Механизмы защиты данных от несанкционированного доступа. Средства защиты от нсд

Несанкционированный доступ к информации (НСД) — это доступ к данным, который нарушает правила разграничения доступа с реализацией определенных средств которые являются средствами вычислительной техники или автоматизированными системами. По мнению экспертов способами несанкционированного доступа есть:

• Склонение к сотрудничеству
• Инициативное сотрудничество
• Выпытывание, выведывание
• Подслушивание
• Хищение
• Наблюдение
• Подделка (изменение)
• Копирование
• Уничтожение
• Перехват
• Незаконное подключение
• Фотографирование
• Негласное ознакомление

Инициативное сотрудничество часто проявляется в определенных ситуациях, когда неудовлетворенные лица готовы ради наживы пойти на противоправные действия. Причины могут очень разные, это и финансовые, моральные, политические и тд. Такого человека легко убедить в сотрудничестве по предоставлении конфиденциальной информации предприятия, если конечно он имеет доступ.

Склонение к сотрудничеству — обычно это насильные методы со стороны злоумышленников. Такие методы основаны на запугивании, подкупе или шантаже. Склонение сотрудников проводится путем реальных угроз с преследованием шантажа. Это самый агрессивный способ из существующих, так как мирный визит может превратится в жестокие действия с целью устрашения.

Выпытывание,выведывание — это вид деятельности который основан на задавании сотруднику наивных вопросов, для получение определенной информации. Также выпытывать данные можно и ложными трудоустройствами или же другими действиями.

Подслушивание — это метод для промышленного шпионажа или разведки, который применяется специальными людьми (наблюдатели, информаторы) специальными средствами подслушиваниями. Подслушивание может реализовываться непосредственно восприятием акустических волн или же специальными средствами на расстоянии.

Наблюдение — это метод из разведки о статусе деятельности наблюдаемого. Такой метод ведется с помощью оптических приборов. Такой процесс занимает много времени и средств, по этому такой метод обычно реализуется целенаправленно, в определенное время с квалифицированными людьми.

Хищение — Это умышленное завладение чужими ресурсами, документами и тд. Грубо говоря, похищают все что плохо лежит, по этому нужно тщательно относится к конфиденциальным носителям данных.

Копирование — Обычно копируются документы которые содержат ценную информацию. Доступ получается нелегальным путем, зачастую из-за плохой СЗИ.

Подделка — это изменение данных которая в реалиях конкуренции имеет большие масштабы. Подделывают все, что бы получить ценные данные.

Уничтожение — Удаление данных на технических носителях информации. Если взять более абстрагировано, уничтожаются и люди, и документы и другие элементы информационной системы которые имеют некий смысл.

Незаконное подключение — понимают бесконтактное или контактное подключение к разным проводам разного назначения.

Перехват — это получение разведывательной информации за счет приема сигналов электромагнитной энергии пассивными методами приема. Перехвату подлежат любые сигналы в радиосвязи или же проводной связи.

Негласное ознакомление — это метод получения данных, к которым субъект не имеет доступа, но при определенных стечения обстоятельств может кое-что узнать. К примеру смотреть в экран ПЭВМ или же открыть документ лежащий на столе.

Фотографирование — метод получения изображения объектов на фотоматериале. Особенностью метода является получения детальных данных при дешифрировании снимка.

По мнению экспертов такой перечень есть не пересекаемым и независимым на определенном уровне абстракции. Он позволяет рассмотреть определенное множество выборок таких методов вместе. На рис.1 показана обобщенная модель способов НСД к источникам конфиденциальной информации.

Не секрет, что спецслужбы пристально следят за своими подопечными, при этом используя разные контрразведывательные . При этом нужно понимать, через какой способ получения информации есть несанкционированное получение доступа. Способ — это прием или порядок действий, которые приводят к реализации цели. Способ несанкционированного доступа (способ НСД) — это набор действий и приемов, с целью добывания данных незаконным путем с дополнительным воздействием на эту информацию.

В наше время способы НСД к данным разные: реализация специальных технических средств, использование прогрехов а системах, или другие как показано на рис.1. Кроме того, способы НСД напрямую связанны с особенностями источника конфиденциальных данных.
Имея набор источников информации и набор способов НСД к ним, можно просчитать вероятность и построить модель их связи. Многие способы применимы к источникам — технические средства обработки и люди. Хоть и другие способы не к примеру не влияют на такие распространенные источники, их опасность может быть даже больше.

Степень опасности способа НСД смотрится по нанесенному ущербу. По сколько информация сегодня имеет свою цену, то сам факт приобретения информация приравнивается к получению денег. Злоумышленник преследует три цели:

• получить данные для конкурентов и продать.
• изменить данные в информационной сети. Дезинформация.
• Уничтожить данные.

Рисунок — 1 (для просмотра нажмите на картинку)

Главная цель — добыть информацию о состоянии, составе и деятельности объектов конфиденциальных интересов для своих целей или обогащения. Другая цель — изменение информации, которая существует в информационной сети. Такой способ может привести к дезинформации в определенных областях деятельности, изменить результат поставленных задач. При этом очень сложно реализовать такую схему дезинформации, нужно провести целый комплекс действий и предусмотреть очень много событий. Самая опасная цель — это уничтожение данных. От задач зависит как и выбор действий, так и их качественный или количественные характеристики.

Способы НСД к информации с помощью технических средств

Любая электронная система, которая содержит совокупность узлов, элементов и проводников и обладает при этом источниками информационного сигнала — есть каналами утечки конфиденциальной информации. Способы НСД и каналы утечки объективно связанны. Варианты связей показаны В табл. 1.

Таблица — 1

От каждого источника образуется канал утечки данных при этом его конкретные параметры изучаются и испытываются способы атак в лабораториях. Действия могут быть активными и пассивными. К пассивным относят реализацию технических каналов утечки информации без прямого контакта или подключения. Способы обычно ориентированны на получение данных. Активные методы подключаются к линиям связи. Линии связи могут быть:

• Проводные (волоконно-оптические).
• Беспроводные (Wi-Fi).

Способы НСД к линиям связи

Зачастую в качестве линий связи используют телефонные линии или оптоволоконные линии. Способы прослушивания телефонных линий показаны на рис.2.

Рисунок — 2

Также есть системы прослушивания линий, которые не требуют прямого контакта с телефонной линией. Такие системы используют индуктивные методы съема данных. Такие системы не имеют широкого применения, так как они сильно большие из-за содержания несколько каскадов усиления слабого НЧ-сигнала и в добавок внешний источник питания.

Но на сегодня линии оптоколокна имеют более широкий спектр реализации. Информация по такому каналу передается в виде пульсирующего светового потока, на который не влияют магнитные и электрические помехи. Также по такому каналу тяжелее перехватить данные, что повышает безопасность передачи. При этом скорость передачи достигает Гигабайт/секунду. Для подключении к такому каналу связи, удаляют защитные слои кабеля. Потом стравливают светоотражающую оболочку и изгибают кабель по специальным углом, что бы снимать информацию. При этом сразу будет заметно падать мощность сигнала. Также можно бесконтактно подключатся к каналу связи, но для этого нужно иметь определенный уровень знаний и подготовки.

Способы НСД к беспроводным линиям связи

Транспортировка данных с помощью высокочастотных СЧВ и УКВ диапазонах дает возможность реализовать передачу информацию и компьютерную сеть там, где положить обычный проводные каналы есть сложно. В таких каналах связи передача информации возможно со скорость до 2 Мбит/с. При этом есть вероятность помех и перехвата информации. Перехват данных работает на основе перехвата электромагнитных излучений с дальнейшем анализом и расшифровывания. Перехват информации по таким каналам имеет свои особенности:

• данные можно получить без прямого контакта с источником;
• на сигнал не влияет ни время года/суток;
• прием данных проходит в реальном времени;
• перехват реализуется скрытно.
• дальность перехвата ограничена только характеристикой волн распространения.

Защиты от несанкционированного доступа

Существует байка о том, как нужно хранить информацию. Она должна быть в одном экземпляре на компьютере, который расположен в бронированном сейфе, отключенный от всех сетей и обесточенный. Такой метод мягко говоря, очень жестокий, однако и такие бывали случаи. Что бы защитить данные от НСД, нужно понять какой доступ считается санкционированным, а какой нет. Для этого нужно:

• разбить информацию на классы, которая обрабатывается или хранится на ПК
• разбить пользователей на классы по доступу к данным
• расставить эти классы в определенные связи обмена данным между собой

Системы защиты данных от НСД должно поддерживать реализацию следующих функций:

• аутентификация
• идентификация
• разграничение доступа пользователей к ЭВМ
• разграничение доступа пользователей к возможностями над информацией
• администрирование:
  • обработка регистрационных журналов
  • определение прав доступа к ресурсам
  • запуск системы защиты на ЭВМ
  • демонтированные системы защиты с ЭВМ
• Вывод на попытки НСД
• регистрация событий:
  • нарушения прав доступа
  • вход/выход пользователя из системы
• контроль работоспособности и целостности систем защиты
• поддержание информационной безопасности при ремонтно-профилактических работах и аварийных ситуациях

Права пользователей доступа к ресурсам описывают таблицы, на основе которых проводится проверка аутентификации пользователя по доступу. Если Пользователь не может получить запрашиваемые права доступа, значит регистрируется факт НСД и проводятся определенные действия.

Аутентификация и идентификация пользователя

Для доступа пользователю к ресурсам системы, он должен пройти процесс:

• Идентификации — процесс предоставления системы пользователем свое имя или другой идентификатор
• Аутентификация — процесс подтверждения системой пользователя на основе идентификатора и пароля или другой информации (см. , )

Исходя из этого, для проведения этих процедур, нужно что бы:

• была программа аутентификации
• у пользователя была в наличии уникальная информация

Есть две формы хранения идентификационных данных о пользователе, это внутренняя (запись в базе) или внешняя (карточка). Любому носителю информации, который нуждается в опознании системой, существует соответствие в системе аутентификации:

• ID i — неизменный идентификатор i-го пользователя, который для системы является аналогом имени пользователя
• K i — аутентифицирующие данные пользователя

Существует две типовые схема аутентификации и идентификации. Первая схема:

В такой схеме E i = F (ID i , K i), где невосстановимость K i считается как некий порог трудоемкость Т 0 для восстановления K i по E i и ID i . Для пары K i и K j возможное совпадение значений E. В связи с такой ситуацией, вероятность ложной аутентификации пользователей системы не должна превышать некий порог P 0 . На практике дают такие значения: T 0 = 10 20 ….10 30 , P 0 = 10 -7 ….10 -9 .

Для такой схемы существует протокол аутентификации и идентификации:

• Пользователь предоставляет свой идентификатор ID
• Вычисляется значение E = F(ID, K)

В другой схеме E i = F(S i , K i), где S — случайный вектор, который задается при создании идентификатора пользователя. F — функция, которая имеет аспект невосстановимости значения K i по E i и S i .

Протокол для второй схемы аутентификации и идентификации:

• Пользователь показывает системе свой идентификатор ID
• Если существует такой ID i , где ID=ID i , то идентификация пользователем пройдена успешно, иначе нет.
• По идентификатору ID выделяется вектор S
• Алгоритм аутентификации просит ввести пользователя его аутентификатор К
• Вычисляется значение E = F(S, K)
• Если E = E 1 то аутентификация пройдена, иначе нет.

Вторая схема используется в ОС UNIX. Пользователь в качестве идентификатора вводит свое имя (Login), а пароль в качестве аутентификатора. Функция F является алгоритмом шифрования DES. (см. )

В последнее время набирают обороты биометрические методы идентификации и аутентификации, этому способствует:

• Высокая степень доверенности по признакам из-за их уникальности
• Трудная фальсификация этих признаков

В качестве признаков пользователя может использоваться:

• отпечатки пальцев
• сетчатка глаз и узор радужной оболочки
• форма руки
• форма ушей
• форма лица
• особенности голоса
• рукописный почерк

При прохождении регистрации пользователь должен показать свои биометрические признаки. Сканированный образ сравнивается с образом который существует в базе данных. Системы идентификации по глазу имеют вероятность повторения данных характеристик — 10 -78 . Таким системы наиболее надежные среди остальных биометрических систем. Такие системы применяются в зонах оборонительных и военных объектов. Системы идентификации по отпечаткам пальцев самые распространенные. Причиной массовости заключается в том, что существует большая база по отпечаткам пальцев. Спасибо полиции. Системы идентификации по лицу и голосу самые доступные из-за их дешевизны. Такие системы применяются при удаленной идентификации, к примеру в сетях.

Нужно отметить, что использование биометрических характеристик для идентификации субъектов пока не получило надлежащего нормативно-правового обеспечения, в виде стандартов. Поэтому применение таких систем допускается только там, где идет обработка данных которые составляют коммерческую или служебную тайну.

Взаимная проверка подлинности пользователей

Стороны, которые вступают в информационный обмен нуждаются в взаимной аутентификации. Такой процесс обычно реализуется в начале сеанса обмена. Для проверки подлинности, существуют способы:

• механизм отметки-времени (временной штепмель )
• механизм запроса-ответа

Механизм запроса-ответа подразумевает ситуацию, когда пользователь А хочет быть уверен, данные которые подсылает пользователь В не фальшивые. Для этого пользователь А отправляет непредсказуемый элемент — запрос Х , над которым пользователь В должен выполнить заранее оговоренную операцию, и отправить результат пользователю А. Пользователь А проверяет результат с тем, что должен был выйти. Недостаток такого метода заключается в том, что можно восстановить закономерность между запросом и ответом.

Механизм отметки времени подразумевает регистрацию времени для каждого отправленного сообщения. В таком случае пользователь сети может определить насколько устарело сообщение. В обоих случая дополнительно нужно применять шифрование.

Также есть механизм рукопожатия , который основан на предыдущих двух механизмах и заключается в взаимной проверке ключей, который используют стороны обмена. Такой принцип используют для создания соединения между хостом-компьютером и тд в сетях.

В качестве примера, рассмотрим двух пользователей А и В, которые разделяют один и тот же секретный ключ K AB .

• Пользователь А инициирует механизм, и отправляет пользователю В свой идентификатор ID A в открытой форме
• Пользователь В получает идентификатор ID A , находит ключ K AB для дальнейшего использования
• Пользователь А генерирует последовательность S с помощью генератора PG и отправляет пользователю В в виде криптограммы E K AB S
• Пользователь В расшифровывает эту криптограмму
• Оба пользователя изменяют последовательность S, с помощью односторонней функцией f
• Пользователь В шифрует сообщение f(S), и отправляет криптограмму E K AB (f(S)) пользователю А
• Пользователь А расшифровывает такую криптограмму, и сравнивает f(S) исходное и расшифрованное. Если они равны, то подлинность пользователя В для пользователя А доказана.

Пользователь В доказывает подлинность А таким же способом. Плюсом такого механизма это то, участники связи не получают никакой секретной информации во время механизма.

Также можно использовать DLP системы. Такие системы основаны на анализе потоков данных, которые пересекаются с данными защищаемой информационной системы. При срабатывании сигнатуры, срабатывает активный элемент системы, и передача пакета, потока, сессии блокируется. Такие системы базируются на двух методах. Первым анализирует формальные признаки информации. К примеру метки, значение хеш-функций и др. Такой способ разрешает избежать ложных срабатываний (ошибки 1го рода), но для этого документы нужно обработать дополнительной классификацией. Другом способ — анализ контента. Он допускает ложные срабатывания, но разрешает выявить пересылку конфиденциальных данных не только среди обработанных документов. Основной задачей таких систем это предотвращения передачи конфиденциальных данных за пределы информационной системы. Такая утечка может быть намеренной или ненамеренной. Практика показывает, что 75% инцидентов происходит не специально, а из-за ошибок, небрежности или невнимательности самих сотрудников. Такие утечки выявить не сложно, сложнее выявить специальные атаки. Исход борьбы зависит от многих параметров, и гарантировать 100% успех невозможно.

Делая итог, нужно отметить, что НСД является намеренной угрозой с доступом к . Существует множество способов как это сделать. Службе информационной безопасности нужно тщательно следить за информационными потоками а так же за пользователями информационной системы. С развитием технологий появляются новые методы НСД и их реализации. Нужно начальству выделять ресурсы для обновления и улучшения системы защиты информационной системы, так как со временем она устаревает и теряет возможность препятствовать новым атакам. Нужно помнить, что абсолютной защиты нету, но нужно стремится к ней.

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.

Несанкционированный доступ (НД) - это преднамеренное противоправное овладение конфиденциальной информацией лицом, не имеющим права доступа к охраняемым сведениям. Наиболее распространенными путями НД к информации являются:

• применение подслушивающих устройств;
• дистанционное фотографирование;
• хищение носителей информации и документальных отходов;
• чтение остаточной информации в памяти системы после выполнения санкционированных запросов;
• незаконное подключение к аппаратуре и линиям связи специально разработанных аппаратных средств, обеспечивающих доступ к информации;
• злоумышленный вывод из строя механизмов защиты;
• копирование носителей информации с преодолением мер защиты;
• маскировка под зарегистрированного пользователя;
• расшифровка зашифрованной информации;
• информационные инфекции и др.

Некоторые из перечисленных способов НД требуют достаточно больших технических знаний и соответствующих аппаратных или программных разработок, другие - достаточно примитивны. Независимо от путей утечка информации может привести к значительному ущербу для организации и пользователей.

Большинство из перечисленных технических путей НД поддаются надежной блокировке при правильно разработанной и реализованной на практике системе обеспечения безопасности. Однако зачастую ущерб наносится не из-за «злого умысла», а из-за элементарных ошибок пользователей, которые случайно портят или удаляют жизненно важные данные.

Несмотря на существенное различие размеров наносимого материального ущерба, нельзя не отметить, что проблема защиты информации актуальна не только для юридических лиц. С ней может столкнуться любой пользователь как на работе, так и дома. В связи с этим всем пользователям необходимо осознавать меру ответственности и соблюдать элементарные правила обработки, передачи и использования информации.

К защитным механизмам, направленным на решение проблемы НД к информации, относятся:

• управление доступом - методы защиты информации регулированием использования всех ресурсов информационной системы;
• регистрация и учет - ведение журналов и статистики обращений к защищаемым ресурсам;
• использование различных механизмов шифрования (криптографическое закрытие информации) - эти методы защиты широко применяются при обработке и хранении информации на магнитных носителях, а также ее передаче по каналам связи большой протяженности;
• законодательные меры - определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила пользования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил;
• физические меры - включают в себя различные инженерные устройства и сооружения, препятствующие физическому

проникновению злоумышленников на объекты защиты и осуществляющие защиту персонала, материальных средств, информации от противоправных действий.

Управление доступом

Можно выделить три обобщенных механизма управления доступом к данным: идентификация пользователя, непосредственная (физическая) защита данных и поддержка прав доступа пользователя к данным с возможностью их передачи.

Идентификация пользователей определяет шкалу доступа к различным базам данных или частям баз данных (отношениям или атрибутам). Это, по существу, информационный табель о рангах. Физическая защита данных больше относится к организационным мероприятиям, хотя отдельные вопросы могут касаться непосредственно данных, например их кодирование. И, наконец, средства поддержки и передачи прав доступа должны строго задавать характер дифференцированного общения с данными.

Метод защиты при помощи программных паролей. Согласно этому методу, реализуемому программными средствами, процедура общения пользователя с ПК построена так, что запрещается доступ к операционной системе или определенным файлам до тех пор, пока не будет введен пароль. Пароль держится пользователем в тайне и периодически меняется, чтобы предотвратить несанкционированное его использование.

Метод паролей является самым простым и дешевым, однако не обеспечивает надежной защиты. Не секрет, что пароль можно подсмотреть или подобрать, используя метод проб и ошибок или специальные программы, и получить доступ к данным. Более того, основная уязвимость метода паролей заключается в том, что пользователи зачастую выбирают очень простые и легкие для запоминания (и тем самым для разгадывания) пароли, которые не меняются длительное время, а нередко остаются прежними и при смене пользователя. Несмотря на указанные недостатки, применение метода паролей во многих случаях следует считать рациональным даже при наличии других аппаратных и программных методов защиты. Обычно метод программных паролей сочетается с другими программными методами, определяющими ограничения по видам и объектам доступа.

Проблема защиты информации от несанкционированного доступа особо обострилась с широким распространением локальных и, особенно, глобальных компьютерных сетей. В связи с этим, помимо контроля доступа, необходимым элементом защиты информации в компьютерных сетях является разграничение полномочий пользователей.

В компьютерных сетях при организации контроля доступа и разграничения полномочий пользователей чаще всего используются встроенные средства сетевых операционных систем (ОС). Использование защищенных операционных систем является одним из важнейших условий построения современных информационных систем. Например, ОС UNIX позволяет владельцу файлов предоставлять права другим пользователям - только читать или записывать, для каждого из своих файлов. Наибольшее распространение в нашей стране получает ОС Windows NT, в которой появляется все больше возможностей для построения сети, действительно защищенной от НД к информации. ОС NetWare помимо стандартных средств ограничения доступа, таких как система паролей и разграничения полномочий, имеет ряд новых возможностей, обеспечивающих первый класс защиты данных, предусматривает возможность кодирования данных по принципу «открытого ключа» (алгоритм RSA) с формированием электронной подписи для передаваемых по сети пакетов.

В то же время в такой системе организации защиты все равно остается слабое место: уровень доступа и возможность входа в систему определяются паролем. Для исключения возможности неавторизованного входа в компьютерную сеть в последнее время используется комбинированный подход - пароль + идентификация пользователя по персональному «ключу». В качестве «ключа» может использоваться пластиковая карта (магнитная или со встроенной микросхемой - smart-card) или различные устройства для идентификации личности по биометрической информации - по радужной оболочке глаза или отпечатков пальцев, размерам кисти руки и т. д.

Пластиковые карточки с магнитной полосой можно легко подделать. Более высокую степень надежности обеспечивают смарт-карты - так называемые микропроцессорные карточки (МП-кар-точки). Их надежность обусловлена в первую очередь невозможностью копирования или подделки кустарным способом. Кроме того, при производстве карточек в каждую микросхему заносится уникальный код, который невозможно продублировать. При выдаче карточки пользователю на нее наносится один или несколько паролей, известных только ее владельцу. Для некоторых видов МП-карточек попытка несанкционированного использования заканчивается ее автоматическим «закрытием». Чтобы восстановить работоспособность такой карточки, ее необходимо предъявить в соответствующую инстанцию. Кроме того, технология МП-карто-чек обеспечивает шифрование записанных на ней данных в соответствии со стандартом DES. Установка специального считывающего устройства МП - карточек возможна не только на входе в помещения, где расположены компьютеры, но и непосредственно на рабочих станциях и серверах сети.

Этот подход значительно надежнее применения паролей, поскольку, если пароль подглядели, пользователь об этом может не знать, если же пропала карточка, можно принять меры немедленно.

Смарт-карты управления доступом позволяют реализовать, в частности, такие функции, как контроль входа, доступ к устройствам персонального компьютера, доступ к программам, файлам и командам. Кроме того, возможно также осуществление контрольных функций, в частности, регистрация попыток нарушения доступа к ресурсам, использования запрещенных утилит, программ, команд DOS.

По мере расширения деятельности предприятий, роста численности персонала и появления новых филиалов возникает необходимость доступа удаленных пользователей (или групп пользователей) к вычислительным и информационным ресурсам главного офиса компании. Чаще всего для организации удаленного доступа используются кабельные линии (обычные телефонные или выделенные) и радиоканалы. В связи с этим защита информации, передаваемой по каналам удаленного доступа, требует особого подхода.

В частности, в мостах и маршрутизаторах удаленного доступа применяется сегментация пакетов - их разделение и передача параллельно по двум линиям, - что делает невозможным «перехват» данных при незаконном подключении «хакера» к одной из линий. К тому же используемая при передаче данных процедура сжатия передаваемых пакетов гарантирует невозможность расшифровки «перехваченных» данных. Кроме того, мосты и маршрутизаторы удаленного доступа могут быть запрограммированы таким образом, что удаленные пользователи будут ограничены в доступе к отдельным ресурсам сети главного терминала.

Метод автоматического обратного вызова может обеспечивать более надежную защиту системы от несанкционированного доступа, чем простые программные пароли. В данном случае пользователю нет необходимости запоминать пароли и следить за соблюдением их секретности. Идея системы с обратным вызовом достаточно проста. Удаленные от центральной базы пользователи не могут непосредственно с ней обращаться. Вначале они получают доступ к специальной программе, которой сообщают соответствующие идентификационные коды. После этого разрывается связь и производится проверка идентификационных кодов. В случае если код, посланный по каналу связи, правильный, то производится обратный вызов пользователя с одновременной фиксацией даты, времени и номера телефона. К недостатку рассматриваемого метода следует отнести низкую скорость обмена - среднее время задержки может исчисляться десятками секунд.

Метод шифрования данных

В переводе с греческого языка слово криптография означает тайнопись. Это один из наиболее эффективных методов защиты. Он может быть особенно полезен для усложнения процедуры несанкционированного доступа, даже если обычные средства защиты удалось обойти. В отличие от рассмотренных выше методов криптография не прячет передаваемые сообщения, а преобразует их в форму, недоступную для понимания лицами, не имеющими прав доступа к ним, обеспечивает целостность и подлинность информации в процессе информационного взаимодействия.

Готовая к передаче информация зашифровывается при помощи некоторого алгоритма шифрования и ключа шифрования. В результате этих действий она преобразуется в шифрограмму, т. е. закрытый текст или графическое изображение, и в таком виде передается по каналу связи. Получаемые зашифрованные выходные данные не может понять никто, кроме владельца ключа.

Под шифром обычно понимается семейство обратимых преобразований, каждое из которых определяется некоторым параметром, называемым ключом, а также порядком применения данного преобразования, называемым режимом шифрования. Обычно ключ представляет собой некоторую буквенную или числовую последовательность.

Каждое преобразование однозначно определяется ключом и описывается некоторым алгоритмом шифрования. Например, алгоритм шифрования может предусмотреть замену каждой буквы алфавита числом, а ключом при этом может служить порядок номеров букв этого алфавита. Чтобы обмен зашифрованными данными проходил успешно, отправителю и получателю необходимо знать правильный ключ и хранить его в тайне.

Один и тот же алгоритм может применяться для шифрования в различных режимах. Каждый режим шифрования имеет как свои преимущества, так и недостатки. Поэтому выбор режима зависит от конкретной ситуации. При расшифровывании используется криптографический алгоритм, который в общем случае может отличаться от алгоритма, применяемого для шифрования, следовательно, могут различаться и соответствующие ключи. Пару алгоритмов шифрования и расшифрования называют криптосистемой (шифросистемой), а реализующие их устройства - шифротехникой.

Различают симметричные и асимметричные криптосистемы. В симметричных криптосистемах для шифрования и расшифрования используется одинаковый закрытый ключ. В асимметричных криптосистемах ключи для шифрования и расшифрования различны, причем один из них закрытый, а другой открытый (общедоступный).

Существует довольно много различных алгоритмов криптографической защиты информации, например DES, RSA, ГОСТ 28147-89 и др. Выбор способа шифрования зависит от особенностей передаваемой информации, ее объема и требуемой скорости передачи, а также возможностей владельцев (стоимость применяемых технических устройств, надежность функционирования и т. д.).

Шифрование данных традиционно использовалось правительственными и оборонными департаментами, но в связи с изменением потребностей и некоторые наиболее солидные компании начинают использовать возможности, предоставляемые шифрованием для обеспечения конфиденциальности информации. Финансовые службы компаний (прежде всего в США) представляют важную и большую пользовательскую базу, и часто специфические требования предъявляются к алгоритму, используемому в процессе шиф-

рования. Стандарт шифрования данных DES (Data Encryption Standart) был разработан фирмой IBM в начале 1970-х гг. и в настоящее время является правительственным стандартом для шифрования цифровой информации. Он рекомендован Ассоциацией американских банкиров. Сложный алгоритм DES использует ключ длиной 56 битов и 8 битов проверки на четность и требует от злоумышленника перебора 72 квадриллионов возможных ключевых комбинаций, обеспечивая высокую степень защиты при небольших расходах. При частой смене ключей алгоритм удовлетворительно решает проблему превращения конфиденциальной информации в недоступную. В то же время рынок коммерческих систем не всегда требует такой строгой защиты, как правительственные или оборонные ведомства, поэтому возможно применение продуктов и другого типа, например PGP (Pretty Good Privacy). Шифрование данных может осуществляться в режимах On-line (в темпе поступления информации) и Off-line (автономном).

Алгоритм RSA был изобретен Р.Л. Райвестом, А. Шамиром и Л. Альдеманом в 1978 г. и представляет собой значительный шаг в криптографии. Этот алгоритм также был принят в качестве стандарта Национальным бюро стандартов.

DES технически является симметричным алгоритмом, а RSA - асимметричным - это система коллективного пользования, в которой каждый пользователь имеет два ключа, причем только один секретный. Открытый ключ используется для шифрования сообщения пользователем, но только определенный получатель может расшифровать его своим секретным ключом; открытый ключ для этого бесполезен. Это делает ненужными секретные соглашения о передаче ключей между корреспондентами. DES определяет длину данных и ключа в битах, a RSA может быть реализован при любой длине ключа. Чем длиннее ключ, тем выше уровень безопасности (но становится длительнее и процесс шифрования и дешифрования). Если ключи DES можно сгенерировать за микросекунды, то примерное время генерации ключа RSA - десятки секунд. Поэтому открытые ключи RSA предпочитают разработчики программных средств, а секретные ключи DES - разработчики аппаратуры.

При обмене электронной документацией может возникнуть ситуация отказа одной из сторон от своих обязательств (отказ от авторства), а также фальсификация сообщений, полученных от отправителя (приписывание авторства). Основным механизмом решения этой проблемы становится создание аналога рукописной подписи - электронная цифровая подпись (ЦП). К ЦП предъявляют два основных требования: высокая сложность фальсификации и легкость проверки.

Для создания ЦП можно использовать как симметричные, так и асимметричные шифросистемы. В первом случае подписью может служить само зашифрованное на секретном ключе сообщение. Но после каждой проверки секретный ключ становится известным. Для выхода из этой ситуации необходимо введение третьей стороны - посредника, которому доверяют любые стороны, осуществляющего перешифрование сообщений с ключа одного из абонентов на ключ другого.

Асимметричные шифросистемы обладают всеми свойствами, необходимыми для ЦП. В них возможны два подхода к построению ЦП.

• 1. Преобразование сообщения в форму, по которой можно восстановить само сообщение и, тем самым, проверить правильность самой подписи.
• 2. Подпись вычисляется и передается вместе с исходным сообщением.

Таким образом, для разных шифров задача дешифрования - расшифровки сообщения, если ключ неизвестен, имеет различную сложность. Уровень сложности этой задачи и определяет главное свойство шифра - способность противостоять попыткам противника завладеть защищаемой информацией. В связи с этим говорят о криптографической стойкости шифра, различая более стойкие и менее стойкие шифры. Характеристики наиболее популярных методов шифрования приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1. Характеристики наиболее распространенных методов шифрования

При рассмотрении вопросов, связанных с получением информации, хранящейся и обрабатываемой в компьютерных системах, под основными способами несанкционированного доступа предполагались следующие:

Преодоление программных средств защиты;

Несанкционированное копирование информации;

Перехват информации в каналах связи;

Использование программных закладок;

Использование аппаратных закладок;

Перехват побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН).

При рассмотрении методов защиты мы не будем разделять их по вышеперечисленным способам, так как во многих случаях одни и те же методы оказываются эффективным средством предотвращения различных видов несанкционированного доступа.

Основными способами защиты являются следующие:

Аутентификация пользователей на этапе регистрации их полномочий;

Физическая защита компьютерных систем;

Выявление программных и аппаратных закладок;

Кодирование информации.

Эти (и другие) способы в тех или иных сочетаниях реализованы в программных и программно-аппаратных системах защиты компьютерной информации от несанкционированного доступа. Некоторые из этих систем будут описаны ниже.

Естественно, что для защиты компьютерной информации должен применяться весь комплекс организационных и технических мероприятий, включая физическую охрану территории, введение пропускного режима, осуществление линейного и пространственного зашумления, выявление закладных устройств и т. д. Но они характерны для любых информационных систем, поэтому здесь отдельно рассматриваться не будут.

Аутентификация пользователей на этапе регистрации их полномочий. Разграничение доступа пользователей к ресурсам вычислительных средств сопряжено с использованием таких понятий, как идентификация и аутентификация.

Идентификация - это присвоение субъекту (человеку) или объекту (компьютеру, диску и т. п.) индивидуального образа, имени или числа, по которому он будет опознаваться в системе.

Аутентификация - проверка подлинности объекта или субъекта на основе его идентификационных признаков.

Установление подлинности может производиться человеком, аппаратным устройством или программой вычислительной системы. В автоматизированных устройствах аутентификации в качестве идентификатора обычно используются:

индивидуальные физиологические признаки: отпечаток пальца (рис. 185), контур ладони (рис. 189), изображение сетчатки глаза и др.

Рис. 185. Внешний вид устройства аутентификации по отпечатку пальца

Рис. 186. Внешний вид устройства аутентификации по контур ладони пароли;

специальные устройства-идентификаторы (ТоисЬ Метогу), выполненные в виде брелков - «таблеток», пластиковых магнитных карт и т.п., опознаваемых с помощью специальных устройств считывания информации (см. рис. 187).

Рис. 187. Устройство считывания установленное на компьютере

Каждый из этих признаков обладает своими достоинствами и недостатками. Так, например, пароли часто бывают тривиальными и легко угадываются, кроме того пользователи обычно их записывают в блокнотах; индивидуальные физиологические признаки человека могут изменяться (например, порез пальца руки); устройство-идентификатор может быть утеряно пользователем или украдено у него. Поэтому в настоящее время в системах аутентификации стараются комплексировать разные виды идентификационных признаков: пароль - отпечаток руки, пароль -магнитная карта и т. д.

В результате аутентификации происходит определение полномочий пользователя по допуску к ресурсам вычислительной системы (файлам, базам данных, сегментам памяти) и по видам производимых операций (чтение, запись, выполнение и т. д.).

Проведение аутентификации - принципиально необходимый процесс, присущий всем системам защиты, информации, роль ее особенно возрастает при удаленном доступе в сети.

Физическая защита компьютерных систем предполагает применение таких устройств, которые бы исключали доступ к информации без нарушения физической целостности персонального компьютера.

В ряде случаев принципиальным оказывается применение мер, исключающих негласный (в том числе и регулярный) доступ к компьютеру с целью копирования или модифицирования информации. Для решения этой задачи как нельзя лучше подходят средства физической защиты.

1. Опечатывание системного блока и других элементов компьютерной системы специальными пломбами или печатью руководителя службы безопасности.

Опечатывание системного блока позволяет исключить бесконтрольный несанкционированный доступ к информации на жестком диске (в обход установленной системы защиты) посредством извлечения диска и подключения его к другому компьютеру. Кроме того, данная процедура позволяет устранить опасность нахождения в вашем вычислительном средстве аппаратных закладок, естественно, если вы позаботились провести проверку на их отсутствие до опечатывания компьютера. Не поленитесь после проверки провести опломбирование и всех других компонентов, включая коммутационные кабели, так как современные технологии позволяют установить закладки и в них.

2. Установка специальных вставок в «карман» гибкого дисковода, оборудованных замком с фиксацией на ключ.

Данная мера может применяться как средство защиты от негласного копирования информации, от заражения компьютера вирусами и программными закладками.

3. Применение специальных замков, блокирующих клавиатуру компьютера. Это эффективное средство защиты информации от возможной преднамеренной модификации, а также от заражения компьютерными вирусами и установки программных закладок.

4. Организация хранения магнитных и оптических носителей информации в сейфах либо в запирающихся на замок специальных дискетницах. Позволяет исключить негласное копирование информации с этих носителей, модификацию ее, заражение компьютерными вирусами, внедрение программных закладок.

Выявление программных и аппаратных закладок. Устранение программных закладок в персональном компьютере задача близкая по своей сути к задаче борьбы с компьютерными вирусами. Дело в том, что в настоящее время не существует четкой классификации программ с потенциально опасными воздействиями. Так, например, обычно выделяют программы типа «троянский конь», логические бомбы, вирусы и некоторые другие.

Под «троянским конем» при этом понимают программы, предназначенные для решения каких-то тайных задач, но замаскированные под «благородные» программные продукты. Классическим примером «троянцев» могут служить программы, выявленные в некоторых программах обеспечения финансовых операций локальных банковских сетей. Программы эти совершали операцию зачисления на счет ее владельцев сумм, эквивалентных «полкопейке». Такие суммы, возникающие в результате банковских пересчетных операций, должны округляться, поэтому исчезновение их оставалось незамеченным. Выявлено воровство было только благодаря быстрому росту личных счетов сотрудников, отвечающих за программное обеспечение. Небывалый рост происходил вследствие огромного числа пересчетных операций. К программам типа «троянский конь» относятся и программные закладки, рассмотренные выше.

К логическим бомбам относят, как правило, программы, совершающие свои деструктивные действия при выполнении каких-то условий например, если тринадцатый день месяца приходится на пятницу, наступает 26 апреля и т. д.

Под вирусами, как отмечалось выше, понимаются программы способные к «размножению» и совершению негативных действий.

Об условности такой классификации можно говорить на том основании, что пример с программой-закладкой в финансовой системе банка может быть отнесен и к логической бомбе, так как событие зачисления «пол-копейки» на личный счет наступало в результате выполнения условия - дробного остатка в результате операции над денежной суммой. Логическая бомба «пятница, тринадцатое» есть ничто иное как вирус, так как обладает способностью к заражению других программ. Да и вообще, программы-закладки могут внедряться в компьютер не только в результате их прямого внесения в текст конкретных программных продуктов, а и подобно вирусу благодаря указанию им конкретного адреса для будущего размещения и точек входа.

Из вышесказанного следует, что для защиты вашего компьютера от программных закладок необходимо соблюдать все требования, изложенные при рассмотрении вопросов борьбы с компьютерными вирусами. Кроме того, необходимо исключить бесконтрольный доступ к вашим вычислительным средствам посторонних лиц, что может быть обеспечено, в том числе, благодаря применению уже рассмотренных средств физической защиты.

Что же касается вопросов борьбы с программными закладками - перехватчиками паролей, то здесь следует отметить следующие меры.

1. Требования по защите от программ-имитаторов системы регистрации:

Системный процесс, который получает от пользователя его имя и пароль при регистрации, должен иметь свой рабочий стол, недоступный другим программным продуктам;

Ввод идентификационных признаков пользователя (например, пароля) должен осуществляться с использованием комбинаций клавиш, недоступных другим прикладным программам;

Время на аутентификацию должно быть ограничено (примерно 30 с), что позволит выявлять программы-имитаторы по факту длительного нахождения на экране монитора регистрационного окна.

2. Условия, обеспечивающие защиту от программ-перехватчиков паролей типа фильтр:

Запретить переключение раскладок клавиатур во время ввода пароля;

Обеспечить доступ к возможностям конфигурации цепочек программных модулей и к самим модулям, участвующим в работе с паролем пользователя, только системному администратору.

3. Защита от проникновения заместителей программных модулей системы аутентификации не предусматривает каких-то определенных рекомендаций, а может быть реализована только на основе проведения перманентной продуманной политики руководителя службы безопасности и системного администратора; некоторым утешением здесь может служить малая вероятность применения вашими конкурентами программ-заместителей ввиду сложности их практической реализации.

Наиболее полно всем изложенным требованиям по защите от программных закладок -перехватчиков паролей отвечает операционная система Windows NT и отчасти UNIX.

Выявлением аппаратных закладок профессионально могут заниматься только организации, имеющие лицензию от Федерального агентства правительственной связи и информации на этот вид деятельности. Эти организации обладают соответствующей аппаратурой, методиками и подготовленным персоналом. Кустарно можно выявить только самке примитивные аппаратные закладки. Если же вы испытываете определенные финансовые трудности и не можете себе позволить заключить соответствующий договор, то предпримите хотя бы меры физической защиты вашего компьютера.

Кодирование информации обеспечивает самый высокий уровень защиты от несанкционированного доступа. В качестве простейшего вида кодирования может рассматриваться обычная компрессия данных с помощью программ-архиваторов, но так как защитить она может лишь от неквалифицированного пользователя, то и рассматриваться архивирование как самостоятельный способ защиты не должно. Однако такое кодирование позволяет повысить криптостойкость других методов при их совместном использовании.

Не касаясь основных методов кодирования рассмотрим только примеры программно-аппаратных и программных систем защиты информации, в которых кодирование выступает одним из равноправных элементов наряду с другими методами защиты.

Программно-аппаратный комплекс «Аккорд». В его состав входит одноплатовый контроллер, вставляемый в свободный слот компьютера, контактное устройство аутентификации, программное обеспечение и персональные идентификаторы DS199x Touch Memory в виде таблетки. Контактное устройство (съемник информации) устанавливается на передней панели компьютера, а аутентификация осуществляется путем прикосновения «таблетки» (идентификатора) к съемнику. Процесс аутентификации осуществляется до загрузки операционной системы. Ко-

дирование информации предусмотрено как дополнительная функция и осуществляется с помощью дополнительного программного обеспечения.

Программно-аппаратный комплекс «Dallas LockЗ.1». Предоставляет широкие возможности по защите информации, в том числе: обеспечивает регистрацию пользователей до загрузки операционной системы и только по предъявлению личной электронной карты Touch Memory и вводе пароля; реализует автоматическую и принудительную блокировку компьютера с гашением экрана монитора на время отсутствия зарегистрированного пользователя; осуществляет гарантированное стирание файлов при их удалении; выполняет помехоустойчивое кодирование файлов.

Программная система защиты информации «Кобра». Осуществляет аутентификацию пользователей по паролю и разграничение их полномочий. Позволяет работать в режиме прозрачного шифрования. Обеспечивает высокую степень защиты информации в персональных ЭВМ.

Программная система защиты «Снег-1.0». Предназначена для контроля и разграничения доступа к информации, хранящейся в персональном компьютере, а также защиту информационных ресурсов рабочей станции локальной вычислительной сети. «Снег-1.0» включает в себя сертифицированную систему кодирования информации «Иней», построенную с использованием стандартного алгоритма криптографического преобразования данных ГОСТ 28147-89.

В качестве примера системы, выполняющей только кодирование информации, можно привести устройство «Криптон-ЗМ».

Напоминаем, что в данном подразделе рассматривались методы защиты, характерные исключительно для компьютерных сетей. Однако полноценная защита информации в вычислительных средствах невозможна без комплексного применения всех вышеописанных организационных и технических мер.

Если работа вашей фирмы связана с выполнением государственного заказа, то скорее всего вам не обойтись без получения лицензии на работу с государственной тайной, а следовательно и проверки аппаратуры на наличие возможно внедренных «закладок» и на наличие и опасность технических каналов утечки информации. Однако если такой необходимости нет, то в ряде случаев можно обойтись и своими силами, так как стоимость подобных работ все же достаточно высока.

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.