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DAY 19
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資安這條路:系統化學習藍隊技術系列 第 19

Day19:藍隊提升技術力:數位鑑識 (1)─基礎概念理解

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數位鑑識 Digital forensics

前言

許多人對於 數位鑑識 與 DFIR 會覺得很陌生,
因此今天的文章先從初學者出發,列出對於數位鑑識與 DFIR 很陌生的人,
要先理解的五大觀點,進行簡介:基本概念理解、技術與工具、流程與方法、應用領域、學習資源。

基本概念理解

什麼是數位鑑識 (Digital Forensics)

數位鑑識是指針對電腦設備和其他數位儲存媒體中,
可能與犯罪或未經授權活動相關的數位資訊進行識別、保存、分析、記錄和呈現的過程。

什麼是 DFIR?與數位鑑識有何不同

DFIR 是數位鑑識 (DF) 和事件回應 (IR) 的結合。

在調查和回應安全事件時,會同時收集和保存證據,此時就會使用 DFIR 這個詞。

換句話說,DFIR 是在事件回應的過程中應用數位鑑識的技術和流程。

為什麼數位鑑識很重要

隨著科技的發展,越來越多的犯罪活動涉及到數位設備和網路。

數位鑑識可以幫助執法機構和資安團隊收集和分析相關證據,以追蹤犯罪嫌疑人、瞭解犯罪手法、評估損失程度,並採取相應的法律行動或安全措施。

  • 數位證據的普遍性
    • 幾乎所有犯罪活動都會留下數位足跡
    • 無論是使用電腦、手機、網路還是雲端服務
  • 數位證據的持久性
    • 與傳統證據相比,數位證據更易於保存和複製,並且可以長時間保留
  • 數位證據的客觀性
    • 數位證據通常比傳統證據更客觀
    • 因為它們不容易受到人為因素的影響

數位證據有哪些類型

數位證據的類型非常多樣,包括電腦檔案、電子郵件、簡訊、社群媒體的紀錄、網路記錄、雲端資料等等。

  • 系統日誌
    • 系統日誌記錄了作業系統和應用程式的活動
    • 可以提供有關事件發生時間、使用者活動和系統狀態的資訊
  • 網路流量
    • 網路流量分析可以揭示與事件相關的網路通訊
    • 例如攻擊來源、目標系統和傳輸的資料
  • 記憶體 image
    • 記憶體 image 可以捕捉到系統在特定時間點的狀態
    • 包括正在執行的程式、開啟的檔案和網路連接
  • 加密資料
    • 加密資料需要使用特殊的技術和工具進行解密,以取得其內容

數位證據的特性是什麼,如何確保其有效性

數位證據具有易消失性、易竄改性等特性,因此需要採取特殊的技術和方法來確保其完整性和可信度。

  • 證據的完整性
    • 確保證據在收集、分析和保存過程中不被修改或損壞
    • 可以使用雜湊值(hash value)來驗證證據的完整性
  • 證據的真實性
    • 確保證據是真實的,並且與它所聲稱的內容相符
    • 可以使用數位簽章和時間戳來驗證證據的真實性
  • 證據的相關性
    • 確保證據與正在調查的事件相關,並有助於證明或反駁某個事實
  • 證據的可接受性
    • 保證據在法律訴訟中可以作為證據使用,需要遵循相關的法律法規和流程
    • 例如《聯邦證據規則》 (Federal Rules of Evidence) 和各國的相關法規

