Использование компьютеров и автоматизированных технологий приводит к появлению ряда проблем для руководства организацией. Компьютеры, часто объединенные в сети, могут предоставлять доступ к колоссальному количеству самых разнообразных данных. Поэтому люди беспокоятся о безопасности информации и наличии рисков, связанных с автоматизацией и предоставлением гораздо большего доступа к конфиденциальным, персональным или другим критическим данным. Электронные средства хранения даже более уязвимы, чем бумажные: размещаемые на них данные можно и уничтожить, и скопировать, и незаметно видоизменить.

Число компьютерных преступлений растет - также увеличиваются масштабы компьютерных злоупотреблений. По оценке специалистов США, ущерб от компьютерных преступлений увеличивается на 35 процентов в год. Одной из причин является сумма денег, получаемая в результате преступления: в то время как ущерб от среднего компьютерного преступления составляет 560 тысяч долларов, при ограблении банка - всего лишь 19 тысяч долларов.

По данным Миннесотского университета США, 93% компаний, лишившихся доступа к своим данным на срок более 10 дней, покинули свой бизнес, причем половина из них заявила о своей несостоятельности немедленно.

Число служащих в организации, имеющих доступ к компьютерному оборудованию и информационной технологии, постоянно растет. Доступ к информации больше не ограничивается только узким кругом лиц из верхнего руководства организации. Чем больше людей получает доступ к информационной технологии и компьютерному оборудованию, тем больше возникает возможностей для совершения компьютерных преступлений.

Компьютерным преступником может быть любой.

Типичный компьютерный преступник - это не молодой хакер, использующий телефон и домашний компьютер для получения доступа к большим компьютерам. Типичный компьютерный преступник - это служащий, которому разрешен доступ к системе, нетехническим пользователем которой он является. В США компьютерные преступления, совершенные служащими, составляют 70-80 процентов ежегодного ущерба, связанного с компьютерами.

Признаки компьютерных преступлений :

· кражи частей компьютеров;

· кражи программ;

· физическое разрушение оборудования;

· уничтожение данных или программ;

Это только самые очевидные признаки, на которые следует обратить внимание при выявлении компьютерных преступлений. Иногда эти признаки говорят о том, что преступление уже совершено, или что не выполняются меры защиты. Они также могут свидетельствовать о наличии уязвимых мест и указать, где находится брешь в защите. В то время как признаки могут помочь выявить преступление или злоупотребление, меры защиты могут помочь предотвратить его.

Защита информации – это деятельность по предотвращению утраты и утечки защищаемой информации.

Информационной безопасностью называют меры по защите информации от неавторизованного доступа, разрушения, модификации, раскрытия и задержек в доступе. Информационная безопасность включает в себя меры по защите процессов создания данных, их ввода, обработки и вывода.

Информационная безопасность дает гарантию того, что достигаются следующие цели :

· конфиденциальность критической информации;

· целостность информации и связанных с ней процессов (создания, ввода, обработки и вывода);

· доступность информации, когда она нужна;

· учет всех процессов, связанных с информацией.

Под критическими данными понимаются данные, которые требуют защиты из-за вероятности нанесения ущерба и его величины в том случае, если произойдет случайное или умышленное раскрытие, изменение, или разрушение данных. К критическим также относят данные, которые при неправильном использовании или раскрытии могут отрицательно воздействовать на способности организации решать свои задачи; персональные данные и другие данные, защита которых требуется указами Президента РФ, законами РФ и другими подзаконными документами.

Любая система безопасности, в принципе, может быть вскрыта. Эффективной считают такую защиту, стоимость взлома которой соизмерима с ценностью добываемой при этом информации.

Применительно к средствам защиты от несанкционированного доступа определены семь классов защищенности (1 - 7) средств вычислительной техники и девять классов (1А, 1Б, 1В, 1Г, 1Д, 2А, 2Б, 3А, 3Б) автоматизированных систем. Для средств вычислительной техники самым низким является класс 7, а для автоматизированных систем - 3Б.

Технические, организационные и программные средства обеспечения сохранности и защиты от несанкционированного доступа

Существует четыре уровня защиты компьютерных и информационных ресурсов:

Предотвращение предполагает, что только авторизованный персонал имеет доступ к защищаемой информации и технологии.

Обнаружение предполагает раннее раскрытие преступлений и злоупотреблений, даже если механизмы защиты были обойдены.

Ограничение уменьшает размер потерь, если преступление все-таки произошло, несмотря на меры по его предотвращению и обнаружению.

Восстановление обеспечивает эффективное воссоздание информации при наличии документированных и проверенных планов по восстановлению.

Меры защиты - это меры, вводимые руководством, для обеспечения безопасности информации. К мерам защиты относят разработку административных руководящих документов, установку аппаратных устройств или дополнительных программ, основной целью которых является предотвращение преступлений и злоупотреблений.

Формирование режима информационной безопасности - проблема комплексная. Меры по ее решению можно разделить на четыре уровня :

- законодательный: законы, нормативные акты, стандарты и т. п.;

- административный: действия общего характера, предпринимаемые руководством организации;

- процедурный: конкретные меры безопасности, имеющие дело с людьми;

- программно-технический: конкретные технические меры.

В настоящее время наиболее подробным законодательным документом России в области информационной безопасности является Уголовный кодекс. В разделе "Преступления против общественной безопасности" имеется глава "Преступления в сфере компьютерной информации". Она содержит три статьи - "Неправомерный доступ к компьютерной информации", "Создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ" и "Нарушение правил эксплуатации ЭВМ, системы ЭВМ или их сети". Уголовный кодекс стоит на страже всех аспектов информационной безопасности - доступности, целостности, конфиденциальности, предусматривая наказания за "уничтожение, блокирование, модификацию и копирование информации, нарушение работы ЭВМ, системы ЭВМ или их сети".

Рассмотрим некоторые меры защиты информационной безопасности компьютерных систем.

1. Аутентификация пользователей . Данная мера требует, чтобы пользователи выполняли процедуры входа в компьютер, используя это как средство для идентификации в начале работы. Для аутентификации личности каждого пользователя нужно использовать уникальные пароли, не являющиеся комбинациями личных данных пользователей, для пользователя. Необходимо внедрить меры защиты при администрировании паролей, и ознакомить пользователей с наиболее общими ошибками, позволяющими совершиться компьютерному преступлению. Если в компьютере имеется встроенный стандартный пароль, его нужно обязательно изменить.

Еще более надёжное решение состоит в организации контроля доступа в помещения или к конкретному компьютеру сети с помощью идентификационных пластиковых карточек с встроенной микросхемой - так называемых микропроцессорных карточек (smart - card). Их надёжность обусловлена в первую очередь невозможностью копирования или подделки кустарным способом. Установка специального считывающего устройства таких карточек возможна не только на входе в помещения, где расположены компьютеры, но и непосредственно на рабочих станциях и серверах сети.

Существуют также различные устройства для идентификации личности по биометрической информации - по радужной оболочке глаза, отпечаткам пальцев, размерам кисти руки и т.д.

2. Защита пароля.

Следующие правила полезны для защиты пароля:

· нельзя делится своим паролем ни с кем;

· пароль должен быть трудно угадываемым;

· для создания пароля нужно использовать строчные и прописные буквы, а еще лучше позволить компьютеру самому сгенерировать пароль;

· предпочтительно использовать длинные пароли, так как они более безопасны, лучше всего, чтобы пароль состоял из 6 и более символов;

· пароль не должен отображаться на экране компьютера при его вводе;

· пароли должны отсутствовать в распечатках;

· нельзя записывать пароли на столе, стене или терминале, его нужно держать в памяти;

· пароль нужно периодически менять и делать это не по графику;

· на должности администратора паролей должен быть самый надежный человек;

· когда сотрудник увольняется, необходимо сменить пароль;

· сотрудники должны расписываться за получение паролей.

В организации, имеющей дело с критическими данными, должны быть разработаны и внедрены процедуры авторизации, которые определяют, кто из пользователей должен иметь доступ к той или иной информации и приложениям.

