Незащищенных протоколов — используйте TLS/SSL
• Отсутствия обновлений — регулярно обновляйте ПО
• Игнорирования мониторинга — отслеживайте устройства
• Слабой сегментации — изолируйте IoT сеть

ICS/SCADA Security

Что такое ICS/SCADA Security?

ICS/SCADA Security — это защита промышленных систем управления и систем диспетчерского управления и сбора данных.

Особенности ICS/SCADA систем

1. Критичность

• Высокая доступность — системы должны работать 24/7
• Безопасность персонала — отказ может угрожать жизни
• Экономические потери — простои стоят дорого
• Репутационные риски — аварии наносят ущерб репутации

2. Технические особенности

• Legacy системы — устаревшее оборудование
• Долгий жизненный цикл — оборудование служит десятилетиями
• Специализированные протоколы — Modbus, DNP3, IEC 61850
• Ограниченные ресурсы — слабые вычислительные мощности

3. Угрозы

• Stuxnet — атака на иранские центрифуги
• Triton — атака на промышленные системы
• Havex — атака на SCADA системы
• Industroyer — атака на энергосистемы

Защита ICS/SCADA систем

1. Сетевая сегментация

// ICS Network Segmentation
class ICSSegmentation {
  constructor() {
    this.zones = new Map();
    this.conduits = new Map();
    this.securityLevels = {
      level_0: "process_control",
      level_1: "supervisory_control",
      level_2: "manufacturing_operations",
      level_3: "site_operations",
      level_4: "site_business",
      level_5: "enterprise",
    };
  }

  createSecurityZone(zoneId, level, devices) {
    // Создание зоны безопасности
    this.zones.set(zoneId, {
      level: level,
      devices: devices,
      securityPolicies: [],
      monitoring: true,
    });
  }

  createConduit(conduitId, sourceZone, targetZone, allowedProtocols) {
    // Создание канала связи между зонами
    this.conduits.set(conduitId, {
      source: sourceZone,
      target: targetZone,
      allowedProtocols: allowedProtocols,
      monitoring: true,
      encryption: true,
    });
  }

  validateCommunication(sourceDevice, targetDevice, protocol) {
    // Проверка разрешенности связи
    const sourceZone = this.getDeviceZone(sourceDevice);
    const targetZone = this.getDeviceZone(targetDevice);

    // Проверка уровня безопасности
    if (!this.isCommunicationAllowed(sourceZone, targetZone)) {
      return false;
    }

    // Проверка протокола
    const conduit = this.getConduit(sourceZone, targetZone);
    if (conduit && !conduit.allowedProtocols.includes(protocol)) {
      return false;
    }

    return true;
  }
}

2. Мониторинг промышленных протоколов

// ICS Protocol Monitoring
class ICSProtocolMonitor {
  constructor() {
    this.protocols = {
      modbus: new ModbusMonitor(),
      dnp3: new DNP3Monitor(),
      iec61850: new IEC61850Monitor(),
      opc_ua: new OPCUAMonitor(),
    };
    this.anomalyDetector = new ICSAnomalyDetector();
  }

  monitorProtocol(protocolName, traffic) {
    // Мониторинг протокола
    if (this.protocols[protocolName]) {
      const monitor = this.protocols[protocolName];
      const parsedTraffic = monitor.parseTraffic(traffic);

      // Проверка на аномалии
      const anomalies = this.anomalyDetector.detect(
        protocolName,
        parsedTraffic
      );

      if (anomalies.length > 0) {
        this.handleAnomalies(protocolName, anomalies);
      }

      return parsedTraffic;
    }
  }

  handleAnomalies(protocolName, anomalies) {
    // Обработка аномалий
    for (const anomaly of anomalies) {
      if (anomaly.severity === "critical") {
        this.triggerIncidentResponse(anomaly);
      } else if (anomaly.severity === "high") {
        this.sendAlert(anomaly);
      } else {
        this.logAnomaly(anomaly);
      }
    }
  }
}

class ModbusMonitor {
  constructor() {
    this.normalOperations = new Map();
    this.suspiciousFunctions = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 15, 16]; // Чтение/запись функций
  }

  parseTraffic(traffic) {
    // Парсинг Modbus трафика
    const parsed = {
      functionCode: traffic.functionCode,
      slaveId: traffic.slaveId,
      address: traffic.address,
      value: traffic.value,
      timestamp: traffic.timestamp,
    };