技術與工具

進行數位鑑識需要哪些技術和工具

進行數位鑑識需要使用各種專業的技術和工具,例如:硬碟複製工具、資料恢復軟體、網路分析工具、惡意軟體分析工具等等。

  • 硬碟複製工具
    • 這類工具可以建立硬碟的完整副本,確保在調查過程中原始證據不被修改
    • 一些常見的硬碟複製工具包括
      • EnCase Forensic Imager
        • 由 Guidance Software 開發,是一個業界標準的數位鑑識工具
        • 提供硬碟 image 、證據分析等功能
      • FTK Imager
        • 由 AccessData 開發,是一個免費的取證工具
        • 可以建立和分析磁碟 image
      • dd 指令
        • 這是一個常見的 Linux 指令
        • 可以用於建立磁碟 image
  • 資料恢復軟體
    • 這些工具可以恢復已刪除或損壞的檔案,例如:
    • Recuva
      • 由 Piriform 開發,是一個免費的檔案恢復軟體
      • 可以恢復意外刪除的檔案。
    • EaseUS Data Recovery Wizard
      • 由 EaseUS 開發,是一個功能強大的資料恢復軟體
      • 可以恢復已刪除、格式化或損壞的檔案。
  • 網路分析工具
    • 這些工具可以捕捉和分析網路流量,以識別攻擊來源、目標系統和傳輸的資料
    • 一些常用的網路分析工具包括
      • Wireshark
        • 一個免費且開源的網路協定分析器
        • 可以捕捉和分析網路流量
      • Tcpdump
        • 另一個常見的 Linux 指令
        • 可以用於捕捉網路流量
  • 惡意軟體分析工具
    • 這些工具可以分析惡意軟體的行為,以瞭解其目的、攻擊手法和受影響的系統。
    • 一些常用的惡意軟體分析工具包括
      • IDA Pro
        • 由 Hex-Rays 開發
        • 一個功能強大的反組譯器和偵錯器
        • 可以用於分析惡意軟體的程式碼
      • Ghidra
        • 由美國國家安全局 (NSA) 開發的一個免費且開源的軟體逆向工程工具
        • 也可以用於惡意軟體分析
  • 其他工具
    • 檔案檢視器
      • 這些工具可以查看各種檔案格式
      • 包括已刪除或隱藏的檔案
    • 資料庫鑑識工具
      • 這些工具可以分析資料庫檔案
      • 例如 SQL Server 或 Oracle 資料庫
    • 電子郵件鑑識工具
      • 這些工具可以分析電子郵件檔案
      • 例如 PST 或 MBOX 檔案
    • 行動設備鑑識工具
      • 這些工具可以從行動設備中提取資料
      • 例如手機和平板電腦

如何選擇合適的數位鑑識技術和工具

選擇合適的數位鑑識技術和工具需要考慮多種因素,例如:案件類型、證據類型、預算限制等等。

  • 案件類型
    • 不同的案件類型可能需要不同的技術和工具
    • 例如
      • 調查網路入侵事件可能需要使用網路分析工具
      • 調查詐欺案件可能需要使用資料庫鑑識工具
  • 證據類型
    • 不同的證據類型也可能需要不同的技術和工具
    • 例如
      • 分析硬碟可能需要使用硬碟複製工具和資料恢復軟體
      • 分析網路流量可能需要使用網路分析工具
  • 預算限制
    • 數位鑑識工具的價格差異很大,從免費的開源工具到昂貴的商業軟體都有
  • 技術能力
    • 使用某些數位鑑識工具需要專業的技術知識和技能
  • 法律法規
    • 在某些情況下,可能需要使用符合特定法律法規或標準的工具

雲端時代的數位鑑識有哪些挑戰

雲端服務的普及為數位鑑識帶來了新的挑戰,
例如:資料的分散性、資料的加密性、服務提供商的合作等等。

  • 資料的分散性
    • 雲端資料可能儲存在多個地理位置的伺服器上
    • 導致使得收集和分析證據變得更加困難
  • 資料的加密性
    • 雲端服務提供商通常會加密儲存的資料
    • 導致在沒有解密金鑰的情況下難以存取和分析資料
  • 服務提供商的合作
    • 取得雲端資料可能需要雲端服務提供商的合作
    • 需要時間,並且可能會受到法律和隱私政策的限制
  • 雲端環境的複雜性
    • 雲端環境通常非常複雜,涉及多個層級的虛擬化和抽象化
    • 導致理解資料儲存和存取方式變得更加困難
  • 新的服務和技術
    • 雲端服務和技術不斷發展
    • 開發數位鑑識技術和工具不斷更新以應對新的挑戰