В организации должен быть установлен такой порядок, при котором для использования компьютерных ресурсов, получения разрешения доступа к информации и приложениям, и получения пароля требуется разрешение тех или иных начальников.

Если информация обрабатывается на большом вычислительном центре, то необходимо контролировать физический доступ к вычислительной технике. Могут оказаться уместными такие методы, как журналы, замки и пропуска, а также охрана. Ответственный за информационную безопасность должен знать, кто имеет право доступа в помещения с компьютерным оборудованием и выгонять оттуда посторонних лиц.

4. Предосторожности при работе.

· отключать неиспользуемые терминалы;

· закрывать комнаты, где находятся терминалы;

· разворачивать экраны компьютеров так, чтобы они не были видны со стороны двери, окон и прочих мест, которые не контролируются;

· установить специальное оборудование, ограничивающее число неудачных попыток доступа, или делающее обратный звонок для проверки личности пользователей, использующих телефоны для доступа к компьютеру

· использовать программы отключения терминала после определенного периода неиспользования;

· выключать систему в нерабочие часы;

· использовать системы, позволяющие после входа пользователя в систему сообщать ему время его последнего сеанса и число неудачных попыток установления сеанса после этого. Это позволит сделать пользователя составной частью системы проверки журналов.

5. Физическая безопасность.

В защищаемых компьютерных системах необходимо принимать меры по предотвращению, обнаружению и минимизации ущерба от пожара, наводнения, загрязнения окружающей среды, высоких температур и скачков напряжения.

Пожарная сигнализация и системы пожаротушения должны регулярно проверяться. ПЭВМ можно защитить с помощью кожухов, чтобы они не были повреждены системой пожаротушения. Горючие материалы не должны храниться в этих помещениях с компьютерами.

Температура в помещении может контролироваться кондиционерами и вентиляторами, а также хорошей вентиляцией в помещении. Проблемы с чрезмерно высокой температурой могут возникнуть в стойках периферийного оборудования или из-за закрытия вентиляционного отверстия в терминалах или ПЭВМ, поэтому необходима их регулярная проверка.

Желательно применение воздушных фильтров, что поможет очистить воздух от веществ, которые могут нанести вред компьютерам и дискам. Следует запретить курить, принимать пищу и пить возле ПЭВМ.

Компьютеры должны размещаться как можно дальше источников большого количества воды, например трубопроводов.

6. Защита носителей информации (исходных документов, лент, картриджей, дисков, распечаток).

· вести, контролировать и проверять реестры носителей информации;

· обучать пользователей правильным методам очищения и уничтожения носителей информации;

· делать метки на носителях информации, отражающие уровень критичности содержащейся в них информации;

· уничтожать носители информации в соответствии с планом организации;

· доводить все руководящие документы до сотрудников;

· хранить диски в конвертах, коробках, металлических сейфах;

· не касаться поверхностей дисков, несущих информацию

· осторожно вставлять диски в компьютер и держать их подальше от источников магнитного поля и солнечного света;

· убирать диски и ленты, с которыми в настоящий момент не ведется работа;

· хранить диски разложенными по полкам в определенном порядке;

· не давать носители информации с критической информацией неавторизованным людям;

· выбрасывать или отдавать поврежденные диски с критической информацией только после их размагничивания или аналогичной процедуры;

· уничтожать критическую информацию на дисках с помощью их размагничивания или физического разрушения в соответствии с порядком в организации;

· уничтожать распечатки и красящие ленты от принтеров с критической информацией в соответствии с порядком организации;

· обеспечить безопасность распечаток паролей и другой информации, позволяющей получить доступ к компьютеру.

7. Выбор надежного оборудования.

Производительность и отказоустойчивость информационной системы во многом зависит от работоспособности серверов. При необходимости обеспечения круглосуточной бесперебойной работы информационной системы используются специальные отказоустойчивые компьютеры, т. е. такие, выход из строя отдельного компонента которых не приводит к отказу машины.

На надежности информационных систем отрицательно сказываются и наличие устройств, собранных из комплектующих низкого качества, и использование нелицензионного ПО. Чрезмерная экономия средств на обучение персонала, закупку лицензионного ПО и качественного оборудования приводит к уменьшению времени безотказной работы и значительным затратам на последующее восстановление системы.

8. Источники бесперебойного питания.

Компьютерная система энергоемка, и потому первое условие ее функционирования - бесперебойная подача электроэнергии. Необходимой частью информационной системы должны стать источники бесперебойного питания для серверов, а по возможности, и для всех локальных рабочих станций. Рекомендуется также дублировать электропитание, используя для этого различные городские подстанции. Для кардинального решения проблемы можно установить резервные силовые линии от собственного генератора организации.

9. Разработка адекватных планов обеспечения непрерывной работы и восстановления.

Целью планов обеспечения непрерывной работы и восстановления являются гарантии того, что пользователи смогут продолжать выполнять свои самые главные обязанности в случае невозможности работы по информационной технологии. Обслуживающий персонал должен знать, как им действовать по этим планам.

Планы обеспечения непрерывной работы и восстановления (ОНРВ) должны быть написаны, проверены и регулярно доводиться до сотрудников. Процедуры плана должны быть адекватны уровню безопасности и критичности информации. План ОНРВ может применяться в условиях неразберихи и паники, поэтому нужно регулярно проводить тренировки сотрудников.

10. Резервное копирование.

Одним из ключевых моментов, обеспечивающих восстановление системы при аварии, является резервное копирование рабочих программ и данных. В локальных сетях, где установлены несколько серверов, чаще всего система резервного копирования устанавливается непосредственно в свободные слоты серверов. В крупных корпоративных сетях предпочтение отдается выделенному специализированному архивационному серверу, который автоматически архивирует информацию с жестких дисков серверов и рабочих станций в определенное время, установленное администратором сети, выдавая отчет о проведенном резервном копировании.

Для архивной информации, представляющей особую ценность, рекомендуется предусматривать охранное помещение. Дубликаты наиболее ценных данных, лучше хранить в другом здании или даже в другом городе. Последняя мера делает данные неуязвимыми в случае пожара или другого стихийного бедствия.

11. Дублирование, мультиплексирование и резервирование офисов.

Помимо резервного копирования, которое производится при возникновении внештатной ситуации либо по заранее составленному расписанию, для большей сохранности данных на жестких дисках применяют специальные технологии - зеркалирование дисков и создание RAID-массивов, которые представляют собой объединение нескольких жестких дисков. При записи информация поровну распределяется между ними, так что при выходе из строя одного из дисков находящиеся на нем данные могут быть восстановлены по содержимому остальных.

Технология кластеризации предполагает, что несколько компьютеров функционируют как единое целое. Кластеризуют, как правило, серверы. Один из серверов кластера может функционировать в режиме горячего резерва в полной готовности начать выполнять функции основной машины в случае ее выхода из строя. Продолжением технологии кластеризации является распределенная кластеризация, при которой через глобальную сеть объединяются несколько кластерных серверов, разнесенных на большое расстояние.

Распределенные кластеры близки к понятию резервных офисов, ориентированных на обеспечение жизнедеятельности предприятия при уничтожении его центрального помещения. Резервные офисы делят на холодные, в которых проведена коммуникационная разводка, но отсутствует какое-либо оборудование и горячие, которыми могут быть дублирующий вычислительный центр, получающий всю информацию из центрального офиса, филиал, офис на колесах и т.д.

12. Резервирование каналов связи.

При отсутствии связи с внешним миром и своими подразделениями, офис оказывается парализованным, потому большое значение имеет резервирование внешних и внутренних каналов связи. При резервировании рекомендуется сочетать разные виды связи - кабельные линии и радиоканалы, воздушную и подземную прокладку коммуникаций и т.д.

По мере того, как компании все больше и больше обращаются к Internet, их бизнес оказывается в серьезной зависимости от функционирования Internet-провайдера. У поставщиков доступа к Сети иногда случаются достаточно серьезные аварии, поэтому важно хранить все важные приложения во внутренней сети компании и иметь договора с несколькими местными провайдерами. Следует также заранее продумать способ оповещения стратегических клиентов об изменении электронного адреса и требовать от провайдера проведения мероприятий, обеспечивающих оперативное восстановление его услуг после аварий.