    // Проверка на подозрительные операции
    if (this.suspiciousFunctions.includes(parsed.functionCode)) {
      parsed.suspicious = true;
    }

    return parsed;
  }
}

3. Управление уязвимостями

// ICS Vulnerability Management
class ICSVulnerabilityManager {
  constructor() {
    this.vulnerabilities = new Map();
    this.assetInventory = new Map();
    this.riskAssessment = new Map();
  }

  scanICSAssets(networkRange) {
    // Сканирование ICS активов
    const assets = [];

    for (const ip of networkRange) {
      const assetInfo = this.identifyICSDevice(ip);
      if (assetInfo) {
        assets.push(assetInfo);
        this.assetInventory.set(ip, assetInfo);
      }
    }

    return assets;
  }

  identifyICSDevice(ip) {
    // Идентификация ICS устройства
    // Проверка открытых портов
    const openPorts = this.scanPorts(ip);

    // Проверка промышленных протоколов
    const protocols = this.detectICSProtocols(ip, openPorts);

    if (protocols.length > 0) {
      return {
        ip: ip,
        protocols: protocols,
        deviceType: this.identifyDeviceType(protocols),
        vendor: this.identifyVendor(protocols),
        model: this.identifyModel(protocols),
        firmwareVersion: this.getFirmwareVersion(ip, protocols),
      };
    }

    return null;
  }

  assessVulnerabilities(asset) {
    // Оценка уязвимостей актива
    const vulnerabilities = [];

    // Проверка известных уязвимостей
    const cveList = this.getCVEForDevice(asset);

    for (const cve of cveList) {
      const vulnerability = {
        cveId: cve.id,
        severity: cve.severity,
        description: cve.description,
        cvssScore: cve.cvssScore,
        exploitAvailable: cve.exploitAvailable,
        patchAvailable: cve.patchAvailable,
        riskLevel: this.calculateRiskLevel(cve, asset),
      };
      vulnerabilities.push(vulnerability);
    }

    return vulnerabilities;
  }
}

Стандарты и фреймворки

1. IEC 62443

Стандарт безопасности промышленных систем

# IEC 62443 Implementation
iec_62443:
  part_1:
    name: "Terminology, concepts and models"
    description: "Basic concepts and terminology"

  part_2:
    name: "Policies and procedures"
    description: "Security policies and procedures"

  part_3:
    name: "System security requirements"
    description: "Security requirements for systems"

  part_4:
    name: "Product security requirements"
    description: "Security requirements for products"

  security_levels:
    - level: 1
      name: "Basic"
      description: "Basic security requirements"

    - level: 2
      name: "Enhanced"
      description: "Enhanced security requirements"

    - level: 3
      name: "High"
      description: "High security requirements"

    - level: 4
      name: "Very High"
      description: "Very high security requirements"

2. NIST Cybersecurity Framework

Фреймворк кибербезопасности для ICS

# NIST Framework for ICS
nist_framework:
  identify:
    - "Asset Management"
    - "Business Environment"
    - "Governance"
    - "Risk Assessment"
    - "Risk Management Strategy"

  protect:
    - "Identity Management"
    - "Protective Technology"
    - "Awareness and Training"
    - "Data Security"
    - "Information Protection"
    - "Maintenance"

  detect:
    - "Anomalies and Events"
    - "Security Continuous Monitoring"
    - "Detection Processes"

  respond:
    - "Response Planning"
    - "Communications"
    - "Analysis"
    - "Mitigation"
    - "Improvements"

  recover:
    - "Recovery Planning"
    - "Improvements"
    - "Communications"

Quantum Security

Что такое Quantum Security?

Quantum Security — это защита от угроз, связанных с квантовыми вычислениями.