流程與方法

數位鑑識的流程是什麼

  1. 事件識別
    • 這個階段是識別可能發生了安全事件或犯罪活動
    • 例如未經授權的存取、資料洩漏或系統異常
  2. 證據封存
    • 在這個階段,需要確保數位證據被妥善地保護,以防止被竄改或損壞。
    • 這通常包括建立硬碟或其他儲存設備的鏡像副本
  3. 證據收集
    • 這個階段是收集與事件相關的數位證據
    • 包括硬碟、行動設備、伺服器日誌、網路流量和雲端資料等
  4. 證據分析
    • 這個階段是分析收集到的證據
    • 以識別攻擊者、攻擊方法、受影響的系統和資料等
  5. 報告撰寫
    • 這個階段是將調查結果寫成一份詳細的報告
    • 包括事件描述、證據分析、結論和建議等
  6. 證據呈堂
    • 在某些情況下,可能需要將數位證據呈堂,支援法律訴訟

在不同的數位設備上進行數位鑑識,有哪些不同的方法

針對不同的數位設備,例如電腦、手機、伺服器等等,需要採取不同的數位鑑識方法。

  • 電腦
    • 電腦鑑識通常涉及對硬碟、記憶體和作業系統進行分析
    • 以識別安裝的軟體、使用者帳號、檔案活動和網路連接等
  • 手機
    • 手機鑑識可以提取通話記錄、簡訊、聯絡人、照片、影片、應用程式資料、GPS 定位等資訊
    • 以瞭解使用者的活動和通訊
  • 伺服器
    • 伺服器鑑識通常著重於分析伺服器日誌、系統設定和網路流量
    • 以識別攻擊、資料洩漏和系統漏洞等
  • 雲端服務
    • 雲端鑑識需要與雲端服務提供商合作
    • 以取得和分析儲存在雲端伺服器上的資料
  • 物聯網設備
    • 隨著物聯網 (IoT) 設備的普及,物聯網鑑識變得越來越重要
    • 物聯網鑑識可以從設備中提取各種資料
      • 例如感測器資料、日誌和通訊記錄

如何確保數位鑑識過程的合法性和合規性

在進行數位鑑識時,必須遵守相關的法律法規和道德規範,以確保證據的有效性和可信度。

  • 取得合法授權
    • 在收集和分析數位證據之前,必須取得相關的法律授權
    • 例如搜查令
  • 遵循標準流程
    • 數位鑑識應該遵循公認的標準流程,以確保證據的完整性和可接受性
    • 例如,應該使用證據鏈 (Chain of Custody) 來記錄證據的處理過程
  • 保護隱私
    • 在收集和分析數位證據時,應該保護個人隱私和資料安全
  • 文件記錄
    • 應該詳細記錄數位鑑識過程中的所有步驟
    • 包括收集的證據、使用的工具和方法、分析結果等
  • 保持客觀性
    • 數位鑑識人員應該保持客觀性,並以事實為依據進行調查和分析
  • 持續學習
    • 數位鑑識是一個不斷發展的領域,數位鑑識人員需要持續學習新的技術和方法,以應對新的挑戰

應用領域

數位鑑識有哪些應用領域?

除了執法機構之外,數位鑑識技術也廣泛應用於企業安全、網路安全、智慧財產權保護等等領域。

  • 企業安全
    • 當企業遭受網路攻擊、資料洩漏等安全事件時
    • 數位鑑識可以幫助企業調查事件原因、評估損失程度、採取應變措施,並追究相關責任
  • 網路安全
    • 數位鑑識技術可以幫助企業識別攻擊者的身份、攻擊手法、受影響的系統和資料等
    • 以便企業採取相應的措施來防範類似事件再次發生
  • 智慧財產權保護
    • 在智慧財產權保護方面
    • 可以舉例說明如何利用數位鑑識技術來追蹤盜版軟體的來源

數位鑑識如何幫助企業應對安全事件?