12. Защита данных от перехвата.

Для любой из трех основных технологий передачи информации существует технология перехвата: для кабельных линий - подключение к кабелю, для спутниковой связи – использование антенны приема сигнала со спутника, для радиоволн - радиоперехват. Российские службы безопасности разделяют коммуникации на три класса. Первый охватывает локальные сети, расположенные в зоне безопасности, т. е. территории с ограниченным доступом и заэкранированным электронным оборудованием и коммуникационными линиями, и не имеющие выходов в каналы связи за ее пределами. Ко второму классу относятся каналы связи вне зоны безопасности, защищенные организационно-техническими мерами, а к третьему - незащищенные каналы связи общего пользования. Применение коммуникаций уже второго класса значительно снижает вероятность перехвата данных.

Для защиты информации во внешнем канале связи используются следующие устройства: скремблеры для защиты речевой информации, шифраторы для широковещательной связи и криптографические средства, обеспечивающие шифрование цифровых данных.

Несанкционированный доступ к информации - это незапланированное ознакомление, обработка, копирова­ние, применение различных вирусов, в том числе разру­шающих программные продукты, а также модификация или уничтожение информации в нарушение установлен­ных правил разграничения доступа.

Поэтому, в свою очередь, защита информации от не­санкционированного доступа призвана не допустить зло­умышленника к носителю информации. В защите инфор­мации компьютеров и сетей от НСД можно выделить три основных направления:

– ориентируется на недопущение нарушителя к вычис­лительной среде и основывается на специальных технических средствах опоз­навания пользователя;

– связано с защитой вычислительной среды и основывается на создании специаль­ного программного обеспечения;

– связано с использованием специальных средств защиты информации компьюте­ров от несанкционированного доступа.

Следует иметь в виду, что для решения каждой из задач применяются как различ­ные технологии, так и различные средства. Требования к средствам защиты, их харак­теристики, функции ими выполняемые и их классификация, а также термины и опре­деления по защите от несанкционированного доступа приведены в руководящих документах Государственной технической комиссии:

– «Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к ин­формации. Классификация АС и требования по защите информации»;

– «Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищенности от несанкционированного доступа к информации»;

– «Защита от несанкционированного доступа к информации. Термины и определения». Технические средства, реализующие функции защиты можно разделить на:

o встроенные;

o внешние.

К встроенным средствам защиты персонального компьютера и программного обес­печения (рис. 3.12) относятся средства парольной защиты BIOS, операционной систе­мы, СУБД. Данные средства могут быть откровенно слабыми - BIOS с паролем су­первизора, парольная защита Win95/98, но могут быть и значительно более стойкими - BIOS без паролей супервизора, парольная защита Windows NT, СУБД ORACLE. Ис­пользование сильных сторон этих средств позволяет значительно усилить систему защиты информации от НСД.

Внешние средства призваны подменить встроенные средства с целью усиления за­щиты, либо дополнить их недостающими функциями.

К ним можно отнести:

– аппаратные средства доверенной загрузки;

– аппаратно-программные комплексы разделения полномочий пользователей на доступ;

– средства усиленной аутентификации сетевых соединений.

Аппаратные средства доверенной загрузки представляют собой изделия, иногда называ­емые «электронным замком», чьи функции заключаются в надежной идентификации пользо­вателя, а также в проверке целостности программного обеспечения компьютера. Обычно это плата расширения персонального компьютера, с необходимым программным обеспече­нием, записанным либо во Flash-память платы, либо на жесткий диск компьютера.

Принцип их действия простой. В процессе загрузки стартует BIOS и платы защиты от НСД. Он запрашивает идентификатор пользователя и сравнивает его с хранимым во Flash-памяти карты. Идентификатор дополнительно можно защищать паролем. Затем стартует встроенная операционная система платы или компьютера (чаще всего это ва­риант MS-DOS), после чего стартует программа проверки целостности программного обеспечения. Как правило, проверяются системные области загрузочного диска, загру­зочные файлы и файлы, задаваемые самим пользователем для проверки. Проверка осу­ществляется либо на основе имитовставки алгоритма ГОСТ 28147-89, либо на основе функции хэширования алгоритма ГОСТ Р 34.11-34 или иного алгоритма. Результат про­верки сравнивается с хранимым во Flash-памяти карты. Если в результате сравнения при проверке идентификатора или целостности системы выявится различие с эталоном, то плата заблокирует дальнейшую работу, и выдаст соответствующее сообщение на эк­ран. Если проверки дали положительный результат, то плата передает управление пер­сональному компьютеру для дальнейшей загрузки операционной системы.

Все процессы идентификации и проверки целостности фиксируются в журнале. Достоинства устройств данного класса - их высокая надежность, простота и невысо­кая цена. При отсутствии многопользовательской работы на компьютере функций за­щиты данного средства обычно достаточно.

Аппаратно-программные комплексы разделения полномочий на доступ используются в случае работы нескольких пользователей на одном компьютере, если встает задача разделе­ния их полномочий на доступ к данным друг друга. Решение данной задачи основано на: 01 запрете пользователям запусков определенных приложений и процессов; Q разрешении пользователям и запускаемым ими приложениям лишь определен­ного типа действия с данными.

Реализация запретов и разрешений достигается различными способами. Как пра­вило, в процессе старта операционной системы запускается и программа защиты от несанкционированного доступа. Она присутствует в памяти компьютера, как резиден­тный модуль и контролирует действия пользователей на запуск приложений и обра­щения к данным. Все действия пользователей фиксируются в журнале, который досту­пен только администратору безопасности. Под средствами этого класса обычно и понимают средства защиты от несанкционированного доступа. Они представляют со­бой аппаратно-программные комплексы, состоящие из аппаратной части - платы до­веренной загрузки компьютера, которая проверяет теперь дополнительно и целост­ность программного обеспечения самой системы защиты от НСД на жестком диске, и программной части - программы администратора, резидентного модуля. Эти про­граммы располагаются в специальном каталоге и доступны лишь администратору. Дан­ные системы можно использовать и в однопользовательской системе для ограничения пользователя по установке и запуску программ, которые ему не нужны в работе.

Средства усиленной аутентификации сетевых соединений применяются в том слу­чае, когда работа рабочих станций в составе сети накладывает требования для защиты ресурсов рабочей станции от угрозы несанкционированного проникновения на рабо­чую станцию со стороны сети и изменения либо информации, либо программного обес­печения, а также запуска несанкционированного процесса. Защита от НСД со сторо­ны сети достигается средствами усиленной аутентификации сетевых соединений. Эта технология получила название технологии виртуальных частных сетей.

Одна из основных задач защиты от несанкционированного доступа - обеспечение на­дежной идентификации пользователя (рис. 3.13) и возможности проверки подлинности лю­бого пользователя сети, которого можно однозначно идентифицировать по тому, что он:

– из себя представляет.

Что знает пользователь? Свое имя и пароль. На этих знаниях основаны схемы па­рольной идентификации. Недостаток этих схем - ему необходимо запоминать слож­ные пароли, чего очень часто не происходит: либо пароль выбирают слабым, либо его просто записывают в записную книжку, на листок бумаги и т. п. В случае использова­ния только парольной защиты принимают надлежащие меры для обеспечения управ­лением создания паролей, их хранением, для слежения за истечением срока их ис­пользования и своевременного удаления. С помощью криптографического закрытия паролей можно в значительной степени решить эту проблему и затруднить злоумыш­леннику преодоление механизма аутентификации.

Что может иметь пользователь? Конечно же, специальный ключ - уникальный идентификатор, такой, например, как таблетка touch memory (I-button), e-token, смарт-карта, или криптографический ключ, на котором зашифрована его запись в базе дан­ных пользователей. Такая система наиболее стойкая, однако, требует, чтобы у пользо­вателя постоянно был при себе идентификатор, который чаще всего присоединяют к брелку с ключами и либо часто забывают дома, либо теряют. Будет правильно, если утром администратор выдаст идентификаторы и запишет об этом в журнале и примет их обратно на хранение вечером, опять же сделав запись в журнале.