Угрозы квантовых вычислений

1. Криптографические угрозы

• RSA — может быть взломан алгоритмом Шора
• ECC — эллиптические кривые уязвимы
• AES-128 — может быть ослаблен
• SHA-256 — может быть ослаблен

2. Временные рамки

• 2025-2030 — появление квантовых компьютеров
• 2030-2035 — массовое внедрение
• 2035+ — полная замена криптографии

Постквантовая криптография

1. Lattice-based Cryptography

Криптография на основе решеток

// Lattice-based Encryption
class LatticeEncryption {
  constructor(dimension, modulus) {
    this.dimension = dimension;
    this.modulus = modulus;
    this.secretKey = this.generateSecretKey();
    this.publicKey = this.generatePublicKey();
  }

  generateSecretKey() {
    // Генерация секретного ключа
    // Генерация случайного вектора
    const secret = Array.from({ length: this.dimension }, () =>
      Math.floor(Math.random() * this.modulus)
    );
    return secret;
  }

  generatePublicKey() {
    // Генерация публичного ключа
    // Генерация случайной матрицы
    const A = Array.from({ length: this.dimension }, () =>
      Array.from({ length: this.dimension }, () =>
        Math.floor(Math.random() * this.modulus)
      )
    );

    // Генерация ошибки
    const error = Array.from(
      { length: this.dimension },
      () => Math.floor(Math.random() * 2) - 1
    );

    // Публичный ключ
    const publicKey = A.map(
      (row, i) =>
        (row.reduce((sum, val, j) => sum + val * this.secretKey[j], 0) +
          error[i]) %
        this.modulus
    );

    return { A, publicKey };
  }

  encrypt(message, publicKey) {
    // Шифрование сообщения
    const { A, publicKey: b } = publicKey;

    // Генерация случайного вектора
    const r = Array.from({ length: this.dimension }, () =>
      Math.floor(Math.random() * 2)
    );

    // Шифрование
    const u = A[0].map((_, j) =>
      A.reduce((sum, row, i) => (sum + row[j] * r[i]) % this.modulus, 0)
    );
    const v =
      (b.reduce((sum, val, i) => (sum + val * r[i]) % this.modulus, 0) +
        message) %
      this.modulus;

    return { u, v };
  }

  decrypt(ciphertext, secretKey) {
    // Расшифровка сообщения
    const { u, v } = ciphertext;

    // Расшифровка
    const message =
      (v -
        secretKey.reduce(
          (sum, val, i) => (sum + val * u[i]) % this.modulus,
          0
        )) %
      this.modulus;

    return message;
  }
}

2. Hash-based Signatures

Подписи на основе хеш-функций

// Hash-based Signatures
const crypto = require("crypto");

class HashBasedSignature {
  constructor(hashFunction) {
    this.hashFunction = hashFunction;
    this.privateKey = this.generatePrivateKey();
    this.publicKey = this.generatePublicKey();
  }

  generatePrivateKey() {
    // Генерация приватного ключа
    // Генерация случайных значений
    const privateKey = [];
    for (let i = 0; i < 256; i++) {
      // 256 бит
      privateKey.push(crypto.randomBytes(32));
    }
    return privateKey;
  }

  generatePublicKey() {
    // Генерация публичного ключа
    const publicKey = [];
    for (const privateValue of this.privateKey) {
      // Двойное хеширование
      const hash1 = this.hashFunction(privateValue);
      const hash2 = this.hashFunction(hash1);
      publicKey.push(hash2);
    }
    return publicKey;
  }

  sign(message) {
    // Подписание сообщения
    // Хеширование сообщения
    const messageHash = this.hashFunction(Buffer.from(message));

    // Выбор значений для подписи
    const signature = [];
    for (let i = 0; i < messageHash.length; i++) {
      const bit = messageHash[i];
      if (bit === 0) {
        signature.push(this.privateKey[i]);
      } else {
        // Первое хеширование приватного значения
        signature.push(this.hashFunction(this.privateKey[i]));
      }
    }

    return signature;
  }

  verify(message, signature, publicKey) {
    // Проверка подписи
    // Хеширование сообщения
    const messageHash = this.hashFunction(Buffer.from(message));