當企業遭受網路攻擊、資料洩漏等安全事件時,數位鑑識可以幫助企業調查事件原因、評估損失程度、採取應變措施,並追究相關責任。

  • 調查事件原因
    • 數位鑑識技術可以幫助企業識別攻擊者的身份、攻擊手法、受影響的系統和資料等
    • 以便企業採取相應的措施來防範類似事件再次發生
  • 評估損失程度
    • 數位鑑識可以幫助企業確定資料洩漏的範圍和性質
    • 以便企業評估事件造成的損失,並採取適當的措施來減輕損失
  • 採取應變措施
    • 根據數位鑑識的結果,企業可以採取適當的應變措施
    • 例如修補系統漏洞、加強安全策略、通知受影響的客戶等
  • 追究相關責任
    • 數位鑑識可以提供證據,幫助企業追究攻擊者或其他責任方的責任
    • 例如提起訴訟或採取其他法律行動
  • 調查員工不當行為
    • 例如,企業可以使用數位鑑識技術來調查員工是否洩漏公司機密、竊取公司財產或進行其他不當行為
  • 解決法律糾紛
    • 數位鑑識可以提供證據,幫助企業在法律糾紛中支持自己的主張
    • 例如合約糾紛、智慧財產權訴訟等。
  • 確保合規性
    • 數位鑑識可以幫助企業遵守相關的法律法規
    • 例如資料保護法規。

未來數位鑑識的發展趨勢是什麼

隨著科技的發展,數位鑑識技術和應用領域將不斷擴展,例如:人工智慧、大資料分析、雲端鑑識等等。

  • 區塊鏈鑑識
    • 區塊鏈技術的興起也為數位鑑識帶來了新的挑戰
    • 區塊鏈鑑識需要專門的技術和工具來追蹤和分析區塊鏈交易
  • 鑑識技能的培訓
    • 隨著數位鑑識需求的增加,對具有鑑識技能的專業人員的需求也在不斷增加

學習資源

如何學習數位鑑識

有許多學習數位鑑識的資源,例如:書籍、課程、線上資源、研討會等等。

成為一名合格的數位鑑識人員需要具備哪些技能和知識

  • CS 基礎
    • 需要具備作業系統、電腦網路、程式設計等方面的知識
    • 才能理解電子證據的儲存、傳輸和處理方式
  • 數位鑑識技術和工具
    • 需要熟練掌握各種數位鑑識技術,例如資料恢復、密碼破解、日誌分析等
    • 並能熟練使用各種數位鑑識工具,例如 Encase、FTK、X-Ways Forensics 等
  • 法律法規
    • 需要熟悉與數位證據相關的法律法規,例如電子簽章法、個人資料保護法等
    • 才能確保在進行數位鑑識調查時,所取得和使用的證據具有法律效力

參考文獻

總結

數位鑑識是一個關鍵的資訊安全領域,涉及識別、保存、分析和呈現數位證據的過程。
它在執法、企業安全、網路安全和智慧財產權保護等方面發揮著重要作用。主要概念包括:

  1. 數位鑑識的基本原理和DFIR(數位鑑識和事件回應)的概念
  2. 數位證據的類型、特性及其重要性
  3. 各種數位鑑識工具和技術,包括硬碟複製、資料恢復、網路分析等
  4. 數位鑑識的標準流程:事件識別、證據封存、證據收集、證據分析、報告撰寫和證據呈堂
  5. 不同設備(如電腦、手機、伺服器、雲端服務、物聯網設備)的鑑識方法
  6. 確保數位鑑識合法性和合規性的重要性
  7. 數位鑑識在企業安全中的應用
  8. 未來發展趨勢,如人工智慧、大數據分析和區塊鏈鑑識

