1. Место информационной безопасности в системе национальной безопасности

• Название: 1. Место информационной безопасности в системе национальной безопасности
• Дата: 03.07.2018
• Размер: 453.88 Kb.
• Имя файла: Itmo_Upravlenie_IB_gotovy.docx
• Тип: Документы; #48281
• страница: 8 из 12

21.Модели разграничения доступа.

1. Избирательное разграничение доступа. Система правил избирательного или дискреционного разграничения доступа (discretionary access control) формулируется следующим образом.

1.  Для любого объекта операционной системы существует владелец.

2.  Владелец объекта может произвольно ограничивать доступ других субъектов к данному объекту.

3.  Для каждой тройки субъект-объект-метод возможность доступа определена однозначно.

Существует хотя бы один привилегированный пользователь (администратор), имеющий возможность обратиться к любому объекту по любому методу доступа. Это не означает, что этот пользователь может игнорировать разграничение доступа к объектам и поэтому является суперпользователем. Не всегда для реализации возможности доступа к объекту операционной системы администратору достаточно просто обратиться к объекту. Например, вWindows NT администратор для обращения к чужому (принадлежащему другому субъекту) объекту должен вначале объявить себя владельцем этого объекта, использовав привилегию администратора объявлять себя владельцем любого объекта, затем дать себе необходимые права, и только после этого администратор может обратиться к объекту. При этом использование администратором своей привилегии не остается незамеченным для прежнего владельца объекта.

Для определения прав доступа субъектов к объектам при избирательном разграничении доступа используется матрица доступа. Строки этой матрицы представляют собой объекты, столбцы - субъекты (или наоборот). В каждой ячейке матрицы хранится совокупность прав доступа, предоставленных данному субъекту на данный объект.

Поскольку матрица доступа очень велика (типичный объем для современной операционной системы составляет несколько десятков мегабайтов), матрица доступа никогда не хранится в системе в явном виде. Для сокращения объема матрицы доступа используется объединение субъектов доступа в группы. Права, предоставленные группе субъектов для доступа к данному объекту, предоставляются каждому субъекту группы.

При создании нового объекта владелец объекта должен определить права доступа различных субъектов к этому объекту. Если владелец объекта не сделал этого, то либо новому объекту назначаются атрибуты защиты по умолчанию, либо новый объект наследует атрибуты защиты от родительского объекта (каталога, контейнера и т.д.).

Избирательное разграничение доступа является наиболее распространенным механизмом разграничения доступа. Это обусловлено сравнительной простотой реализации избирательного разграничения доступа и сравнительной необременительностью правил избирательного разграничения доступа для пользователей. Вместе с тем защищенность операционной системы, подсистема защиты которой реализует только избирательное разграничение доступа, во многих случаях недостаточна.

2. Изолированная программная среда. Изолированная или замкнутая программная среда представляет собой расширение модели избирательного разграничения доступа. Здесь правила разграничения доступа формулируются следующим образом.

1. Для любого объекта операционной системы существует владелец.

2. Владелец объекта может произвольно ограничивать доступ других субъектов к данному объекту.

3. Для каждой четверки субъект-объект-метод-процесс возможность доступа определена однозначно.

4. Существует хотя бы один привилегированный пользователь (администратор), имеющий возможность обратиться к любому объекту по любому методу.

5. Для каждого субъекта определен список программ, которые этот субъект может запускать.

При использовании изолированной программной среды права субъекта на доступ к объекту определяются не только правами и привилегиями субъекта, но и процессом, с помощью которого субъект обращается к объекту. Можно, например, разрешить обращаться к файлам с расширением .doc только программам Word, Word Viewer и WPview.

Изолированная программная среда существенно повышает защищенность операционной системы от разрушающих программных воздействий, включая программные закладки и компьютерные вирусы. Кроме того, при использовании данной модели повышается защищенность целостности данных, хранящихся в системе. В то же время изолированная программная среда создает определенные сложности в администрировании операционной системы.

Изолированная программная среда не защищает от утечки конфиденциальной информации.

3. Полномочное разграничение доступа без контроля информационных потоков. Полномочное или мандатное разграничение доступа (mandatory access control) обычно применяется в совокупности с избирательным. При этом правила разграничения доступа формулируются следующим образом.

1.  Для любого объекта операционной системы существует владелец.

2.  Владелец объекта может произвольно ограничивать доступ других субъектов к данному объекту.

3.  Для каждой тройки субъект-объект-метод возможность доступа определена однозначно.

4.  Существует хотя бы один привилегированный пользователь (администратор), имеющий возможность удалить любой объект.

5.  В множестве объектов доступа операционной системы выделяется подмножество объектов полномочного разграничения доступа. Каждый объект полномочного разграничения доступа имеет гриф секретности. Чем выше числовое значение грифа секретности, тем секретнее объект. Нулевое значение грифа секретности означает, что объект несекретен. Если объект не является объектом полномочного разграничения доступа или если объект несекретен, администратор может обратиться к нему по любому методу, как и в предыдущей модели разграничения доступа.

6.  Каждый субъект доступа имеет уровень допуска. Чем выше числовое значение уровня допуска, тем больший допуск имеет субъект. Нулевое значение уровня допуска означает, что субъект не имеет допуска. Обычно ненулевое значение допуска назначается только субъектам-пользователям и не назначается субъектам, от имени которых выполняются системные процессы.

7.  Если:

•          объект является объектом полномочного разграничения доступа,

•          гриф секретности объекта строго выше уровня допуска субъекта, обращающегося к нему,

•          субъект   открывает   объект   в    режиме,   допускающем    чтение информации,

то доступ субъекта к объекту запрещен независимо от состояния матрицы доступа.

В данной модели администратор не имеет права читать секретную информацию, и, таким образом, его права несколько ограничены по сравнению с предыдущей моделью.

Поскольку данная модель не дает ощутимых преимуществ по сравнению с предыдущей и в то же время существенно сложнее ее в технической реализации, на практике данная модель используется крайне редко.

4. Полномочное разграничение доступа с контролем информационных потоков. Как и в предыдущем случае, мы будем рассматривать данную модель разграничения доступа в совокупности с избирательным разграничением доступа. Правила разграничения доступа в данной модели формулируются следующим образом.

1), 2) аналогичны полномочному разграничению доступа без контроля информационных потоков

3.             Для каждой четверки субъект-объект-метод-процесс возможность доступа определена однозначно в каждый момент времени. При изменении состояния процесса со временем возможность предоставления доступа также может измениться, т.е. если в некоторый момент времени к некоторому объекту разрешен доступ некоторого субъекта посредством некоторого процесса, это не означает, что в другой момент времени доступ тоже будет разрешен. Вместе с тем в каждый момент времени возможность доступа определена однозначно - никаких случайных величин здесь нет. Поскольку права процесса на доступ к объекту меняются с течением времени, они должны проверяться не только при открытии объекта, но и перед выполнением над объектом таких операций, как чтение и запись.

4), 5), 6) аналогичны полномочному разграничению доступа без контроля информационных потоков

7.             Если:

•          объект является объектом полномочного разграничения доступа,

•          гриф секретности объекта строго выше уровня допуска субъекта, обращающегося к нему,

•          субъект   открывает   объект   в   режиме,    допускающем   чтение информации,

то доступ субъекта к объекту должен быть запрещен независимо от состояния матрицы доступа. Это - так называемое правило NRU (Not Read Up - не читать выше).

8.  Каждый процесс операционной системы имеет уровень конфиденциальности, равный максимуму из грифов секретности объектов, открытых процессом на протяжении своего существования. Уровень конфиденциальности фактически представляет собой гриф секретности информации, хранящейся в оперативной памяти процесса.

9.  Если:

•     объект является объектом полномочного разграничения доступа,

•       гриф секретности объекта строго ниже уровня конфиденциальности процесса, обращающегося к нему,

•       субъект собирается записывать в объект информацию,

то доступ субъекта к объекту должен быть запрещен независимо от состояния матрицы доступа. Это правило разграничения доступа предотвращает утечку секретной информации. Это - так называемое правило NWD (Not WriteDown - не записывать ниже).

10. Понизить гриф секретности объекта полномочного разграничения доступа может только субъект, который:

•          имеет доступ к объекту согласно правилу 7;

обладает  специальной  привилегией,  позволяющей  ему понижать грифы секретности объектов.