    // Проверка подписи
    for (let i = 0; i < messageHash.length; i++) {
      const bit = messageHash[i];
      if (bit === 0) {
        // Проверка первого хеширования
        const hash1 = this.hashFunction(signature[i]);
        const hash2 = this.hashFunction(hash1);
        if (!hash2.equals(publicKey[i])) {
          return false;
        }
      } else {
        // Проверка второго хеширования
        const hash1 = this.hashFunction(signature[i]);
        if (!hash1.equals(publicKey[i])) {
          return false;
        }
      }
    }

    return true;
  }
}

Миграция на постквантовую криптографию

1. План миграции

# Quantum Migration Plan
migration_plan:
  phase_1:
    name: "Assessment and Planning"
    duration: "6-12 months"
    activities:
      - "Inventory current cryptography"
      - "Assess quantum risk"
      - "Develop migration strategy"
      - "Select post-quantum algorithms"

  phase_2:
    name: "Pilot Implementation"
    duration: "12-18 months"
    activities:
      - "Implement hybrid solutions"
      - "Test post-quantum algorithms"
      - "Develop migration tools"
      - "Train staff"

  phase_3:
    name: "Full Migration"
    duration: "24-36 months"
    activities:
      - "Deploy post-quantum cryptography"
      - "Update all systems"
      - "Monitor performance"
      - "Optimize implementation"

  phase_4:
    name: "Maintenance and Updates"
    duration: "Ongoing"
    activities:
      - "Monitor quantum developments"
      - "Update algorithms as needed"
      - "Maintain security posture"
      - "Continuous improvement"

2. Гибридные решения

// Hybrid Quantum-Safe Cryptography
class HybridCryptography {
  constructor() {
    this.classicalCrypto = new RSACrypto();
    this.postQuantumCrypto = new LatticeEncryption(256, 2 ** 32);
  }

  encryptHybrid(message) {
    // Гибридное шифрование
    // Классическое шифрование
    const classicalCiphertext = this.classicalCrypto.encrypt(message);

    // Постквантовое шифрование
    const postQuantumCiphertext = this.postQuantumCrypto.encrypt(message);

    // Объединение результатов
    const hybridCiphertext = {
      classical: classicalCiphertext,
      postQuantum: postQuantumCiphertext,
      timestamp: new Date().toISOString(),
    };

    return hybridCiphertext;
  }

  decryptHybrid(hybridCiphertext) {
    // Гибридная расшифровка
    try {
      // Попытка классической расшифровки
      const message = this.classicalCrypto.decrypt(hybridCiphertext.classical);
      return message;
    } catch (error) {
      // Fallback на постквантовую расшифровку
      const message = this.postQuantumCrypto.decrypt(
        hybridCiphertext.postQuantum
      );
      return message;
    }
  }
}

Malware Analysis

Что такое Malware Analysis?

Malware Analysis — это процесс изучения вредоносного ПО для понимания его функциональности и разработки защитных мер.

Типы анализа

1. Static Analysis

Статический анализ без выполнения кода

// Static Malware Analysis
const fs = require("fs");

class StaticMalwareAnalyzer {
  constructor() {
    this.imports = [];
    this.strings = [];
    this.sections = [];
    this.entropy = 0;
  }

  analyzePEFile(filePath) {
    // Анализ PE файла
    const buffer = fs.readFileSync(filePath);
    const pe = this.parsePE(buffer);

    // Анализ импортов
    this.analyzeImports(pe);

    // Анализ строк
    this.analyzeStrings(pe);

    // Анализ секций
    this.analyzeSections(pe);

    // Анализ энтропии
    this.analyzeEntropy(pe);

    return this.generateReport();
  }

  parsePE(buffer) {
    // Упрощенный парсер PE файла
    // В реальной реализации здесь была бы полная обработка PE структуры
    return {
      imports: [], // Заглушка
      sections: [], // Заглушка
      data: buffer,
    };
  }

  analyzeImports(pe) {
    // Анализ импортов
    for (const entry of pe.imports) {
      const dllName = entry.dll;
      for (const imp of entry.imports) {
        if (imp.name) {
          this.imports.push({
            dll: dllName,
            function: imp.name,
            address: `0x${imp.address.toString(16)}`,
          });
        }
      }
    }
  }

  analyzeStrings(pe) {
    // Анализ строк
    for (const section of pe.sections) {
      if (section.name === ".text") {
        const data = section.data;
        const strings = this.extractStrings(data);
        this.strings.push(...strings);
      }
    }
  }

  extractStrings(data, minLength = 4) {
    // Извлечение строк
    const strings = [];
    let currentString = ";

    for (const byte of data) {
      if (byte >= 32 && byte <= 126) {
        // Печатные символы
        currentString += String.fromCharCode(byte);
      } else {
        if (currentString.length >= minLength) {
          strings.push(currentString);
        }
        currentString = ";
      }
    }

    return strings;
  }

  analyzeSections(pe) {
    // Анализ секций
    for (const section of pe.sections) {
      const sectionInfo = {
        name: section.name,
        virtualAddress: `0x${section.virtualAddress.toString(16)}`,
        virtualSize: `0x${section.virtualSize.toString(16)}`,
        rawSize: `0x${section.rawSize.toString(16)}`,
        characteristics: `0x${section.characteristics.toString(16)}`,
      };
      this.sections.push(sectionInfo);
    }
  }

  analyzeEntropy(pe) {
    // Анализ энтропии
    let totalEntropy = 0;
    let sectionCount = 0;

    for (const section of pe.sections) {
      const data = section.data;
      if (data.length > 0) {
        const entropy = this.calculateEntropy(data);
        totalEntropy += entropy;
        sectionCount++;
      }
    }

    this.entropy = sectionCount > 0 ? totalEntropy / sectionCount : 0;
  }

  calculateEntropy(data) {
    // Расчет энтропии
    if (!data || data.length === 0) {
      return 0;
    }

    // Подсчет частоты байтов
    const byteCounts = new Array(256).fill(0);
    for (const byte of data) {
      byteCounts[byte]++;
    }

    // Расчет энтропии
    let entropy = 0;
    const dataLen = data.length;

    for (const count of byteCounts) {
      if (count > 0) {
        const probability = count / dataLen;
        entropy -= probability * Math.log2(probability);
      }
    }

    return entropy;
  }
}

2. Dynamic Analysis

Динамический анализ с выполнением кода

// Dynamic Malware Analysis
class DynamicMalwareAnalyzer {
  constructor() {
    this.apiCalls = [];
    this.networkActivity = [];
    this.fileOperations = [];
    this.registryOperations = [];
    this.processOperations = [];
  }

  analyzeInSandbox(filePath) {
    // Анализ в песочнице
    // Запуск в изолированной среде
    const sandbox = new SandboxEnvironment();

    // Мониторинг API вызовов
    sandbox.setApiMonitor(this.monitorApiCalls.bind(this));

    // Мониторинг сетевой активности
    sandbox.setNetworkMonitor(this.monitorNetwork.bind(this));

    // Мониторинг файловых операций
    sandbox.setFileMonitor(this.monitorFileOperations.bind(this));

    // Мониторинг реестра
    sandbox.setRegistryMonitor(this.monitorRegistry.bind(this));

    // Запуск анализа
    const result = sandbox.runFile(filePath);

    return this.generateDynamicReport();
  }

  monitorApiCalls(apiCall) {
    // Мониторинг API вызовов
    this.apiCalls.push({
      timestamp: new Date(),
      processId: apiCall.pid,
      threadId: apiCall.tid,
      apiName: apiCall.apiName,
      parameters: apiCall.parameters,
      returnValue: apiCall.returnValue,
    });
  }

  monitorNetwork(networkEvent) {
    // Мониторинг сетевой активности
    this.networkActivity.push({
      timestamp: new Date(),
      processId: networkEvent.pid,
      protocol: networkEvent.protocol,
      localAddress: networkEvent.localAddr,
      remoteAddress: networkEvent.remoteAddr,
      port: networkEvent.port,
      dataSize: networkEvent.dataSize,
    });
  }

  monitorFileOperations(fileEvent) {
    // Мониторинг файловых операций
    this.fileOperations.push({
      timestamp: new Date(),
      processId: fileEvent.pid,
      operation: fileEvent.operation,
      filePath: fileEvent.filePath,
      accessMode: fileEvent.accessMode,
      result: fileEvent.result,
    });
  }

  monitorRegistry(registryEvent) {
    // Мониторинг операций с реестром
    this.registryOperations.push({
      timestamp: new Date(),
      processId: registryEvent.pid,
      operation: registryEvent.operation,
      keyPath: registryEvent.keyPath,
      valueName: registryEvent.valueName,
      valueData: registryEvent.valueData,
    });
  }
}