Что же представляет собой пользователь? Это те признаки, которые присущи толь­ко этому пользователю, только ему, обеспечивающие биометрическую идентификацию. Идентификатором может быть отпечаток пальца, рисунок радужной оболочки глаз, от­печаток ладони и т. п. В настоящее время - это наиболее перспективное направление развития средств идентификации. Они надежны и в то же время не требуют от пользова­теля дополнительного знания чего-либо или постоянного владения чем-либо. С развити­ем технологи и стоимость этих средств становится доступной каждой организации.

Гарантированная проверка личности пользователя является задачей различных механизмов идентификации и аутентификации.

Каждому пользователю (группе пользователей) сети назначается определенный отличительный признак - идентификатор и он сравнивается с утвержденным переч­нем. Однако только заявленный идентификатор в сети не может обеспечить защиту от несанкционированного подключения без проверки личности пользователя.

Процесс проверки личности пользователя получил название - аутентификации. Он происходит с помощью предъявляемого пользователем особого отличительного при­знака - аутентификатора, присущего именно ему. Эффективность аутентификации оп­ределяется, прежде всего, отличительными особенностями каждого пользователя.

Конкретные механизмы идентификации и аутентификации в сети могут быть реа­лизованы на основе следующих средств и процедур защиты информации:

– пароли;

– технические средства;

– средства биометрии;

– криптография с уникальными ключами для каждого пользователя.

Вопрос о применимости того или иного средства решается в зависимости от выяв­ленных угроз, технических характеристик защищаемого объекта. Нельзя однозначно утверждать, что применение аппаратного средства, использующего криптографию, придаст системе большую надежность, чем использование программного.

Анализ защищенности информационного объекта и выявление угроз его безопас­ности - крайне сложная процедура. Не менее сложная процедура - выбор техноло­гий и средств защиты для ликвидации выявленных угроз. Решение данных задач луч­ше поручить специалистам, имеющим богатый опыт.

Наблюдаемые в последние годы тенденции к развитию информационных технологий могут привести к появлению качественно новых (информационных) форм борьбы, получивших название информационной войны. Устоявшегося, международного признанного определения информационной войны нет. Одним из компонентов ведения информационной войны является так называемое информационное оружие, которое эксперты определяют как совокупность средств и методов, позволяющих похищать, искажать или уничтожать информацию, ограничивать или прекращать доступ к ней законных покупателей, нарушать работу или выводить из строя телекоммуникационные сети и компьютерные системы, используемые в обеспечении жизнедеятельности общества и государства.

Классификация принципов защиты от НСД

Принцип обоснованности доступа. Данный принцип заключается в обязательном выполнении 2-х основных условий: пользователь должен иметь достаточную "форму допуска" для получения информации требуемого им уровня конфиденциальности, и эта информация необходима ему для выполнения его производственных функций.

Принцип достаточной глубины контроля доступа. Средства защиты информации должны включать механизмы контроля доступа ко всем видам информационных и программных ресурсов автоматизированных систем, которые в соответствии с принципом обоснованности доступа следует разделять между пользователями.

Принцип разграничения потоков информации. Для предупреждения нарушения безопасности информации, которое, например, может иметь место при записи секретной информации на несекретные носители и в несекретные файлы, ее передаче программам и процессам, не предназначенным для обработки секретной информации, а также при передаче секретной информации по незащищенным каналам и линиям связи, необходимо осуществлять соответствующее разграничение потоков информации.

Принцип чистоты повторно используемых ресурсов. Данный принцип заключается в очистке ресурсов, содержащих конфиденциальную информацию, при их удалении или освобождении пользователем до перераспределения этих ресурсов другим пользователям.

Принцип персональной ответственности. Каждый пользователь должен нести персональную ответственность за свою деятельность в системе, включая любые операции с конфиденциальной информацией и возможнее нарушения ее защиты, т.е. какие-либо случайные или умышленные действия, которые приводят или могут привести к несанкционированному ознакомлению с конфиденциальной информацией, ее искажению или уничтожению, или делают такую информацию недоступной для законных пользователей.

Принцип целостности средств защиты. Данный принцип подразумевает, что средства защиты информации в автоматизированных системах должны точно выполнять свои функции в соответствии с перечисленными принципами и быть изолированными от пользователей, а для своего сопровождения должна включать специальный защищенный интерфейс для средств контроля, сигнализации о попытках нарушения защиты информации и воздействия на процессы в системе.

Основные направления обеспечения защиты от НСД

Обеспечение защиты средств вычислительной техники (СВТ) и автоматизированных систем (АС) осуществляется: системой разграничения доступа (СРД) субъектов к объектам доступа; обеспечивающими средствами для СРД.

Основными функциями СРД являются:

• - реализация правил разграничения доступа (ПРД) субъектов и их процессов к данным;
• - реализация ПРД субъектов и их процессов к устройствам создания твердых копий;
• - изоляция программ процесса, выполняемого в интересах субъекта, от других субъектов;
• - управление потоками данных в целях предотвращения записи данных на носители несоответствующего грифа;
• - реализация правил обмена данными между субъектами для АС и СВТ, построенных по сетевым принципам.

Обеспечивающие средства для СРД выполняют следующие функции:

• - идентификацию и опознание (аутентификацию) субъектов и поддержание привязки субъекта к процессу, выполняемому для субъекта;
• - регистрацию действий субъекта и его процесса;
• - предоставление возможностей исключения и включения новых субъектов и объектов доступа, а также изменение полномочий субъектов; реакцию на попытки НСД, например, сигнализацию, блокировку, восстановление после НСД;
• - тестирование;
• - очистку оперативной памяти и рабочих областей на магнитных носителях после завершения работы пользователя с защищаемыми данными;
• - учет выходных печатных и графических форм и твердых копий в АС;
• - контроль целостности программной и информационной части как СРД, так и обеспечивающих ее средств.

Способы реализации СРД зависят от конкретных особенностей СВТ и АС. Возможно применение следующих способов защиты и любых их сочетаний:

• - распределенная СРД и СРД, локализованная в программно-техническом комплексе (ядро защиты);
• - СРД в рамках операционной системы, СУБД или прикладных программ;
• - СРД в средствах реализации сетевых взаимодействий или на уровне приложений; использование криптографических преобразований или методов непосредственного контроля доступа; программная и (или) техническая реализация СРД.

Вывод: невозможно абсолютно защитить информацию от несанкционированного доступа. Для выбора принципа организации защиты от НСД необходим индивидуальный подход в каждом конкретном случае.

Сравнительный анализ наиболее распространенных средств защиты информации от несанкционированного доступа

Проведен сравнительный анализ наиболее распространенных средств защиты информации (СЗИ) от несанкционированного доступа (НСД), применяемых для защиты данных в информационных системах. Критерии сравнения выбраны исходя из характеристик СЗИ от НСД.

Для защиты информации в компьютерных системах от атак на уровне операционной системы, системы сетевого программного обеспечения и системы управления базами данных применяются средства защиты информации от несанкционированного доступа (СЗИ от НСД). Определяющим фактором выбора СЗИ от НСД в информационной системе является соответствие нормам и требованиям уполномоченных органов в сфере обработки данных. Наиболее распространенными средствами защиты информации от несанкционированного доступа в ИСПДн семейства MS Windows являются средства : "Secret Net LSP", "Dallas Lock 8.0?K", "Панцирь?К", "Аура 1.2.4".