隨著科技的不斷進步,數位鑑識面臨著新的挑戰,如雲端環境的複雜性和新興技術的出現。
因此,持續學習和適應新技術對於數位鑑識專業人員來說非常重要。

選擇題

  1. 什麼是DFIR?
    A) 數位鑑識實驗室
    B) 數位鑑識和事件回應
    C) 數位檔案索引和恢復
    D) 數位防火牆和入侵檢測

    答案:B
    解析:DFIR代表Digital Forensics and Incident Response(數位鑑識和事件回應)。它結合了數位鑑識技術和安全事件回應流程,用於調查和處理資安事件。

  2. 以下哪項不是數位證據的主要特性?
    A) 易消失性
    B) 易竄改性
    C) 持久性
    D) 物理性

    答案:D
    解析:數位證據的主要特性包括易消失性、易竄改性和持久性。物理性不是數位證據的主要特性,因為數位證據主要存在於電子形式中。

  3. 在數位鑑識流程中,下列哪個步驟通常最先進行?
    A) 證據分析
    B) 事件識別
    C) 報告撰寫
    D) 證據呈堂

    答案:B
    解析:在數位鑑識流程中,事件識別通常是第一步。這涉及識別可能發生的安全事件或犯罪活動,如未經授權的存取或資料洩漏。

  4. 以下哪種工具主要用於捕捉和分析網路流量?
    A) EnCase
    B) Recuva
    C) Wireshark
    D) IDA Pro

    答案:C
    解析:Wireshark是一個免費且開源的網路協定分析器,主要用於捕捉和分析網路流量。其他選項中,EnCase是硬碟映像工具,Recuva是資料恢復軟體,IDA Pro是反組譯器。

  5. 雲端環境為數位鑑識帶來了哪些挑戰?
    A) 資料的分散性
    B) 資料的加密性
    C) 服務提供商的合作
    D) 以上皆是

    答案:D
    解析:雲端環境為數位鑑識帶來了多方面的挑戰,包括資料的分散性(資料可能儲存在多個地理位置)、資料的加密性(雲端服務通常會加密資料),以及需要雲端服務提供商的合作來獲取資料。

企業藍隊下一步行動清單

  1. 評估現有的數位鑑識能力
    • 檢視現有的工具、技術和流程
    • 識別潛在的改進領域
  2. 制定或更新數位鑑識政策和程序
    • 確保符合最新的法律法規和行業標準
    • 建立明確的事件回應流程
  3. 強化數位鑑識工具箱
    • 採購或更新必要的硬體和軟體工具
    • 確保工具涵蓋各種設備和環境(如雲端、物聯網)
  4. 培訓團隊成員
    • 提供數位鑑識基礎培訓給所有IT和安全人員
    • 為專門的鑑識人員提供進階培訓和認證機會
  5. 建立數位證據管理系統
    • 實施安全的證據儲存和管理解決方案
    • 建立嚴格的證據鏈(Chain of Custody)流程
  6. 進行定期的模擬演練
    • 模擬各種安全事件場景
    • 測試和改進數位鑑識流程和能力
  7. 與外部專家建立合作關係
    • 識別並建立與外部數位鑑識專家的合作關係
    • 考慮外包某些專門的鑑識服務
  8. 實施持續監控和日誌管理
    • 確保關鍵系統和網路的全面日誌記錄
    • 實施集中式日誌管理和分析解決方案
  9. 制定雲端鑑識策略
    • 與雲端服務提供商討論鑑識需求和流程
    • 開發雲端特定的鑑識工具和技術
  10. 定期審查和更新
    • 定期評估數位鑑識流程的有效性
    • 根據新的威脅和技術發展更新策略和工具

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