Инструменты анализа

1. Статический анализ

• PEiD — идентификация упаковщиков
• IDA Pro — дизассемблер и отладчик
• Ghidra — бесплатный дизассемблер
• Radare2 — фреймворк для анализа
• YARA — правила для обнаружения

2. Динамический анализ

• Cuckoo Sandbox — автоматический анализ
• CAPE — расширенная песочница
• Joe Sandbox — коммерческая песочница
• Any.run — облачная песочница
• Hybrid Analysis — гибридный анализ

DFIR (Digital Forensics and Incident Response)

Что такое DFIR?

DFIR — это процесс расследования киберинцидентов и сбора цифровых доказательств.

Этапы DFIR

1. Подготовка

Подготовка к расследованию

// DFIR Preparation
class DFIRPreparer {
  constructor() {
    this.tools = [];
    this.procedures = [];
    this.team = [];
  }

  prepareTools() {
    // Подготовка инструментов
    const tools = {
      imaging: ["dd", "FTK Imager", "EnCase"],
      analysis: ["Volatility", "Autopsy", "Sleuth Kit"],
      network: ["Wireshark", "tcpdump", "NetworkMiner"],
      memory: ["Volatility", "Rekall", "WinPmem"],
      mobile: ["Cellebrite", "Oxygen", "XRY"],
    };

    for (const [category, toolList] of Object.entries(tools)) {
      for (const tool of toolList) {
        this.tools.push({
          name: tool,
          category: category,
          status: "ready",
        });
      }
    }
  }

  prepareProcedures() {
    // Подготовка процедур
    const procedures = [
      "Incident Response Plan",
      "Evidence Collection Procedures",
      "Chain of Custody Documentation",
      "Legal Requirements",
      "Communication Protocols",
    ];

    for (const procedure of procedures) {
      this.procedures.push({
        name: procedure,
        status: "prepared",
        lastUpdated: new Date(),
      });
    }
  }

  prepareTeam() {
    // Подготовка команды
    const teamRoles = [
      "Incident Commander",
      "Lead Investigator",
      "Technical Analyst",
      "Legal Advisor",
      "Communications Lead",
    ];

    for (const role of teamRoles) {
      this.team.push({
        role: role,
        assigned: false,
        contact: null,
      });
    }
  }
}

2. Обнаружение и анализ

Обнаружение и анализ инцидента

// Incident Detection and Analysis
class IncidentDetector {
  constructor() {
    this.indicators = [];
    this.alerts = [];
    this.incidents = [];
  }

  detectIndicators(systemLogs) {
    // Обнаружение индикаторов компрометации
    const indicators = [
      "suspicious_network_connections",
      "unusual_file_activity",
      "privilege_escalation",
      "data_exfiltration",
      "malware_execution",
    ];

    for (const indicator of indicators) {
      if (this.checkIndicator(systemLogs, indicator)) {
        this.indicators.push({
          type: indicator,
          timestamp: new Date(),
          severity: this.getSeverity(indicator),
          description: this.getDescription(indicator),
        });
      }
    }
  }

  analyzeIncident(incidentId) {
    // Анализ инцидента
    const incident = this.incidents[incidentId];

    // Анализ временной шкалы
    const timeline = this.buildTimeline(incident);

    // Анализ тактик, техник и процедур (TTPs)
    const ttps = this.analyzeTTPs(incident);

    // Анализ ущерба
    const impact = this.assessImpact(incident);

    // Анализ вектора атаки
    const attackVector = this.identifyAttackVector(incident);

    return {
      incidentId: incidentId,
      timeline: timeline,
      ttps: ttps,
      impact: impact,
      attackVector: attackVector,
    };
  }

  buildTimeline(incident) {
    // Построение временной шкалы
    const timeline = [];