Все вышеперечисленные СЗИ являются сертифицированными программными средствами защиты информации, поддерживающими автономный и сетевой режим работы. Кроме того, они выполняют схожие функции, такие как:

• 1. Идентификация и аутентификация пользователей.
• 2. Разграничение и контроль доступа пользователей к ресурсам системы, терминалам, ЭВМ, узлам сети ЭВМ, внешним устройствам, программам, томам, каталогам, файлам и т. д.
• 3. Учет носителей информации.
• 4. Контроль целостности защищаемых ресурсов.
• 5. Контроль компонентов СЗИ.
• 6. Контроль вывода на печать и маркировка документов.
• 7. Уничтожение (затирание) содержимого файлов при их удалении.
• 8. Регистрация событий безопасности в журнале.
• 9. Теневое копирование выводимой информации.

В сетевом режиме СЗИ выполняют следующие функции:

• 1. Централизованное управление настройками СЗИ.
• 2. Централизованный сбор информации о событиях безопасности на защищаемых компьютерах.

Методика сравнительного анализа СЗИ от НСД "Secret Net LSP", "Dallas Lock 8.0?K", "Панцирь?К", "Аура 1.2.4" приводится ниже.

Критериями для сравнительного анализа в настоящей работе выбраны следующие технические характеристики СЗИ от НСД:

• 1. Класс защищенности.
• 2. Уровень контроля НДВ.
• 3. .
• 4. Дополнительные аппаратные требования: требуемый объем свободного места на жестком диске для размещения СЗИ.
• 5. : есть или нет.

Указанные технические характеристики для выбранных СЗИ от НСД приводятся в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики СЗИ от НСД

Таблица 2 - Матрица показателей

В данной матрице каждому показателю Aij присваивается определенное числовое значение.

Поясним назначение числовых значений показателей Aij на примере СЗИ от НСД "Secret Net LSP". Класс защищенности, уровень контроля НДВ и класс автоматизированной системы выше, чем у остальных СЗИ, принятых для сравнительного анализа. С другой стороны, требуемый объем жесткого диска для реализации этого СЗИ значительно больше, что вводит ограничения на возможности аппаратных средств. Теперь необходимо ввести следующее правило для количественной оценки показателя Aij: показатель должен принимать тем большее значение, чем выше значимость выбранного критерия для принятия решения. В данном конкретном случае, количественную оценку показателей для принятых критериев сравнения будем выполнять следующим образом:

А 1J = 1 / (Класс защищенности: 3 или 5);

А 2J = 1 / (Уровень контроля НДВ: 2 или 4);

А 3J = 1 / (Класс автоматизированных систем: 2 - для класса 1Б или 4 - для класса 1Г);

А 4J = 1 / (Требуемый объем жесткого диска в Гб);

А 5J = 1 - дополнительная аппаратная поддержка есть; 0 - дополнительной аппаратной поддержки нет.

Таким образом, нетрудно получить числовые значения матрицы показателей (таблица 3).

Таблица 3 - Матрица показателей. Числовые значения

Дальнейший сравнительный анализ проводится с помощью расчета рейтинга по критериям сравнения.

где Aij - текущее значение показателя;

Aimin - минимальное значение показателя для указанного критерия;

Aimax - максимальное значение показателя для указанного критерия;

где m - количество критериев средства защиты информации.

Пример расчета по предложенной методике приводится ниже в таблицах 4 и 5. Весовые коэффициенты назначены из условия приоритетных требований по первым трем критериям сравнения.

Таблица 4 - Исходные данные для расчета итогового рейтинга СЗИ от НСД

Вывод: проанализировав основные критерии выбранных СЗИ от НСД, предложена методика их сравнительного анализа. С точки зрения технического уровня, из числа рассмотренных средств защиты информации, бесспорным преимуществом обладает СЗИ от НСД "Secret Net LSP". Однако необходимо учитывать, что данное СЗИ может применяться не только для защиты конфиденциальной информации, но и для защиты секретной (сертифицирован по 3 классу защищенности СВТ и по 2 уровню контроля НДВ), поэтому для защиты ИСПДн "Secret Net LSP", в данном случае, избыточен. Далее приоритеты распределяются следующим образом: "Панцирь?К", "Dallas Lock 8.0?K" и СЗИ "Аура 1.2.4".

Существует притча о самом надежном способе хранения информации: Информация должна быть в одном экземпляре на компьютере, который находится в бронированном сейфе, отключенный от всех сетей и обесточенный.

Понятно, что работать с такой информацией, мягко говоря, неудобно. В то же время хочется защитить программы и данные от несанкционированного доступа (НСД). А чтобы доступ был санкционированным, нужно определиться, кому что можно, а что нельзя.

Для этого нужно:

1. разбить на классы информацию, хранящуюся и обрабатывающуюся в компьютере;
2. разбить на классы пользователей этой информации;
3. поставить полученные классы информации и пользователей в определенное соответствие друг другу.

Доступ пользователей к различным классам информации должен осуществляться согласно системе паролей, в качестве которой могут выступать:

• обычные пароли;
• настоящие замки и ключи;
• специальные тесты идентификации пользователей;
• специальные алгоритмы идентификации ПЭВМ, дискеты, программного обеспечения.

Системы защиты информации от НСД обеспечивают выполнение следующих функций:

1. идентификация, т.е. присвоение уникальных признаков - идентификаторов, по которым в дальнейшем система производит аутентификацию;
2. аутентификация, т.е. установление подлинности на основе сравнения с эталонными идентификаторами;
3. разграничение доступа пользователей к ПЭВМ;
4. разграничение доступа пользователей по операциям над ресурсами (программы, данные и т.д.);
5. администрирование:
   • определение прав доступа к защищаемым ресурсам,
   • обработка регистрационных журналов,
   • установка системы защиты на ПЭВМ,
   • снятие системы защиты с ПЭВМ;
6. регистрация событий:
   • входа пользователя в систему,
   • выхода пользователя из системы,
   • нарушения прав доступа;
7. реакция на попытки НСД;
8. контроль целостности и работоспособности систем защиты;
9. обеспечение информационной безопасности при проведении ремонтно-профилактических работ;
10. обеспечение информационной безопасности в аварийных ситуациях.

Права пользователей по доступу к программам и данным описывают таблицы, на основе которых и производится контроль и разграничение доступа к ресурсам. Доступ должен контролироваться программными средствами защиты. Если запрашиваемый доступ не соответствует имеющемуся в таблице прав доступа, то системы защиты регистрирует факт НСД и инициализирует соответствующую реакцию.

Идентификация и аутентификация пользователя

Прежде чем получить доступ к ресурсам, пользователь должен пройти процесс представления компьютерной системе, который включает две стадии:

• идентификацию - пользователь сообщает системе по ее запросу свое имя (идентификатор);
• аутентификацию - пользователь подтверждает идентификацию, вводя в систему уникальную, не известную другим пользователям информацию о себе (например, пароль).

Для проведения процедур идентификации и аутентификации пользователя необходимо наличие:

• программы аутентификации;
• уникальной информации о пользователе.

Различают две формы хранения информации о пользователе: внешняя (например, пластиковая карта или голова пользователя) и внутренняя (например, запись в базе данных). Естественно, что информация, хранящаяся в голове, и информация в базе данных должны быть семантически тождественны. Беда с жадным братом Али-Бабы Касимом приключилась именно из-за несовпадения внешней и внутренней форм: сим-сим не тождественен гороху, рису и т.д.

Рассмотрим структуры данных и протоколы идентификации и аутентификации пользователя.

Практически любому ключевому носителю информации, используемому для опознания, соответствует следующая структура данных о пользователе:

• ID i - неизменный идентификатор i-го пользователя, который является аналогом имени и используется для идентификации пользователя;
• K i - аутентифицирующая информация пользователя, которая может изменяться и служит для аутентификации (например, пароль P i = K i).

Так для носителей типа пластиковых карт выделяется неизменяемая информация ID i и объект в файловой структуре карты, содержащий K i .

Совокупную информацию в ключевом носителе можно назвать первичной аутентифицирующей информацией i-го пользователя. Очевидно, что внутренний аутентифицирующий объект не должен существовать в системе длительное время (больше времени работы конкретного пользователя). Например, Вы ввели пароль, который программа аутентификации занесла в переменную для сравнения с хранящимися в базе данных. Эта переменная должна быть обнулена не позже, чем Вы закончите свой сеанс. Для длительного хранения следует использовать данные в защищенной форме.

