Aufbau eines sicheren Testlabors für Pentesting

Ein sicheres Testlabor ist ein wesentliches Werkzeug für einen Security Analysten. Es ist eine kontrollierte Umgebung, die der realen Infrastruktur eines potenziellen Ziels sehr ähnlich ist, aber vollständig von Produktionssystemen und dem Internet isoliert ist.

In einem Testlabor können Sie:

• Neue ethische Hacking-Techniken lernen und üben, ohne die Produktion zu gefährden
• Öffentliche und benutzerdefinierte Exploits testen
• Pentesting-Toolchains und -Frameworks überprüfen, bevor Sie sie in realen Projekten einsetzen
• Klare und sichere Proof-of-Concepts (PoCs) für gefundene Schwachstellen vorbereiten
• Das Verhalten von Malware und Techniken zur Umgehung der Abwehr untersuchen

In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf verschiedene Möglichkeiten zum Aufbau eines Testlabors, notwendige Tools und Plattformen sowie wichtige Sicherheitsempfehlungen.

Möglichkeiten zur Einrichtung eines Testlabors

Abhängig von den verfügbaren Ressourcen, dem erforderlichen Grad der Übereinstimmung mit der Produktionsumgebung und den persönlichen Vorlieben können Sie ein Testlabor auf eine der folgenden Arten implementieren.

1. Virtual Machines

Die einfachste und kostengünstigste Option besteht darin, getestete Systeme und Dienste als virtuelle Maschinen auf lokaler Hardware bereitzustellen. Dazu benötigen Sie einen ausreichend leistungsfähigen Computer oder Server mit mindestens 16 GB RAM und einer CPU mit Unterstützung für Hardware-Virtualisierung.

Erforderliche Komponenten:

• Hypervisor zur Verwaltung virtueller Maschinen:
  • VMware Workstation Pro (kostenpflichtig) oder VMware Player (kostenlos)
  • Oracle VirtualBox
  • Microsoft Hyper-V
• BS-Distributionen für getestete Systeme:
  • Windows Server 2016/2019, Windows 10/11
  • Ubuntu Server, CentOS, Debian
  • Spezialisierte Distributionen für Pentesting: Kali Linux, Parrot OS
• Vorgefertigte verwundbare Images und virtuelle Appliances:
  • Metasploitable 2/3
  • OWASP Broken Web Applications (BWA)
  • Vulnhub-Maschinen
• Netzwerkswitch zum Verbinden von VMs in einem isolierten Netzwerk. Kann softwareseitig mit Virtual Network Editor in VMware Workstation oder Alternativen realisiert werden.

Einrichtungsempfehlungen:

1. Deaktivieren Sie den Internetzugriff und den Zugriff auf das Hostsystem für VMs. Verwenden Sie in VMware Workstation den Netzwerkadaptermodus „Nur Host“. Erstellen Sie in Hyper-V einen isolierten privaten virtuellen Switch ohne externen Netzwerkzugang.
2. Trennen Sie Testmaschinen entsprechend den Sicherheitsstufen und der erforderlichen Segmentierung in virtuelle Netzwerke. Weisen Sie beispielsweise separate Segmente für Admin-Workstations, Anwendungsserver und Client-Maschinen zu.
3. Richten Sie statisches Routing zwischen virtuellen Netzwerken basierend auf der logischen Topologie und den erforderlichen Interaktionen ein.
4. Begrenzen Sie VM-Ressourcen (CPU, RAM) gemäß den realen Systemspezifikationen.
5. Verbinden Sie keine freigegebenen Ordner oder Wechselmedien mit VMs.
6. Erstellen Sie VM-Snapshots, bevor Sie destruktive Tests durchführen. Auf diese Weise können Sie das System schnell in seinen Ausgangszustand zurückversetzen.

Vorteile virtueller Labore – geringe Kosten, einfache Bereitstellung, schnelle Rückgängigmachung von Änderungen. Nachteile – begrenzte Leistung, Schwierigkeit, bestimmte Hardware zu emulieren.

2. Cloud-basierte Labore

Wenn Sie nicht über geeignete lokale Geräte verfügen, können Sie eine Testumgebung mithilfe öffentlicher Cloud-Dienste wie Amazon Web Services (AWS), Microsoft Azure oder Google Cloud Platform (GCP) einrichten.

Dafür benötigen Sie:

• Ein Konto in der gewählten Cloud und Berechtigungen zum Erstellen von Ressourcen
• Richten Sie eine virtuelle Private Cloud (AWS VPC, Azure VNET, GCP VPC) ein oder nehmen Sie eine dedizierte isolierte Region
• Erstellen Sie im Cloud-Netzwerk erforderliche VMs, Netzwerkkomponenten, Datenspeicher, Container
• Konfigurieren Sie Netzwerkinteraktionen (Sicherheitsgruppen, Zugriffslisten) entsprechend der logischen Topologie

Sicherheitsempfehlungen:

1. Verwenden Sie für das Testlabor ein separates Konto, das nicht mit Produktionsressourcen verknüpft ist.
2. Beschränken Sie den Zugriff auf die Cloud-Verwaltungskonsole (AWS IAM, Azure RBAC) – gewähren Sie nur die minimal erforderlichen Berechtigungen.
3. Deaktivieren Sie den Internetzugang für Labor-Maschinen. Verwenden Sie einen Bastion-Host oder Site-to-Site-VPN zwischen Büro und Cloud für den Zugriff.
4. Verschlüsseln Sie Daten in der Cloud-Speicherung und beim Transit. Verwenden Sie Ihre eigenen verwalteten Verschlüsselungsschlüssel (AWS KMS, Azure Key Vault), nicht die vom Anbieter verwalteten.
5. Aktivieren Sie die Protokollierung und Überwachung der Cloud-Aktivität. Achten Sie auf Anomalien bei der Ressourcennutzung und nicht autorisierte Zugriffsversuche.
6. Automatisieren Sie die Bereitstellung der Testinfrastruktur in der Cloud mit IaC-Tools (Terraform, AWS CloudFormation, Azure Resource Manager Templates). Beschreiben Sie Konfigurationen als Code und speichern Sie sie in Versionskontrolle.
7. Speichern Sie keine realen Kundendaten, die zum Testen verwendet werden, in der Cloud. Verwenden Sie nur synthetische Datensätze und anonymisierte Dumps.

Vorteile von Cloud-Laboren – Skalierbarkeit, Zugänglichkeit von überall, Ähnlichkeit mit realen Bedingungen. Nachteile – relativ hohe Kosten, Verwaltungskomplexität, potenzielle Sicherheitsrisiken.

3. Lokale Labore mit physischer Hardware

Die teuerste, aber maximal realistische Option besteht darin, ein Testlabor mit physischer Hardware zu erstellen. Kaufen oder mieten Sie Server, Speicher, Netzwerkausrüstung, technische Infrastruktur und stellen Sie darauf Zielsysteme und -dienste bereit.

Erforderliche Komponenten:

• Platz für Geräte (Serverraum, Rechenzentrum)
• x86-Server zum Bereitstellen von Hypervisoren und Container-Plattformen
• Speichersysteme der entsprechenden Klasse – Einstieg, Mittelklasse oder High-End
• Physische Netzwerk-Switches, Router, Firewalls
• Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), Klimaanlagen

Organisationsempfehlungen:

1. Bauen Sie ein dediziertes physisches Netzwerk für die Testumgebung auf. Stellen Sie die Netzwerkisolation von Unternehmens- und Gastsegmenten sicher.
2. Weisen Sie eine separate Teilmenge von Hosts und Geräten zu, die nicht mit Verwaltungs- und Überwachungs-VLANs verbunden werden. Verwenden Sie diese, um Persistenz-, Lateral-Movement- und Erfassungstechniken zu üben, wenn legitime Administratoren abwesend sind.
3. Emulieren Sie auf einigen Hosts realen Benutzerverkehr und echtes Verhalten. Dafür können Sie Frameworks wie VDBench, Load-Testing-Systeme wie JMeter oder Gatling verwenden.
4. Verwenden Sie nach Möglichkeit reale Versionen und Builds von Betriebssystemen, Anwendungen, Hardware, die Ihre Kunden haben. Fordern Sie in der Pre-Engagement-Phase Informationen über die Zielumgebung an.
5. Beschränken Sie den physischen Zugang zum Serverraum des Testlabors. Führen Sie ein Zugriffsprotokoll, verwenden Sie Videoüberwachung und zutrittskartengesteuerte Zugangskontrollen.

Vorteile physischer Labore – vollständige Nachbildung der Infrastruktur, Möglichkeit bestimmte Geräte (ICS, IoT) anzuschließen, Unabhängigkeit von Rechenleistung. Nachteile – hohe Anschaffungs- und Wartungskosten, Bedarf an physischem Platz, Unmöglichkeit Änderungen schnell rückgängig zu machen.

Spezialisierte Distributionen und Plattformen

Um die anfängliche Einrichtung des Testlabors zu vereinfachen und schneller mit dem Üben von Techniken zu beginnen, verwenden Sie vorgefertigte Distributionen und Plattformen. Hier sind einige der beliebtesten:

• Kali Linux – Debian-basierte Distribution, optimiert für Penetrationstests, entwickelt von Offensive Security. Enthält vorinstallierte und vorkonfigurierte Toolkits für verschiedene Pentest-Phasen.
• Parrot OS – Debian-basierte Distribution für Penetrationstests, Schwachstellenanalyse, digitale Forensik und Reverse Engineering.
• AttifyOS – Distribution für die Sicherheitsanalyse von IoT-Geräten. Wird mit Firmware, Toolchains und SDKs für verschiedene Embedded-Plattformen geliefert.
• Metasploitable – absichtlich verwundbare Linux-VM. Enthält gängige Dienste mit bekannten Schwachstellen. Hervorragend zum Üben von Exploits.
• OWASP Broken Web Applications (BWA) – Sammlung absichtlich unsicherer Webanwendungen (Websites, Blogs, E-Commerce). Ermöglicht Training im Penetrationstest von Webservices.
• Vulnhub – Offene Ressource mit einer großen Sammlung von VMs zum Üben von Ethical Hacking-Techniken. Die Maschinen variieren in Schwierigkeit, Anbieter und Schwachstellentypen.
• Hack The Box – Online-Plattform, auf der Sie Ihre Pentest-Fähigkeiten in einer sicheren virtuellen Umgebung testen können. Enthält verwundbare System-VMs, CTF-Herausforderungen, realistische Szenarien.

Nutzen Sie diese Ressourcen als Grundlage für Ihr Testlabor. Ergänzen Sie sie um eigene VMs und Konfigurationen, die der Zielumgebung maximal nahekommen.

Tester-Toolkit

Damit ein Testlabor effektiv funktioniert, reichen richtig konfigurierte Systeme und Netzwerke nicht aus. Sie benötigen auch spezialisierte Software, um Routineaktionen zu automatisieren, Informationen zu sammeln und zu organisieren, Malware-Verhalten zu emulieren:

Sicherheits- und Schwachstellen-Scanner

• Nessus, OpenVAS – Scannen von Hosts und Netzwerkdiensten
• Burp Suite, OWASP ZAP – Scannen von Webanwendungen und APIs
• Acunetix, ImmuniWeb – Scannen von Websites
• Qualys, MaxPatrol – umfassendes Scannen der Infrastruktur

Exploit-Frameworks

• Metasploit – Umgebung zum Entwickeln und Ausführen von Exploits
• Core Impact – kommerzielle Plattform für Penetrationstests
• CANVAS – Framework zum Schreiben und Ausführen von Exploits
• ExploitPack – Tool zum Erstellen von Client- und Server-seitigen Exploits

Enumerations- und Post-Exploitation-Tools

• Impacket – Sammlung von Python-Klassen zur Arbeit mit Netzwerkprotokollen
• PowerSploit – Modulsammlung für Post-Exploitation von Windows-Hosts
• BloodHound – Tool zur Analyse von Angriffspfaden in Active Directory
• BeEF – Framework zum Testen über Browser

Traffic-Analyser

• Wireshark – Dekodierung von Netzwerkprotokollen, Erkennung von Anomalien
• Tcpdump – Erfassen und Analysieren des Netzwerkverkehrs
• Fiddler – Debugging-Proxy zum Abfangen von HTTP/HTTPS
• Netcat – Schweizer Taschenmesser zum Arbeiten mit Netzwerkverbindungen

Reverse Engineering und Malware-Analyse

• IDA Pro – interaktiver Disassembler und Debugger
• OllyDbg – Assembler-Level-Debugger für Windows
• radare2 – Framework für Reverse Engineering und Binäranalyse
• GDB – Debugger für Unix-Systeme

Tools zur Erkennung von Kompromittierungen

• Volatility – Analyse von Speicher-Dumps
• Autopsy – Digitale Forensik und Datenwiederherstellung
• OSSEC – Protokollanalyse, Erkennung verdächtiger Aktivitäten
• GRR – schnelle Suche nach Kompromittierungsindikatoren auf vielen Hosts

Testkontrollsysteme

• Faraday – Umgebung für Pentest-Daten-Management, Berichterstellung
• Dradis – Plattform zum Aggregieren und Organisieren von Testergebnissen
• Lair – Server für die Zusammenarbeit bei Penetrationstestprojekten

Integrieren Sie Ihr gewähltes Toolkit in Ihr Labor, richten Sie automatischen Start, zentrale Datenerfassung und Incident-Alarmierung ein.

Fazit

Ein isoliertes Testlabor ist ein Muss für jeden Security Analysten. Es ermöglicht, ethische Hacking-Techniken sicher zu erforschen, ohne die Produktion zu beschädigen. Die Wahl der Implementierungsmethode (VMs, Cloud oder physische Hardware) hängt von den verfügbaren Ressourcen und dem erforderlichen Realitätsgrad ab. Gleichzeitig ist es wichtig, Netzwerkisolation, Datensicherheit und Zugriffskontrolle zu gewährleisten. Um die Bereitstellung zu beschleunigen, lohnt es sich, spezialisierte Distributionen, absichtlich verwundbare Plattformen und VM-Bibliotheken zu verwenden. Das Labor muss mit Tools zum Scannen, Ausnutzen, Analysieren von Verkehr und Malware-Verhalten ausgestattet sein. Die Automatisierung der Infrastruktur durch IaC und das Speichern von Konfigurationen in VCS vereinfacht das Auf-dem-neuesten-Stand-Halten der Umgebung.

Die Einrichtung eines Testlabors ist keine einmalige Aktion, sondern ein kontinuierlicher Prozess. Erforschen Sie neue Techniken und Tools, passen Sie die Umgebung an die sich ändernde Bedrohungslandschaft an, fügen Sie die Emulation neuer Plattformen und Geräte hinzu. Bauen Sie ein Labor auf, in dem Sie und Ihr Team gerne arbeiten. Und denken Sie daran – auch in einer isolierten Umgebung äußerst vorsichtig und aufmerksam zu sein. Behandeln Sie das Labor wie ein Produktionssystem. Verhindern Sie das Durchsickern von Konfigurationen und Testergebnissen. Befolgen Sie die Regeln der Informationssicherheit.