    // Сбор событий из различных источников
    const sources = [
      "system_logs",
      "network_logs",
      "security_logs",
      "application_logs",
    ];

    for (const source of sources) {
      const events = this.getEventsFromSource(incident, source);
      timeline.push(...events);
    }

    // Сортировка по времени
    timeline.sort((a, b) => new Date(a.timestamp) - new Date(b.timestamp));

    return timeline;
  }

  analyzeTTPs(incident) {
    // Анализ TTPs
    const ttps = [];

    // Анализ тактик MITRE ATT&CK
    const tactics = this.identifyTactics(incident);

    // Анализ техник
    const techniques = this.identifyTechniques(incident);

    // Анализ процедур
    const procedures = this.identifyProcedures(incident);

    return {
      tactics: tactics,
      techniques: techniques,
      procedures: procedures,
    };
  }
}

3. Сбор доказательств

Сбор и сохранение цифровых доказательств

// Evidence Collection
class EvidenceCollector {
  constructor() {
    this.evidence = [];
    this.chainOfCustody = [];
  }

  collectEvidence(incidentId, evidenceTypes) {
    // Сбор доказательств
    for (const evidenceType of evidenceTypes) {
      if (evidenceType === "memory") {
        this.collectMemoryEvidence(incidentId);
      } else if (evidenceType === "disk") {
        this.collectDiskEvidence(incidentId);
      } else if (evidenceType === "network") {
        this.collectNetworkEvidence(incidentId);
      } else if (evidenceType === "logs") {
        this.collectLogEvidence(incidentId);
      }
    }
  }

  collectMemoryEvidence(incidentId) {
    // Сбор доказательств из памяти
    // Создание дампа памяти
    const memoryDump = this.createMemoryDump();

    // Расчет хеша
    const memoryHash = this.calculateHash(memoryDump);

    // Сохранение доказательства
    const evidence = {
      incidentId: incidentId,
      type: "memory",
      filePath: memoryDump,
      hash: memoryHash,
      timestamp: new Date(),
      collector: "memory_collector",
    };

    this.evidence.push(evidence);
    this.updateChainOfCustody(evidence);
  }

  collectDiskEvidence(incidentId) {
    // Сбор доказательств с диска
    // Создание образа диска
    const diskImage = this.createDiskImage();

    // Расчет хеша
    const diskHash = this.calculateHash(diskImage);

    // Сохранение доказательства
    const evidence = {
      incidentId: incidentId,
      type: "disk",
      filePath: diskImage,
      hash: diskHash,
      timestamp: new Date(),
      collector: "disk_collector",
    };

    this.evidence.push(evidence);
    this.updateChainOfCustody(evidence);
  }

  updateChainOfCustody(evidence) {
    // Обновление цепочки хранения
    const custodyEntry = {
      evidenceId: evidence.hash,
      timestamp: evidence.timestamp,
      action: "collected",
      person: evidence.collector,
      location: evidence.filePath,
    };

    this.chainOfCustody.push(custodyEntry);
  }
}

Инструменты DFIR

1. Сбор доказательств

• FTK Imager — создание образов дисков
• dd — создание битовых копий
• EnCase — коммерческий инструмент
• WinPmem — дамп памяти Windows
• LiME — дамп памяти Linux

2. Анализ

• Volatility — анализ памяти
• Autopsy — анализ дисков
• Sleuth Kit — анализ файловых систем
• Wireshark — анализ сетевого трафика
• YARA — обнаружение вредоносного ПО

3. Документирование

• MAGNET AXIOM — комплексное решение
• X-Ways Forensics — анализ дисков
• Cellebrite — мобильная криминалистика
• Oxygen — мобильная криминалистика

Заключение

Перспективные темы безопасности — это области, которые будут определять будущее кибербезопасности. Успешная работа в этих областях требует:

• Понимания технологий — знания новых технологий и их угроз
• Адаптивности — способности быстро адаптироваться к изменениям
• Непрерывного обучения — постоянного изучения новых тем
• Практического опыта — работы с реальными системами и угрозами

Помните: безопасность — это не статичная область, а постоянно развивающаяся дисциплина. Успех зависит от способности предвидеть будущие угрозы и готовиться к ним заранее.