Рассмотрим две типовые схемы идентификации и аутентификации.

Схема 1.

Здесь E i = F(ID i , K i), где "невосстановимость" K i оценивается некоторой пороговой трудоемкостью T 0 решения задачи восстановления K i по E i и ID i . Кроме того для пары K i и K j возможно совпадение соответствующих значений E. В связи с этим вероятность ложной аутентификации пользователей не должна быть больше некоторого порогового значения P 0 . На практике задают T 0 = 10 20 ...10 30 , P 0 = 10 -7 ...10 -9 .

Протокол идентификации и аутентификации (для схемы 1).

1. Вычисляется значение E = F(ID, K).

Схема 2 (модифицированная). В компьютерной системе хранится:

Здесь E i = F(S i , K i), где S - случайный вектор, задаваемый при создании идентификатора пользователя; F - функция, которая обладает свойством "невосстановимости" значения K i по E i и S i .

Протокол идентификации и аутентификации (для схемы 2).

1. Пользователь предъявляет свой идентификатор ID.
2. Если существует i = 1...n, для которого ID = ID i , то пользователь идентификацию прошел успешно. Иначе пользователь не допускается к работе.
3. По идентификатору ID выделяется вектор S.
4. Модуль аутентификации запрашивает у пользователя его аутентификатор K.
5. Вычисляется значение E = F(S, K).
6. Если E = E i , то аутентификация прошла успешно. Иначе пользователь не допускается к работе.

Вторая схема аутентификации применяется в OC UNIX. В качестве идентификатора используется имя пользователя (запрошенное по Login), в качестве аутентификатора - пароль пользователя (запрошенный по Password). Функция F представляет собой алгоритм шифрования DES. Эталоны для идентификации и аутентификации содержатся в файле Etc/passwd.

Следует отметить, что необходимым требованием устойчивости схем идентификации и аутентификации к восстановлению информации K i является случайный равновероятный выбор K i из множества возможных значений.

Простейший метод применения пароля основан на сравнении представленного пароля с исходным значением, хранящимся в памяти. Если значения совпадают, то пароль считается подлинным, а пользователь - законным. Перед пересылкой по незащищенному каналу пароль должен шифроваться. Если злоумышленник каким-либо способом все же узнает пароль и идентификационный номер законного пользователя, он получит доступ в систему.

Лучше вместо открытой формы пароля P пересылать его отображение, получаемое с использованием односторонней функции f(P). Это преобразование должно гарантировать невозможность раскрытия пароля по его отображению. Так противник наталкивается на неразрешимую числовую задачу.

Например, функция f может быть определена следующим образом:

f(P) = E P (ID) ,
где P - пароль, ID - идентификатор, E P - процедура шифрования, выполняемая с использованием пароля в качестве ключа.

На практике пароль состоит из нескольких букв. Но короткий пароль уязвим к атаке полного перебора. Для того, чтобы предотвратить такую атаку, функцию f определяют иначе:

f(P) = E P + K (ID) ,
где K - ключ (таблетка Toch-memory, USB-ключ и т.п.)

Процедуры идентификации и аутентификации пользователя могут базироваться не только на секретной информации, которой обладает пользователь (пароль, секретный ключ, персональный идентификатор и т.п.). В последнее время все большее распространение получает биометрическая идентификация и аутентификация, позволяющая уверенно идентифицировать потенциального пользователя путем измерения физиологических параметров и характеристик человека, особенностей его поведения.

Основные достоинства биометрических методов идентификации и аутентификации:

• высокая степень достоверности идентификации по биометрических признакам из-за их уникальности;
• неотделимость биометрических признаков от дееспособной личности;
• трудность фальсификации биометрических признаков.

В качестве биометрических признаков, которые могут быть использованы для идентификации потенциального пользователя, используются:

• узор радужной оболочки и сетчатки глаз;
• отпечатки пальцев;
• геометрическая форма руки;
• форма и размеры лица;
• термограмма лица;
• форма ушей;
• особенности голоса;
• биомеханические характеристики рукописной подписи;
• биомеханические характеристики "клавиатурного почерка".

При регистрации пользователь должен продемонстрировать один или несколько раз свои характерные биометрические признаки. Эти признаки (известные как подлинные) регистрируются системой как контрольный "образ" законного пользователя. Этот образ пользователя хранится в электронной форме и используется для проверки идентичности каждого, кто выдает себя за соответствующего законного пользователя.

Системы идентификации по узору радужной оболочки и сетчатки глаз могут быть разделены на два класса:

• использующие рисунок радужной оболочки глаза;
• использующие рисунок кровеносных сосудов сетчатки глаза.

Поскольку вероятность повторения данных параметров равна 10 -78 , эти системы являются наиболее надежными среди всех биометрических систем. Такие средства применяются, например, в США в зонах военных и оборонных объектов.

Системы идентификации по отпечаткам пальцев являются самыми распространенными. Одна из основных причин широкого распространения таких систем заключается в наличии больших банков данных по отпечаткам пальцев. Основными пользователями таких систем во всем мире являются полиция, различные государственные организации и некоторые банки.

Системы идентификации по геометрической форме руки используют сканеры формы руки, обычно устанавливаемые на стенах. Следует отметить, что подавляющее большинство пользователей предпочитают системы именно этого типа.

Системы идентификации по лицу и голосу являются наиболее доступными из-за их дешевизны, поскольку большинство современных компьютеров имеют видео- и аудиосредства. Системы данного класса широко применяются при удаленной идентификации в телекоммуникационных сетях.

Системы идентификации по динамике рукописной подписи учитывают интенсивность каждого усилия подписывающегося, частотные характеристики написания каждого элемента подписи и начертания подписи в целом.

Системы идентификации по биомеханическим характеристикам "клавиатурного почерка" основываются на том, что моменты нажатия и отпускания клавиш при наборе текста на клавиатуре существенно различаются у разных пользователей. Этот динамический ритм набора ("клавиатурный почерк") позволяет построить достаточно надежные средства идентификации.

Следует отметить, что применение биометрических параметров при идентификации субъектов доступа автоматизированных систем пока не получило надлежащего нормативно-правового обеспечения, в частности в виде стандартов. Поэтому применение систем биометрической идентификации допускается только в системах, обрабатывающих и хранящих персональные данные, составляющие коммерческую и служебную тайну.

Взаимная проверка подлинности пользователей

Обычно стороны, вступающие в информационный обмен, нуждаются во взаимной аутентификации. Этот процесс выполняется в начале сеанса связи.

Для проверки подлинности применяют следующие способы:

• механизм запроса-ответа;
• механизм отметки времени ("временной штемпель").

Механизм запроса-ответа . Если пользователь A хочет быть уверен, что сообщения, получаемые им от пользователя B, не являются ложными, он включает в посылаемое для B сообщение непредсказуемый элемент - запрос X (например, некоторое случайное число). При ответе пользователь B должен выполнить над этим числом некоторую заранее оговоренную операцию (например, вычислить некоторую функцию f(X)). Это невозможно осуществить заранее, так как пользователю B неизвестно, какое случайное число X придет в запросе. Получив ответ с результатом действий B, пользователь A может быть уверен, что B - подлинный. Недостаток этого метода - возможность установления закономерности между запросом и ответом.

Механизм отметки времени подразумевает регистрацию времени для каждого сообщения. В этом случае каждый пользователь сети может определить насколько "устарело" пришедшее сообщение и не принимать его, поскольку оно может быть ложным.

В обоих случаях для защиты механизма контроля следует применять шифрование, чтобы быть уверенным, что ответ послан не злоумышленником.

При использовании отметок времени возникает проблема допустимого временного интервала задержки для подтверждения подлинности сеанса. Ведь сообщение с "временным штемпелем" в принципе не может быть передано мгновенно. Кроме того, компьютерные часы получателя и отправителя не могут быть абсолютно синхронизированы.

