460-4054/02 – Počítačové viry a bezpečnost počítačových systémů (PVBPS)
Garantující katedra | Katedra informatiky | Kredity | 3 |
Garant předmětu | prof. Ing. Ivan Zelinka, Ph.D. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Ivan Zelinka, Ph.D. |
Úroveň studia | pregraduální nebo graduální | Povinnost | volitelný odborný |
Ročník | 2 | Semestr | zimní |
| | Jazyk výuky | čeština |
Rok zavedení | 2015/2016 | Rok zrušení | 2015/2016 |
Určeno pro fakulty | FEI | Určeno pro typy studia | navazující magisterské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Cílem předmětu je seznámit posluchače s komplexní problematikou počítačových virů a malwaru obecně – jejich definicí, klasifikací, strukturou a způsoby šíření v rámci počítačových systémů a sítí. Kurz pokrývá jak historický vývoj škodlivého softwaru, tak jeho moderní formy, včetně obrněných virů, červů, spyware, kybernetických zbraní a malware využívajícího umělou inteligenci. Součástí kurzu je i praktická analýza skutečného malwaru, tvorba ukázkových virových struktur, seznámení se s technikami reverse engineeringu, vizualizace binárního kódu pomocí fraktální geometrie a behaviorální analýzy.
Zvláštní pozornost je věnována ekonomice kyberzločinu, roli temného webu a způsobům šíření malwaru skrze podzemní digitální infrastrukturu. Předmět dále rozvíjí schopnosti detekce a reakce na moderní hrozby s využitím nástrojů strojového učení a umělé inteligence.
Absolvent kurzu získá přehled o technologiích tvorby, šíření a analýzy malwaru, porozumí jeho využití ve špionáži i útocích na kritickou infrastrukturu, a bude schopen navrhnout a aplikovat adekvátní opatření na ochranu počítačových systémů a sítí včetně zálohovacích a forenzních technik.
Vyučovací metody
Přednášky
Cvičení (v učebně)
Projekt
Anotace
Po absolvování tohoto předmětu bude student schopen:
Vysvětlit principy fungování škodlivého kódu, jeho historický vývoj a současné trendy.
Rozpoznat a klasifikovat různé typy malwaru (včetně virů, červů, trojských koní, spyware, ransomwaru a obrněného kódu).
Popsat a analyzovat způsoby šíření malwaru v počítačových systémech a sítích.
Pracovat se vzorky reálného malwaru v řízeném prostředí a porozumět jejich struktuře i chování.
Navrhnout a implementovat ukázkové typy malwaru pro studijní účely, včetně jejich hybridizace s prvky umělé inteligence.
Aplikovat základní principy reverzního inženýrství a behaviorální analýzy škodlivého kódu.
Využívat vizualizační techniky (např. fraktální geometrie) k analýze binárního kódu.
Orientovat se v problematice temného webu a popsat jeho roli v šíření a monetizaci škodlivého softwaru.
Identifikovat bezpečnostní rizika a navrhnout vhodná protiopatření ke zvýšení bezpečnosti počítačových systémů.
Samostatně zpracovat, prezentovat a obhájit zadané úkoly navazující na probíranou látku.
Povinná literatura:
1. Zelinka I., Merhaut F., Úvod do počítačové bezpečnosti, Fakulta elektrotechniky a informatiky VŠB-TU Ostrava, 2018
2. Peter Szor, Počítačové viry - analýza útoku a obrana, Zoner Press
Doporučená literatura:
3. Pokorný J., Hacking - umění exploitace, Zoner Press
Lance J., Phishing bez záhad, Grada, 2007
Další studijní materiály
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Kontrola je založena na vypracovávání protokolů předmětu, pomocí kterých student prokazuje nejen pochopení informací z přednášek, ale i schopnost jejich implementace v daném programovém prostředí. K získání zápočtu je nutno odevzdat cvičícímu všechny požadované protokoly a mít alespoň 80% fyzické účasti na laboratořích. Zápočet je podmínkou NUTNOU k připuštění ke zkoušce.
E-learning
Další požadavky na studenta
Je požadována schopnost tvořit programy v některém z používaných programovacích jazyků a aplikovat získané znalosti do tvorby algoritmů.
Další požadavky na studenta nejsou kladeny.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
Přednášky:
1. Umělá inteligence a umělý život, sebereplikující se struktury (hra života, Fredkinovy sebereplikující se struktury, von Neumann a teorie sebereplikujících se automatů). Umělý život a virtuální univerza (Tierra, biomorfové, SBEAT, SBART, EDEN, SWIMBOOT). Umělý život a komplexní systémy.
2. Sebereplikující se struktury, konečné automaty a Turingovy stroje. Definice viru, společné a rozdílné rysy s virem biologickým. Klasifikace škodlivého kódu (viry, adware, spyware, červi,...) a jeho šíření kódu. HOAX. Generátory virů.
3. Škodlivý kód a jeho závislost na prostředí (t.j. na OS, souborovém formátu, procesoru, architektuře, překladačích, ...).
4. Metody infekce. Infekce souborů (com, exe, API, MBR, DBR, ...), techniky infekce (přepisující viry, připojující se viry, dutinové viry, utajený bod...). Infekce paměti, využívání přerušení, swapovací viry.
5. Základní obranné strategie virů. Skenování v paměti, trasování, ochrana proti ladění, obrněné viry, retroviry, obrana proti heuristické analýze, emulaci a disassemblování, použití nedokumentovaných funkcí.
6. Tvorba a generování virů. Kód viru, zakódované viry (dekryptory, nelineární dekódování, W95/fono, W95/Mad2736), oligomorfní viry, polymorfní viry, metamorfní viry. Generátory virů.
7.Opakování základů počítačových sítí. Odposlouchávání sítě. Bezpečnost webových serverů. Skenování portů.
8.Google Hacking. Bufferoverflow - přetečení zásobníku. Bezpečnost účtů Windows.
9. Spam a antispam. Spam, definice a historie. Nástroje pro boj se spamem. Antispamové strategie a nástroje pro Windows a Linux. Bayesovský klasifikátor a SpamAssassin. Poštovní klient a filtry.
10.Phishing. Phishing jako podkategorie spamu.,Phishing a spyware. Fals identity, přesměrování a falešná identita. Phishing a Malware. Cracking. Ochrany programu. Anti - debugovací a anti - disasemblovací programy.
11.Hacking I. Sběr informací, skenování a přehled scanovacích programů, síťové služby a jejich průzkum. Operační systémy a utok na ně. Mac OSX, Windows a Linux.
12. Počítačové sítě a útoky na ně. Průzkum sítě, autonomní systémy, služby sítě. Bezdrátové sítě a útoky. Firewall.
13. Útoky na kód, útoky na web. Prevence incidentu. implementace bezpečnostní politiky a procedur. Pátrací postupy a počítačové vyšetřování. Trasování dat a síťový dozor.
14. Vyšetřování OS, Windows, Unix, webové útoky, nástroje hackerů. Počítačové viry, antiviry a umělá inteligence.
Cvičení v PC učebnách
- Základy penetračního testování
- Mapování zranitelnosti počítačových systémů
- Útok typu SQL Injection
- Útok typu Cross Site Scripting (XSS)
- Útok typu Cross Site Forgering Request a Session Hijacking (CSFR)
- Útok typu Denial of service (DoS)
- Útok typu Remote shell command execution
- Password cracking (Brutal force a slovníkový útok)
- Testování zranitelnosti WEP a WPA/WPA2
- Použití Matasploit Frameworku pro penetrační testování
- Počítačové viry - základní struktura
- Počítačové viry - pokročilé techniky
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky