Detección de instrusiones multi-capa basada en anomalías en entornos MANET

Es innegable la importancia hoy en dia de las redes de comunicacion en multitud de las actividades diarias de la sociedad actual. Entre las distintas tecnologias existentes, las redes inalambricas han evolucionado considerablemente en los ultimos anos, hasta dar lugar a la aparicion de novedosos sistemas y servicios. En particular, es manifiesto el creciente interes de un nuevo paradigma de comunicacion denominado redes ad-hoc. Una red ad-hoc es un tipo de red inalambrica sin administracion centralizada compuesta por un conjunto de nodos, geograficamente distribuidos en un area dada, formando topologias dinamicas y comunicandose mediante una estrategia que permite la adopcion de rutas origen-destino multi-salto. Esta gran versatilidad, incrementada cuando los nodos que conforman la red tienen capacidad de movilidad, constituyendo las denominadas redes MANET (Mobile Ad-hoc NETworks), hace de este tipo de entornos un candidato optimo en multitud de areas tales como aplicaciones de caracter medioambiental o militar, gestion de situaciones de crisis, terremotos o atentados terroristas, etc. Sin embargo, este paradigma de comunicacion posee un claro inconveniente, y es la multitud de vulnerabilidades y amenazas a la seguridad a las que esta sujeto, inherentes a la propia filosofia MANET. En este contexto, el objetivo general del presente trabajo de tesis es mejorar la seguridad de las redes MANET. Este objetivo general se concreta en dos objetivos mas especificos: (i) estudio y deteccion de ataques a la seguridad en redes MANET y (ii) desarrollo de procedimientos que permitan la integracion de soluciones de seguridad. Tras la realizacion de un estudio detallado de los ataques de seguridad existentes en entornos MANET y la propuesta de una nueva taxonomia para la categorizacion de los mismos, se ha identificado que dos de las principales amenazas de nuestros dias son los ataques de dropping y los ataques sinkhole. La deteccion de ataques es el proceso por el cual se determina la presencia de eventos o actividades maliciosas en la red. Para llevar a cabo dicha deteccion suele realizarse el despliegue de sistemas de deteccion de intrusiones o IDS (Intrusion Detection Systems), los cuales, en funcion de diversos parametros obtenidos de la monitorizacion de la actividad habida en el entorno, son capaces de advertir y concluir la ocurrencia de comportamientos indeseados. En esta linea, se ha realizado una extensa revision bibliografica con el fin de conocer las principales tecnicas defensivas propuestas en la bibliografia ante dichos ataques. Asi mismo, y en relacion con el objetivo central de esta tesis, se han disenado nuevos mecanismos eficaces y eficientes para la deteccion de ataques en redes MANET. En particular, se ha propuesto un esquema para la deteccion de ataques de dropping basado en una heuristica sencilla desarrollada a partir de una aproximacion analitica del proceso de retransmision en entornos MANET, lo que permite distinguir entre comportamientos maliciosos y distintas causas legitimas para el descarte de paquetes. Por otro lado, se ha propuesto un esquema colaborativo que recopila informacion de la vecindad del nodo para la deteccion de ataques sinkhole, basado en una aproximacion en dos pasos y en la existencia de los denominados ``bordes de contaminacion''. Una vez abordado el problema de la deteccion de ataques en redes MANET, es conveniente la subsiguiente integracion de soluciones de seguridad. Para ello, primero se ha disenado y desarrollado un mecanismo para la notificacion y alerta de eventos de seguridad, cuyo fin principal es servir como una interfaz efectiva para la interoperacion entre los distintos modulos defensivos. De este modo, ante la notificacion de un cierto ataque detectado, sera posible la adopcion posterior de las medidas de respuesta oportunas. En esta misma linea de reunir distintos desarrollos de seguridad, aunque con propositos mas generales, se ha implementado un entorno de seguridad integral cuyo diseno flexible es apropiado para el despliegue de multitud de ataques, permitiendo implementar, integrar y comparar de forma precisa y bajo condiciones controladas de simulacion nuevas tecnicas de defensa. De esta manera, se pretende crear un marco de referencia que resulte una herramienta util a la comunidad investigadora centrada en el campo de la seguridad en redes.