Для взаимной проверки подлинности обычно используют процедуру "рукопожатия" , которая базируется на указанных выше механизмах и заключается во взаимной проверке ключей, используемых сторонами. Иначе говоря, стороны признают друг друга законными партнерами, если докажут друг другу, что обладают правильными ключами. Процедуру "рукопожатия" применяют в компьютерных сетях при организации связи между пользователями, пользователем и хост-компьютером, между хост-компьютерами и т.д.

В качестве примера рассмотрим процедуру "рукопожатия" для двух пользователей A и B. Пусть применяется симметричная криптосистема. Пользователи A и B разделяют один и тот же секретный ключ K AB .

• Пользователь A инициирует "рукопожатие", отправляя пользователю B свой идентификатор ID A в открытой форме.
• Пользователь B, получив идентификатор ID A , находит в базе данных секретный ключ K AB и вводит его в свою криптосистему.
• Тем временем пользователь A генерирует случайную последовательность S с помощью псевдослучайного генератора PG и отправляет ее пользователю B в виде криптограммы E K AB (S).
• Пользователь B расшифровывает эту криптограмму и раскрывает исходный вид последовательности S.
• Затем оба пользователя преобразуют последовательность S, используя одностороннюю функцию f.
• Пользователь B шифрует сообщение f(S) и отправляет криптограмму E K AB (f(S)) пользователю A.
• Наконец, пользователь A расшифровывает эту криптограмму и сравнивает полученное сообщение f"(S) с исходным f(S). Если эти сообщения равны, то пользователь A признает подлинность пользователя B.

Пользователь A проверяет подлинность пользователя B таким же способом. Обе эти процедуры образуют процедуру "рукопожатия", которая обычно выполняется в самом начале любого сеанса связи между любыми двумя сторонами в компьютерных сетях.

Достоинством модели "рукопожатия" является то, что ни один из участников связи не получает никакой секретной информации во время процедуры подтверждения подлинности.

Иногда пользователи хотят иметь непрерывную проверку подлинности отправителей в течение всего сеанса связи. Рассмотрим один из простейших способов непрерывной проверки подлинности.

Чтобы отправить сообщение M, пользователь A передает криптограмму E K (ID A , M). Получатель расшифровывает ее и раскрывает пару (ID A , M). Если принятый идентификатор ID A совпадает с хранимым, получатель принимает во внимание это сообщение.

Вместо идентификаторов можно использовать секретные пароли, которые подготовлены заранее и известны обеим сторонам. Продолжение: Протоколы идентификации с нулевой передачей знаний

Литература

1. Романец Ю.В., Тимофеев П.А., Шаньгин В.Ф. Защита информации в компьютерных системах и сетях. Под ред. В.Ф. Шаньгина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Радио и связь, 2001. - 376 с.: ил.

Защита от несанкционированного доступа к данным

Несанкционированный доступ (НСД) злоумышленника на компьютер опасен не только возможностью прочтения и/или модификации обрабатываемых электронных документов, но и возможностью внедрения злоумышленником управляемой программной закладки, которая позволит ему предпринимать следующие действия:

2. Осуществлять перехват различной ключевой информации, используемой для защиты электронных документов.

3. Использовать захваченный компьютер в качестве плацдарма для захвата других компьютеров локальной сети.

4. Уничтожить хранящуюся на компьютере информацию или вывести компьютер из строя путем запуска вредоносного программного обеспечения.

Защита компьютеров от НСД является одной из основных проблем защиты информации, поэтому в большинство операционных систем и популярных пакетов программ встроены различные подсистемы защиты от НСД. Например, выполнение аутентификации в пользователей при входе в операционные системы семейства Windows. Однако, не вызывает сомнений тот факт, что для серьезной защиты от НСД встроенных средств операционных систем недостаточно. К сожалению, реализация подсистем защиты большинства операционных систем достаточно часто вызывает нарекания из-за регулярно обнаруживаемых уязвимостей, позволяющих получить доступ к защищаемым объектам в обход правил разграничения доступа. Выпускаемые же производителями программного обеспечения пакеты обновлений и исправлений объективно несколько отстают от информации об обнаруживаемых уязвимостях. Поэтому в дополнение к стандартным средствам защиты необходимо использование специальных средств ограничения или разграничения доступа.
Данные средства можно разделить на две категории:

1. Средства ограничения физического доступа.

2. Средства защиты от несанкционированного доступа по сети.

Средства ограничения физического доступа

Наиболее надежное решение проблемы ограничения физического доступа к компьютеру – использование аппаратных средств защиты информации от НСД, выполняющихся до загрузки операционной системы. Средства защиты данной категории называются «электронными замками». Пример электронного замка представлен на рис. 5.3.

Рисунок 5.3 – Электронный замок для шины PCI

Теоретически, любое программное средство контроля доступа может подвергнуться воздействию злоумышленника с целью искажения алгоритма работы такого средства и последующего получения доступа к системе. Поступить подобным образом с аппаратным средством защиты практически невозможно: все действия по контролю доступа пользователей электронный замок выполняет в собственной доверенной программной среде, которая не подвержена внешним воздействиям.
На подготовительном этапе использования электронного замка выполняется его установка и настройка. Настройка включает в себя следующие действия, обычно выполняемые ответственным лицом – администратором по безопасности:

1. Создание списка пользователей, которым разрешен доступ на защищаемый компьютер. Для каждого пользователя формируется ключевой носитель (в зависимости от поддерживаемых конкретным замком интерфейсов – дискета, электронная таблетка iButton или смарт-карта), по которому будет производиться аутентификация пользователя при входе. Список пользователей сохраняется в энергонезависимой памяти замка.

2. Формирование списка файлов, целостность которых контролируется замком перед загрузкой операционной системы компьютера. Контролю подлежат важные файлы операционной системы, например, следующие:

Системные библиотеки Windows ;

Исполняемые модули используемых приложений;

Шаблоны документов Microsoft Word и т. д.

Контроль целостности файлов представляет собой вычисление их эталонной контрольной суммы, например, хэширование по алгоритму ГОСТ Р 34.11-94, сохранение вычисленных значений в энергонезависимой памяти замка и последующее вычисление реальных контрольных сумм файлов и сравнение с эталонными. В штатном режиме работы электронный замок получает управление от BIOS защищаемого компьютера после включения последнего. На этом этапе и выполняются все действия по контролю доступа на компьютер (см. упрощенную схему алгоритма на рис. 5.4), а именно:

Рисунок 5.4 – Упрощенная схема алгоритма работы электронного замка

1. Замок запрашивает у пользователя носитель с ключевой информацией, необходимой для его аутентификации. Если ключевая информация требуемого формата не предъявляется или если пользователь, идентифицируемый по предъявленной информации, не входит в список пользователей защищаемого компьютера, замок блокирует загрузку компьютера.

2. Если аутентификация пользователя прошла успешно, замок рассчитывает контрольные суммы файлов, содержащихся в списке контролируемых, и сравнивает полученные контрольные суммы с эталонными. В случае, если нарушена целостность хотя бы одного файла из списка, загрузка компьютера блокируется. Для возможности дальнейшей работы на данном компьютере необходимо, чтобы проблема была разрешена Администратором, который должен выяснить причину изменения контролируемого файла и, в зависимости от ситуации, предпринять одно из следующих действий, позволяющих дальнейшую работу с защищаемым компьютером:

Восстановить исходный файл;

Удалить файл из списка контролируемых.

3. Если все проверки пройдены успешно, замок возвращает управление компьютеру для загрузки штатной операционной системы.

Поскольку описанные выше действия выполняются до загрузки операционной системы компьютера, замок обычно загружает собственную операционную систему (находящуюся в его энергонезависимой памяти – обычно это MS-DOS или аналогичная ОС , не предъявляющая больших требований к ресурсам), в которой выполняются аутентификация пользователей и проверка целостности файлов. В этом есть смысл и с точки зрения безопасности – собственная операционная система замка не подвержена каким-либо внешним воздействиям, что не дает возможности злоумышленнику повлиять на описанные выше контролирующие процессы. Информация о входах пользователей на компьютер, а также о попытках несанкционированного доступа сохраняется в журнале, который располагается в энергонезависимой памяти замка. Журнал может быть просмотрен Администратором. При использовании электронных замков существует ряд проблем, в частности:

1. BIOS некоторых современных компьютеров может быть настроен таким образом, что управление при загрузке не передается BIOS’у замка. Для противодействия подобным настройкам замок должен иметь возможность блокировать загрузку компьютера (например, замыканием контактов Reset ) в случае, если в течение определенного интервала времени после включения питания замок не получил управление.