При использовании данной модели разграничения доступа существенно страдает производительность операционной системы, поскольку права доступа к объекту должны проверяться не только при открытии объекта, но и при каждой операции чтения/записи.

Свойства модели	Избирательное разграничение доступа	Изолированная программная среда	Полномочное разграничение доступа
			без контроля потоков	с контролем потоков
Защита       от утечки   информации	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует	Имеется
Защищенность от   разрушающих  воздействий	Низкая	Высокая	Низкая	Низкая
Сложность реализации	Низкая	Средняя	Средняя	Высокая
Сложность администрирования	Низкая	Средняя	Низкая	Высокая
Затраты ресурсов  компьютера	Низкие	Низкие	Низкие	Высокие
Использование программного обеспечения, разработанного для других систем	Возможно	Возможно	Возможно	Проблематично

Если для организации чрезвычайно важно обеспечение защищенности системы от несанкционированной утечки информации, без полномочного разграничения доступа с контролем информационных потоков просто не обойтись. В остальных ситуациях применение этой модели нецелесообразно из-за резкого ухудшения эксплуатационных качеств операционной системы. Что касается изолированной программной среды, то ее целесообразно использовать в случаях, когда очень важно обеспечивать целостность программ и данных операционной системы. В остальных ситуациях простое избирательное разграничение доступа наиболее эффективно.

22.Криптографические стандарты и их использование в информационных системах.
Криптографический стандарт DES.

Рассмотрим кратко широко известные алгоритмы блочного шифрования, принятые в качестве государственных стандартов шифрования данных в США и России.

DES (Data Encryption Standart).

В этом алгоритме входные 64-битовые векторы, называемые блоками открытого текста, преобразуются в выходные 64-битовые векторы, называемые блоками шифротекста, с помощью двоичного 56-битового ключа К. Число различных ключей DES-алгоритма равно 2⁵⁶ > 7 • 10¹⁶.

Алгоритм обеспечивает высокую стойкость, однако недавние результаты показали, что современная технология позволяет создать вычислительное устройство стоимостью около 1 млн долларов США, способное вскрыть секретный ключ с помощью полного перебора в среднем за 3,5 часа.

Из-за небольшого размера ключа было принято решение использовать DES-алгоритм для закрытия коммерческой (несекретной) информации. Практическая реализация перебора всех ключей в данных условиях экономически нецелесообразна, так как затраты на реализацию перебора не соответствуют ценности информации, закрываемой шифром.

DES-алгоритм явился первым примером широкого производства и внедрения технических средств в области защиты информации. Национальное бюро стандартов США проводит проверку аппаратных реализаций DES-алгоритма, предложенных фирмами-разработчиками, на специальном тестирующем стенде. Только после положительных результатов проверки производитель получает от Национального бюро стандартов сертификат на право реализации своего продукта. К настоящему времени аттестовано несколько десятков изделий, выполненных на различной элементной базе.

Достигнута высокая скорость шифрования. По некоторым сообщениям, имеется микросхема, реализующая DES-алгоритм со скоростью 45 Мбит/с. Велика доступность этих изделий: стоимость некоторых аппаратных реализаций ниже 100 долларов США.

Основные области применения DES-алгоритма:

1) хранение данных в ЭВМ (шифрование файлов, паролей);


 

2) аутентификация сообщений (имея сообщение и контрольную группу, несложно убедиться в подлинности сообщения);

3) электронная система платежей (при операциях с широкой клиентурой и между банками);

4) электронный обмен коммерческой информацией (обмен данными между покупателем, продавцом и банкиром защищен от изменений и перехвата).

 

ГОСТ 28147-89

 

В 1989 году в СССР был разработан блочный шифр для использования в качестве государственного стандарта шифрования данных. Разработка была принята и зарегистрирована как ГОСТ 28147—89. И хотя масштабы применения этого алгоритма шифрования до сих пор уточняются, начало его внедрению, в частности в банковской системе, уже положено. Алгоритм, судя по публикациям, несколько медлителен, но обладает весьма высокой стойкостью.

Блок-схема алгоритма ГОСТ отличается от блок-схемы DES-алгоритма лишь отсутствием начальной перестановки и числом циклов шифрования (32 в ГОСТе против 16 в DES-алгоритме).

В шифре ГОСТ используется 256-битовый ключ и объем ключевого пространства составляет 2²⁵⁶. Ни на одной из существующих в настоящее время или предполагаемых к реализации в недалеком будущем ЭВМ общего применения нельзя подобрать ключ за время, меньшее многих сотен лет. Российский стандарт проектировался с большим запасом, по стойкости он на много порядков превосходит американский стандарт DES с его реальным размером ключа в 56 бит и объемом ключевого пространства всего 2⁵⁶. В свете прогресса современных вычислительных средств этого явно недостаточно. В этой связи DES может представлять скорее исследовательский или научный, чем практический интерес.

Алгоритм расшифровки отличается от алгоритма зашифровки тем, что последовательность ключевых векторов используется в обратном порядке.

Расшифровка данных возможна только при наличии синхропосылки, которая в скрытом виде хранится в памяти ЭВМ или передается по каналам связи вместе с зашифрованными данными.

Важной составной частью шифросистемы является ключевая система шифра. Под ней обычно понимается описание всех видов ключей (долговременные, суточные, сеансовые и др.), используемых шифром, и алгоритмы их использования (протоколы шифрованной связи).

В электронных шифраторах в качестве ключей могут использоваться начальные состояния элементов памяти в схемах, реализующих алгоритм шифрования, функциональные элементы алгоритма шифрования. Ключ может состоять из нескольких ключевых составляющих различных типов: долговременных, сеансовых и т. д.

Одной из основных характеристик ключа является его размер, определяющий число всевозможных ключевых установок шифра. Если размер ключа недостаточно велик, то шифр может быль вскрыт простым перебором всех вариантов ключей. Если размер ключа чрезмерно велик, то это приводит к удорожанию изготовления ключей, усложнению процедуры установки ключа, понижению надежности работы шифрующего устройства и т. д. Таким образом, выбранный криптографом размер ключа — это всегда некий компромисс.

Заметим, что DES-алгоритм подвергался критике именно в связи с небольшим размером ключа, из-за чего многие криптологи пришли к мнению, что необходимым «запасом прочности» DES-алгоритм не обладает.

Другой важной характеристикой ключа является его случайность.

Наличие закономерностей в ключе приводит к неявному уменьшению его размера и, следовательно, к понижению криптографической стойкости шифра. Такого рода ослабление криптографических свойств шифра происходит, например, когда ключевое слово устанавливается по ассоциации с какими-либо именами, датами, терминами. Всякая логика в выборе ключа наносит ущерб криптографическим свойствам шифра.

Таким образом, требование случайности ключей выступает как одно из основных при их изготовлении.

Для изготовления ключей могут использоваться физические датчики и псевдослучайные генераторы со сложным законом образования ключа. Использование хорошего физического датчика более привлекательно с точки зрения обеспечения случайности ключей, но является, как правило, более дорогим и менее производительным способом. Псевдослучайные генераторы более дешевы и производительны, но привносят некоторые зависимости если не в отдельные ключи, то в совокупности ключей, что также нежелательно.

Важной частью практической работы с ключами является обеспечение секретности ключа. К основным мерам по защите ключей относятся следующие:

1) ограничение круга лиц, допущенных к работе с ключами;

2) регламентация рассылки, хранения и уничтожения ключей;

3) регламентация порядка смены ключей;

4) применение технических мер защиты ключевой информации от несанкционированного доступа.

Важной составляющей защиты информации являются протоколы связи, определяющие порядок вхождения в связь, зашифровки и передачи информации. Протокол связи должен быть построен с учетом следующих обстоятельств:

1) протокол должен защищать открытый текст и ключ от несанкционированного доступа на всех этапах передачи информации от источника к получателю сообщений;

2) протокол не должен допускать выхода в линии связи «лишней» информации, предоставляющей криптоаналитику противника дополнительные возможности дешифрования криптограмм.

Нетрудно видеть, что использование криптосистем с секретным ключом предполагает заблаговременные до сеансов связи договоренности между абонентами о сеансовых секретных ключах или их предварительную пересылку по защищенному каналу связи. К настоящему времени разработаны принципы так называемого открытого распределения ключей (ОРК) и открытого шифрования (ОШ), которые явились «новыми направлениями в криптографии», давшими начало криптографии с открытым ключом.