2. Злоумышленник может просто вытащить замок из компьютера. Однако, существует ряд мер противодействия:

Различные организационно-технические меры: пломбирование корпуса компьютера, обеспечение отсутствие физического доступа пользователей к системному блоку компьютера и т. д.

Существуют электронные замки, способные блокировать корпус системного блока компьютера изнутри специальным фиксатором по команде администратора – в этом случае замок не может быть изъят без существенного повреждения компьютера.

Довольно часто электронные замки конструктивно совмещаются с аппаратным шифратором. В этом случае рекомендуемой мерой защиты является использование замка совместно с программным средством прозрачного (автоматического) шифрования логических дисков компьютера. При этом ключи шифрования могут быть производными от ключей, с помощью которых выполняется аутентификация пользователей в электронном замке, или отдельными ключами, но хранящимися на том же носителе, что и ключи пользователя для входа на компьютер. Такое комплексное средство защиты не потребует от пользователя выполнения каких-либо дополнительных действий, но и не позволит злоумышленнику получить доступ к информации даже при вынутой аппаратуре электронного замка.

Средства защиты от НСД по сети

Наиболее действенными методами защиты от несанкционированного доступа по компьютерным сетям являются виртуальные частные сети (VPN – Virtual Private Network ) и межсетевое экранирование. Рассмотрим их подробно.

Виртуальные частные сети

Виртуальные частные сети обеспечивают автоматическую защиту целостности и конфиденциальности сообщений, передаваемых через различные сети общего пользования, прежде всего, через Интернет. Фактически, VPN – это совокупность сетей, на внешнем периметре которых установлены VPN -агенты (рис. 5.5). VPN -агент – это программа (или программно-аппаратный комплекс), собственно обеспечивающая защиту передаваемой информации путем выполнения описанных ниже операций.

Рис. 5.5 ‑ Схема построения VPN

Перед отправкой в сеть любого IP -пакета VPN -агент производит следующее:

1. Из заголовка IP -пакета выделяется информация о его адресате. Согласно этой информации на основе политики безопасности данного VPN -агента выбираются алгоритмы защиты (если VPN -агент поддерживает несколько алгоритмов) и криптографические ключи, с помощью которых будет защищен данный пакет. В том случае, если политикой безопасности VPN -агента не предусмотрена отправка IP -пакета данному адресату или IP -пакета с данными характеристиками, отправка IP -пакета блокируется.

2. С помощью выбранного алгоритма защиты целостности формируется и добавляется в IP -пакет электронная цифровая подпись (ЭЦП), имитоприставка или аналогичная контрольная сумма.

3. С помощью выбранного алгоритма шифрования производится зашифрование IP -пакета.

4. С помощью установленного алгоритма инкапсуляции пакетов зашифрованный IP -пакет помещается в готовый для передачи IP-пакет, заголовок которого вместо исходной информации об адресате и отправителе содержит соответственно информацию о VPN -агенте адресата и VPN -агенте отправителя. Т.е. выполняется трансляция сетевых адресов.

5. Пакет отправляется VPN -агенту адресата. При необходимости, производится его разбиение и поочередная отправка результирующих пакетов.

При приеме IP -пакета VPN -агент производит следующее:

1. Из заголовка IP -пакета выделяется информация о его отправителе. В том случае, если отправитель не входит в число разрешенных (согласно политике безопасности) или неизвестен (например, при приеме пакета с намеренно или случайно поврежденным заголовком), пакет не обрабатывается и отбрасывается.

2. Согласно политике безопасности выбираются алгоритмы защиты данного пакета и ключи, с помощью которых будет выполнено расшифрование пакета и проверка его целостности.

3. Выделяется информационная (инкапсулированная) часть пакета и производится ее расшифрование.

4. Производится контроль целостности пакета на основе выбранного алгоритма. В случае обнаружения нарушения целостности пакет отбрасывается.

5. Пакет отправляется адресату (по внутренней сети) согласно информации, находящейся в его оригинальном заголовке.

VPN -агент может находиться непосредственно на защищаемом компьютере (например, компьютеры «удаленных пользователей» на рис. 5.5). В этом случае с его помощью защищается информационный обмен только того компьютера, на котором он установлен, однако описанные выше принципы его действия остаются неизменными.
Основное правило построения VPN – связь между защищенной ЛВС и открытой сетью должна осуществляться только через VPN -агенты. Категорически не должно быть каких-либо способов связи, минующих защитный барьер в виде VPN -агента. Т.е. должен быть определен защищаемый периметр, связь с которым может осуществляться только через соответствующее средство защиты. Политика безопасности является набором правил, согласно которым устанавливаются защищенные каналы связи между абонентами VPN . Такие каналы обычно называют туннелями , аналогия с которыми просматривается в следующем:

1. Вся передаваемая в рамках одного туннеля информация защищена как от несанкционированного просмотра, так и от модификации.

2. Инкапсуляция IP- пакетов позволяет добиться сокрытия топологии внутренней ЛВС: из Интернет обмен информации между двумя защищенными ЛВС виден как обмен информацией только между их VPN -агентами, поскольку все внутренние IP -адреса в передаваемых через Интернет IP -пакетах в этом случае не фигурируют.

Правила создания туннелей формируются в зависимости от различных характеристик IP -пакетов, например, основной при построении большинства VPN протокол IPSec (Security Architecture for IP) устанавливает следующий набор входных данных, по которым выбираются параметры туннелирования и принимается решение при фильтрации конкретного IP -пакета:

1. IP -адрес источника. Это может быть не только одиночный IP-адрес, но и адрес подсети или диапазон адресов.

2. IP -адрес назначения. Также может быть диапазон адресов, указываемый явно, с помощью маски подсети или шаблона.

3. Идентификатор пользователя (отправителя или получателя).

4. Протокол транспортного уровня (TCP/UDP ).

5. Номер порта, с которого или на который отправлен пакет.

Межсетевой экран представляет собой программное или программно-аппаратное средство, обеспечивающее защиту локальных сетей и отдельных компьютеров от несанкционированного доступа со стороны внешних сетей путем фильтрации двустороннего потока сообщений при обмене информацией. Фактически, межсетевой экран является «урезанным» VPN -агентом, не выполняющим шифрование пакетов и контроль их целостности, но в ряде случаев имеющим ряд дополнительных функций, наиболее часто из которых встречаются следующие:

Антивирусное сканирование;

Контроль корректности пакетов;

Контроль корректности соединений (например, установления, использования и разрыва TCP -сессий);

Контент-контроль.

Межсетевые экраны, не обладающие описанными выше функциями и выполняющими только фильтрацию пакетов, называют пакетными фильтрами . По аналогии с VPN -агентами существуют и персональные межсетевые экраны, защищающие только компьютер, на котором они установлены. Межсетевые экраны также располагаются на периметре защищаемых сетей и фильтруют сетевой трафик согласно настроенной политике безопасности.

Электронный замок может быть разработан на базе аппаратного шифратора. В этом случае получается одно устройство, выполняющее функции шифрования, генерации случайных чисел и защиты от НСД. Такой шифратор способен быть центром безопасности всего компьютера, на его базе можно построить полнофункциональную систему криптографической защиты данных, обеспечивающую, например, следующие возможности:

1. Защита компьютера от физического доступа.

2. Защита компьютера от НСД по сети и организация VPN .

3. Шифрование файлов по требованию.

4. Автоматическое шифрование логических дисков компьютера.

5. Вычисление/проверка ЭЦП.

6. Защита сообщений электронной почты.