|
|
Информационная безопасность сетей. Информационная+безопасность+сетей. Содержание понятие информационной безопасности компьютерных систем 7 Введение
При обнаружении следов атак необходимо учитывать следующие аспекты [Firthl-97]:
контроль целостности программ, файлов данных и других информационных ресурсов, подлежащих защите;
анализ деятельности пользователей и процессов, а также сетевого трафика в контролируемой системе;
контроль физических форм нападений на элементы ИС, в том числе и на отчуждаемые источники хранения информации (например, mobile rack);
расследование администраторами и другими надежными источниками (например, CIRT) необычных действий.
В соответствии с этой классификацией действия, связанные с обнаружением атак, могут быть выполнены как в автоматизированном, так и в ручном режиме.
Автоматизированный анализ также делится на две категории - универсальный и специализированный анализ. Первый осуществляется при помощи средств, встроенных в программное обеспечение. Например, к таким средствам могут быть отнесены анализатор протоколов Network Monitor или система обработки журналов регистрации Event Viewer. Специализированный анализ реализуется средствами, предназначенными именно для обнаружения нарушений политики безопасности. К таким системам относятся Snort, Tripwire, System Scanner и т. д.
Ручные методы абсолютно бесплатны (если не брать в расчет зарплату специалиста, осуществляющего анализ, и другие параметры, составляющие общую стоимость владения), однако не обеспечивают своевременности обнаружения атак и, тем более, реагирования на них. Кроме того, эти методы неприменимы в крупных, территориально - распределенных сетях. Однако в некоторых случаях использование этих методов обоснованно. Например, в удаленных филиалах, на некритичных сегментах и узлах, при отсутствии необходимых денежных средств и т. д. Также эти методы предпочтительны после применения автоматизированного анализа, поскольку несмотря на все их преимущества, некоторые атаки очень трудно обнаружить без привлечения ручного анализа и человеческого разума. В таком случае объемы обрабатываемых вручную данных становятся на порядки ниже их первоначального объема. Как отмечается в [Allen 1-99], процесс полной автоматизации процесса обнаружения атак пока является недостижимой мечтой. Почти во всех известных инцидентах, которые были зафиксированы, и в которых злоумышленник был пойман, применялись "ручные" методы, основанные на внимательности операторов систем обнаружения атак или на дополнительных, самостоятельно разработанных программах, расширяющих функциональность используемых защитных систем. Ну и, наконец, "ручной" анализ позволяет специалистам в области безопасности повысить свою квалификацию.
Автоматизированные универсальные методы более эффективны, чем ручные методы, используемые на начальном этапе, однако и они не в состоянии своевременно обнаружить нарушения политики безопасности. Все, что они могут, - это облегчить обработку больших объемов информации, осуществлять фильтрацию и выборки данных, которые затем анализируются вручную.
И последний вариант выполнения действий, описанных в табл. 5.1, - это применение специализированных систем, которые отличаются от универсальных наличием соответствующей логики. Как правило, эти системы обладают обширной базой нарушений политики безопасности (признаков атак или уязвимостей), которые и можно обнаружить в источниках информации, используя определенные методы (системы обнаружения злоупотреблений или аномалий).
Однако не следует делать вывод, что только специализированные системы являются лучшим выбором из всех. Опираясь на сообщения, генерируемые этими средствами, можно пропустить или неправильно интерпретировать некоторые события. Поэтому иногда нельзя довольствоваться тем, что вам "говорит" система обнаружения атак, даже самая совершенная (а вы видели такую?). Приходится опускаться на уровень ручного анализа данных, собранных не только системой обнаружения атак, но и другими средствами (например, сетевыми анализаторами).
Контроль изменений каталогов и файлов
С целью скрыть свое присутствие в атакованной системе злоумышленники часто подменяют или изменяют различные программы, чтобы новые программы осуществляли те же функции за исключением тех, которые бы позволили обнаружить самих злоумышленников. Ряд программ после таких изменений выполняют некоторые другие действия, отличающиеся от тех, которые были заложены разработчиком.
Кроме того, злоумышленники часто модифицируют журналы регистрации, чтобы удалить из них записи, содержащие информацию о несанкционированном поведении.
Злоумышленники также могут записать на ваш диск новые файлы, например, программы, позволяющие обойти существующие механизмы разграничения доступа. Но не только программы, а и файлы пользователей очень часто являются целью атакующих. Доступ к ним может привести к раскрытию конфиденциальной информации или изменению реквизитов получателя в счете, сформированном пользователем.
Можно пойти дальше контроля изменений файлов и каталогов. В некоторых случаях полезно контролировать и конкретные поля файлов. Например, не плохо отслеживать целостность полей баз данных или ключей системного реестра Windows. Многие вредоносные программы (особенно "троянские кони") используют для своего автоматического запуска в процессе загрузки операционной системы следующие элементы системного реестра [Казенное1-00]:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\ Run;
НKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\ RunServices;
НKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\ RunOnce;
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\ RunServicesOnce;
HKEY_USERS\DEFAULT\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\ Run;
HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\ Run;
HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersioii\RunServices;
HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\RunOnce;
HKEY_CURRENT_USER\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\RunServicesOnce;
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Windows\CurrentVersion\ RunOnceEx.
Сбор данных о важных файлах и каталогах
Для каждого файла и каталога необходимо иметь достаточно информации, чтобы контролировать все производимые с ними изменения. К такой информации, в первую очередь, можно отнести расположение файла в системе. Причем расположение должно быть указано абсолютное, а не относительное. Например, изменение значений многих системных переменных приведет к тому, что обращение к программам, использующим относительную адресацию (несмотря на ее удобство), вызовет другие, возможно модифицированные, программы.
Другая информация, представляющая интерес, это:
альтернативные пути, например, ссылки (link), псевдонимы (alias) и ярлыки (shortcut);
содержание каталогов;
размер файлов в байтах;
время и дата создания файлов, а также их последнего изменения;
владелец и права доступа.
Здесь отмечена минимальная информация, которая может потребоваться для контроля изменений файлов и каталогов. Для важных файлов также необходимо знать значения контрольной суммы данных, которая может быть получена при помощи различных средств контроля целостности (Tripwire MD5, L5, System Scanner и т. д.). Эта информация, как и архивные копии журналов регистрации, карта сети и другие важные сведения, необходимые в инфраструктуре обнаружения атак, должны храниться в защищенном от записи месте. Прежде чем начать сбор указанной информации, необходимо проанализировать, для каких файлов какие из параметров надо контролировать. Иначе может возникнуть ситуация, когда система контроля целостности будет занимать все доступные системные ресурсы, отслеживая все атрибуты всех файлов ОС. Например, для журналов регистрации нет смысла проверять дату и время создания, а также размер и контрольную сумму, т.к. такие файлы изменяются постоянно. Однако для этих файлов стоит контролировать их расположение в системе, владельца и права доступа.
2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ В СЕТЯХ
Разобрать подробно все методы и средства защиты информации в рамках ВКР просто невозможно. Охарактеризую только некоторые из них.
2.1. Физическая защита информации
К мерам физической защиты информации относятся:
защита от огня;
защита от воды и пожаротушащей жидкости
защита от коррозийных газов;
защита от электромагнитного излучения;
защита от вандализма;
защита от воровства и кражи;
защита от взрыва;
защита от падающих обломков;
защита от пыли;
защита от несанкционированного доступа в помещение.
Какие же действия нужно предпринять, чтобы обеспечить физическую безопасность?
В первую очередь надо подготовить помещение, где будут стоять серверы. Обязательное правило: сервер должен находиться в отдельной комнате, доступ в которую имеет строго ограниченный круг лиц. В этом помещении следует установить кондиционер и хорошую систему вентиляции. Там же можно поместить мини-АТС и другие жизненно важные технические системы.
Разумным шагом станет отключение неиспользуемых дисководов, параллельных и последовательных портов сервера. Его корпус желательно опечатать. Все это осложнит кражу или подмену информации даже в том случае, если злоумышленник каким-то образом проникнет в серверную комнату. Не стоит пренебрегать и такими тривиальными мерами защиты, как железные решетки и двери, кодовые замки и камеры видеонаблюдения, которые будут постоянно вести запись всего, что происходит в ключевых помещениях офиса.
Другая характерная ошибка связана с резервным копированием. О его необходимости знают все, так же как и о том, что на случай возгорания нужно иметь огнетушитель. А вот о том, что резервные копии нельзя хранить в одном помещении с сервером, почему-то забывают2. В результате, защитившись от информационных атак, фирмы оказываются беззащитными даже перед небольшим пожаром, в котором предусмотрительно сделанные копии гибнут вместе с сервером.
Часто, даже защитив серверы, забывают, что в защите нуждаются и всевозможные провода - кабельная система сети. Причем, нередко приходится опасаться не злоумышленников, а самых обыкновенных уборщиц, которые заслуженно считаются самыми страшными врагами локальных сетей3. Лучший вариант защиты кабеля - это короба, но, в принципе, подойдет любой другой способ, позволяющий скрыть и надежно закрепить провода. Впрочем, не стоит упускать из вида и возможность подключения к ним извне для перехвата информации или создания помех, например, посредством разряда тока. Хотя, надо признать, что этот вариант мало распространен и замечен лишь при нарушениях работы крупных фирм.
Помимо Интернет, компьютеры включены еще в одну сеть - обычную электрическую. Именно с ней связана другая группа проблем, относящихся к физической безопасности серверов. Ни для кого не секрет, что качество современных силовых сетей далеко от идеального. Даже если нет никаких внешних признаков аномалий, очень часто напряжение в электросети выше или ниже нормы. При этом большинство людей даже не подозревают, что в их доме или офисе существуют какие-то проблемы с электропитанием.
Пониженное напряжение является наиболее распространенной аномалией и составляет около 85% от общего числа различных неполадок с электропитанием. Его обычная причина - дефицит электроэнергии, который особенно характерен для зимних месяцев. Повышенное напряжение почти всегда является следствием какой-либо аварии или повреждения проводки в помещении. Часто в результате отсоединения общего нулевого провода соседние фазы оказываются под напряжением 380 В. Бывает также, что высокое напряжение возникает в сети из-за неправильной коммутации проводов.
Источниками импульсных и высокочастотных помех могут стать разряды молний, включение или отключение мощных потребителей электроэнергии, аварии на подстанциях, а также работа некоторых бытовых электроприборов. Чаще всего такие помехи возникают в крупных городах и в промышленных зонах. Импульсы напряжения при длительности от наносекунд (109 с) до микросекунд (10
6 с) могут по амплитуде достигать нескольких тысяч вольт. Наиболее уязвимыми к таким помехам оказываются микропроцессоры и другие электронные компоненты. Нередко непогашенная импульсная помеха может привести к перезагрузке сервера или к ошибке в обработке данных. Встроенный блок питания компьютера, конечно, частично сглаживает броски напряжения, защищая электронные компоненты компьютера от выхода из строя, но остаточные помехи все равно снижают срок службы аппаратуры, а также приводят к росту температуры в блоке питания сервера.
Для защиты компьютеров от высокочастотных импульсных помех служат сетевые фильтры (например, марки Pilot), оберегающие технику от большинства помех и перепадов напряжения. Кроме того, компьютеры с важной информацией следует обязательно оснащать источником бесперебойного питания (UPS). Современные модели UPS не только поддерживают работу компьютера, когда пропадает питание, но и отсоединяют его от электросети, если параметры электросети выходят из допустимого диапазона.
2.2. Аппаратные средства защиты информации в КС
К аппаратным средствам защиты информации относятся электронные и электронно-механические устройства, включаемые в состав технических средств КС и выполняющие (самостоятельно или в едином комплексе с программными средствами) некоторые функции обеспечения информационной безопасности. Критерием отнесения устройства к аппаратным, а не к инженерно-техническим средствам защиты является обязательное включение в состав технических средств КС [3].
К основным аппаратным средствам защиты информации относятся:
• устройства для ввода идентифицирующей пользователя информации (магнитных и пластиковых карт, отпечатков пальцев и т.п.);
• устройства для шифрования информации;
• устройства для воспрепятствования несанкционированному включению рабочих станций и серверов (электронные замки и блокираторы).
Примеры вспомогательных аппаратных средств защиты информации:
• устройства уничтожения информации на магнитных носителях;
• устройства сигнализации о попытках несанкционированных действий пользователей КС и др.
Аппаратные средства привлекают все большее внимание специалистов не только потому, что их легче защитить от повреждений и других случайных или злоумышленных воздействий, но еще и потому, что аппаратная реализация функций выше по быстродействию, чем программная, а стоимость их неуклонно снижается.
На рынке аппаратных средств защиты появляются все новые устройства. Ниже приводится в качестве примера описание электронного замка.
Электронный замок «Соболь»
«Соболь», разработанный и поставляемый ЗАО НИП «Информзащита», обеспечивает выполнение следующих функций защиты:
идентификация и аутентификация пользователей;
контроль целостности файлов и физических секторов жесткого диска;
блокировка загрузки ОС с дискеты и CD-ROM;
блокировка входа в систему зарегистрированного пользователя при превышении им заданного количества неудачных попыток входа;
регистрация событий, имеющих отношение к безопасности системы.
Идентификация пользователей производится по индивидуальному ключу в виде «таблетки» Touch Memory, имеющей память до 64 Кбайт, а аутентификация - по паролю длиной до 16 символов.
Контроль целостности предназначен для того, чтобы убедиться, что программы и файлы пользователя и особенно системные файлы ОС не были модифицированы злоумышленником или введенной им программной закладкой. Для этого в первую очередь в работу вступает разборщик файловой системы ОС: расчет эталонных значений и их контроль при загрузке реализован в «Соболе» на аппаратном уровне. Построение же списка контроля целостности объектов выполняется с помощью утилиты ОС, что в принципе дает возможность программе-перехватчику модифицировать этот список, а ведь хорошо известно, что общий уровень безопасности системы определяется уровнем защищенности самого слабого звена.
2.3. Программные средства защиты информации в КС
Под программными средствами защиты информации понимают специальные программы, включаемые в состав программного обеспечения КС исключительно для выполнения защитных функций.
К основным программным средствам защиты информации относятся:
• программы идентификации и аутентификации пользователей КС;
• программы разграничения доступа пользователей к ресурсам КС;
• программы шифрования информации;
• программы защиты информационных ресурсов (системного и прикладного программного обеспечения, баз данных, компьютерных средств обучения и т. п.) от несанкционированного изменения, использования и копирования.
Надо понимать, что под идентификацией, применительно к обеспечению информационной безопасности КС, понимают однозначное распознавание уникального имени субъекта КС. Аутентификация означает подтверждение того, что предъявленное имя соответствует данному субъекту (подтверждение подлинности субъекта).
Также к программным средствам защиты информации относятся:
• программы уничтожения остаточной информации (в блоках оперативной памяти, временных файлах и т. п.);
• программы аудита (ведения регистрационных журналов) событий, связанных с безопасностью КС, для обеспечения возможности восстановления и доказательства факта происшествия этих событий;
• программы имитации работы с нарушителем (отвлечения его на получение якобы конфиденциальной информации);
• программы тестового контроля защищенности КС и др.
К преимуществам программных средств защиты информации относятся:
• простота тиражирования;
• гибкость (возможность настройки на различные условия применения, учитывающие специфику угроз информационной безопасности конкретных КС);
• простота применения - одни программные средства, например шифрования, работают в «прозрачном» (незаметном для пользователя) режиме, а другие не требуют от пользователя ни каких новых (по сравнению с другими программами) навыков;
• практически неограниченные возможности их развития путем внесения изменений для учета новых угроз безопасности информации.
Рис. 2.1. Пример пристыкованного программного средства защиты.
Рис. 2.2. Пример встроенного программного средства защиты.
К недостаткам программных средств защиты информации относятся:
• снижение эффективности КС за счет потребления ее ресурсов, требуемых для функционирование программ защиты;
• более низкая производительность (по сравнению с выполняющими аналогичные функции аппаратными средствами защиты, например шифрования);
• пристыкованность многих программных средств защиты (а не их встроенность в программное обеспечение КС, рис. 2.1 и 2.2), что создает для нарушителя принципиальную возможность их обхода;
• возможность злоумышленного изменения программных средств защиты в процессе эксплуатации КС.
Безопасность на уровне операционной системы
Операционная система является важнейшим программным компонентом любой вычислительной машины, поэтому от уровня реализации политики безопасности в каждой конкретной ОС во многом зависит и общая безопасность информационной системы [22].
Операционная система MS-DOS является ОС реального режима микропроцессора Intel, а потому здесь не может идти речи о разделении оперативной памяти между процессами. Все резидентные программы и основная программа используют общее пространство ОЗУ. Защита файлов отсутствует, о сетевой безопасности трудно сказать что-либо определенное, поскольку на том этапе развития ПО драйверы для сетевого взаимодействия разрабатывались не фирмой MicroSoft, а сторонними разработчиками.
Семейство операционных систем Windows 95, 98, Millenium – это клоны, изначально ориентированные на работу в домашних ЭВМ. Эти операционные системы используют уровни привилегий защищенного режима, но не делают никаких дополнительных проверок и не поддерживают системы дескрипторов безопасности. В результате этого любое приложение может получить доступ ко всему объему доступной оперативной памяти как с правами чтения, так и с правами записи. Меры сетевой безопасности присутствуют, однако, их реализация не на высоте. Более того, в версии Windows 95 была допущена основательная ошибка, позволяющая удаленно буквально за несколько пакетов приводить к "зависанию" ЭВМ, что также значительно подорвало репутацию ОС, в последующих версиях было сделано много шагов по улучшению сетевой безопасности этого клона4.
Поколение операционных систем Windows NT, 2000 уже значительно более надежная разработка компании MicroSoft. Они являются действительно многопользовательскими системами, надежно защищающими файлы различных пользователей на жестком диске (правда, шифрование данных все же не производится и файлы можно без проблем прочитать, загрузившись с диска другой операционной системы – например, MS-DOS). Данные ОС активно используют возможности защищенного режима процессоров Intel, и могут надежно защитить данные и код процесса от других программ, если только он сам не захочет предоставлять к ним дополнительного доступа извне процесса.
За долгое время разработки было учтено множество различных сетевых атак и ошибок в системе безопасности. Исправления к ним выходили в виде блоков обновлений (англ. service pack).
Другая ветвь клонов растет от операционной системы UNIX. Эта ОС изначально разрабатывалась как сетевая и многопользовательская, а потому сразу же содержала в себе средства информационной безопасности. Практически все широко распространенные клоны UNIX прошли долгий путь разработки и по мере модификации учли все открытые за это время способы атак. Достаточно себя зарекомендовали : LINUX (S.U.S.E.), OpenBSD, FreeBSD, Sun Solaris. Естественно все сказанное относится к последним версиям этих операционных систем. Основные ошибки в этих системах относятся уже не к ядру, которое работает безукоризненно, а к системным и прикладным утилитам. Наличие ошибок в них часто приводит к потере всего запаса прочности системы.
Основные компоненты:
Локальный администратор безопасности – несет ответственность за несанкционированный доступ, проверяет полномочия пользователя на вход в систему, поддерживает:
Аудит – проверка правильности выполнения действий пользователя
Диспетчер учетных записей – поддержка БД пользователей их действий и взаимодействия с системой.
Монитор безопасности – проверяет имеет ли пользователь достаточные права доступа на объект
Журнал аудита – содержит информацию о входах пользователей, фиксирует работы с файлами, папками.
Пакет проверки подлинности – анализирует системные файлы, на предмет того, что они не заменены. MSV10 – пакет по умолчанию.
Windows XP дополнена:
можно назначать пароли для архивных копий
средства защиты от замены файлов
система разграничения … путем ввода пароля и создания учета записей пользователя. Архивацию может проводить пользователь, у которого есть такие права.
NTFS: контроль доступа к файлам и папкам
В XP и 2000 – более полное и глубокое дифференцирование прав доступа пользователя.
EFS – обеспечивает шифрование и дешифрование информации (файлы и папки) для ограничения доступа к данным.
Криптографические методы защиты
Криптография - это наука об обеспечении безопасности данных. Она занимается поисками решений четырех важных проблем безопасности - конфиденциальности, аутентификации, целостности и контроля участников взаимодействия. Шифрование - это преобразование данных в нечитабельную форму, используя ключи шифрования-расшифровки. Шифрование позволяет обеспечить конфиденциальность, сохраняя информацию в тайне от того, кому она не предназначена.
Криптография занимается поиском и исследованием математических методов преобразования информации5.
Современная криптография включает в себя четыре крупных раздела:
симметричные криптосистемы;
криптосистемы с открытым ключом;
системы электронной подписи;
управление ключами.
Основные направления использования криптографических методов - передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, электронная почта), установление подлинности передаваемых сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде.
Шифрование дисков
Зашифрованный диск – это файл-контейнер, внутри которого могут находиться любые другие файлы или программы (они могут быть установлены и запущены прямо из этого зашифрованного файла). Этот диск доступен только после ввода пароля к файлу-контейнеру – тогда на компьютере появляется еще один диск, опознаваемый системой как логический и работа с которым не отличается от работы с любым другим диском. После отключения диска логический диск исчезает, он просто становится «невидимым».
На сегодняшний день наиболее распространенные программы для создания зашифрованных дисков – DriveCrypt, BestCrypt и PGPdisk. Каждая из них надежно защищена от удаленного взлома.
Общие черты программ:6
- все изменения информации в файле-контейнере происходят сначала в оперативной памяти, т.е. жесткий диск всегда остается зашифрованным. Даже в случае зависания компьютера секретные данные так и остаются зашифрованными;
- программы могут блокировать скрытый логический диск по истечении определенного промежутка времени;
- все они недоверчиво относятся к временным файлам (своп-файлам). Есть возможность зашифровать всю конфиденциальную информацию, которая могла попасть в своп-файл. Очень эффективный метод скрытия информации, хранящейся в своп-файле – это вообще отключить его, при этом не забыв нарастить оперативную память компьютера;
- физика жесткого диска такова, что даже если поверх одних данных записать другие, то предыдущая запись полностью не сотрется. С помощью современных средств магнитной микроскопии (Magnetic Force Microscopy – MFM) их все равно можно восстановить. С помощью этих программ можно надежно удалять файлы с жесткого диска, не оставляя никаких следов их существования;
- все три программы сохраняют конфиденциальные данные в надежно зашифрованном виде на жестком диске и обеспечивают прозрачный доступ к этим данным из любой прикладной программы;
- они защищают зашифрованные файлы-контейнеры от случайного удаления;
- отлично справляются с троянскими приложениями и вирусами.
Способы идентификации пользователя
Прежде чем получить доступ к ВС, пользователь должен идентифицировать себя, а механизмы защиты сети затем подтверждают подлинность пользователя, т. е. проверяют, является ли пользователь действительно тем, за кого он себя выдает. В соответствии с логической моделью механизма защиты ВС размещены на рабочей ЭВМ, к которой подключен пользователь через свой терминал или каким-либо иным способом. Поэтому процедуры идентификации, подтверждения подлинности и наделения полномочиями выполняются в начале сеанса на местной рабочей ЭВМ.
В дальнейшем, когда устанавливаются различные сетевые протоколы и до получения доступа к сетевым ресурсам, процедуры идентификации, подтверждения подлинности и наделения полномочиями могут быть активизированы вновь на некоторых удаленных рабочих ЭВМ с целью размещения требуемых ресурсов или сетевых услуг.
Когда пользователь начинает работу в вычислительной системе, используя терминал, система запрашивает его имя и идентификационный номер. В соответствии с ответами пользователя вычислительная система производит его идентификацию. В сети более естественно для объектов, устанавливающих взаимную связь, идентифицировать друг друга.
Пароли - это лишь один из способов подтверждения подлинности. Существуют другие способы:
1. Предопределенная информация, находящаяся в распоряжении пользователя: пароль, личный идентификационный номер, соглашение об использовании специальных закодированных фраз.
2. Элементы аппаратного обеспечения, находящиеся в распоряжении пользователя: ключи, магнитные карточки, микросхемы и т.п..
3. Характерные личные особенности пользователя: отпечатки пальцев, рисунок сетчатки глаза, размеры фигуры, тембр голоса и другие более сложные медицинские и биохимические свойства.
4. Характерные приемы и черты поведения пользователя в режиме реального времени: особенности динамики, стиль работы на клавиатуре, скорость чтения, умение использовать манипуляторы и т.д.
5. Привычки: использование специфических компьютерных заготовок.
6. Навыки и знания пользователя, обусловленные образованием, культурой, обучением, предысторией, воспитанием, привычками и т.п.
Если кто-то желает войти в вычислительную систему через терминал или выполнить пакетное задание, вычислительная система должна установить подлинность пользователя. Сам пользователь, как правило, не проверяет подлинность вычислительной системы. Если процедура установления подлинности является односторонней, такую процедуру называют процедурой одностороннего подтверждения подлинности объекта7.
Специализированные программные средства защиты информации
Специализированные программные средства защиты информации от несанкционированного доступа обладают в целом лучшими возможностями и характеристиками, чем встроенные средства сетевых ОС. Кроме программ шифрования, существует много других доступных внешних средств защиты информации. Из наиболее часто упоминаемых следует отметить следующие две системы, позволяющие ограничить информационные потоки.
Firewalls - брандмауэры (дословно firewall - огненная стена). Между локальной и глобальной сетями создаются специальные промежуточные сервера, которые инспектируют и фильтруют весь проходящий через них трафик сетевого/ транспортного уровней. Это позволяет резко снизить угрозу несанкционированного доступа извне в корпоративные сети, но не устраняет эту опасность совсем. Более защищенная разновидность метода - это способ маскарада (masquerading), когда весь исходящий из локальной сети трафик посылается от имени firewall-сервера, делая локальную сеть практически невидимой.
Proxy-servers (proxy - доверенность, доверенное лицо). Весь трафик сетевого/транспортного уровней между локальной и глобальной сетями запрещается полностью - попросту отсутствует маршрутизация как таковая, а обращения из локальной сети в глобальную происходят через специальные серверы-посредники. Очевидно, что при этом методе обращения из глобальной сети в локальную становятся невозможными в принципе. Очевидно также, что этот метод не дает достаточной защиты против атак на более высоких уровнях - например, на уровне приложения (вирусы, код Java и JavaScript).
Рассмотрим подробнее работу брандмауэра. Это метод защиты сети от угроз безопасности, исходящих от других систем и сетей, с помощью централизации доступа к сети и контроля за ним аппаратно-программными средствами. Брандмауэр является защитным барьером, состоящим из нескольких компонентов (например, маршрутизатора или шлюза, на котором работает программное обеспечение брандмауэра). Брандмауэр конфигурируется в соответствии с принятой в организации политикой контроля доступа к внутренней сети. Все входящие и исходящие пакеты должны проходить через брандмауэр, который пропускает только авторизованные пакеты.
Брандмауэр с фильрацией пакетов [packet-filtering firewall] - является маршрутизатором или компьютером, на котором работает программное обеспечение, сконфигурированное таким образом, чтобы отбраковывать определенные виды входящих и исходящих пакетов. Фильтрация пакетов осуществляется на основе информации, содержащейся в TCP- и IP- заголовках пакетов (адреса отправителя и получателя, их номера портов и др.).
Брандмауэр экспертного уровня [stateful inspecthion firewall] - проверяет содержимое принимаемых пакетов на трех уровнях модели OSI - сетевом, сеансовом и прикладном. Для выполнения этой задачи используются специальные алгоритмы фильтрации пакетов, с помощью которых каждый пакет сравнивается с известным шаблоном авторизованных пакетов.
Создание брандмауера относится к решению задачи экранирования. Формальная постановка задачи экранирования состоит в следующем. Пусть имеется два множества информационных систем. Экран - это средство разграничения доступа клиентов из одного множества к серверам из другого множества. Экран осуществляет свои функции, контролируя все информационные потоки между двумя множествами систем (рис. 2.3). Контроль потоков состоит в их фильтрации, возможно, с выполнением некоторых преобразований.
Рис. 2.3. Экран как средство разграничения доступа.
На следующем уровне детализации экран (полупроницаемую мембрану) удобно представлять как последовательность фильтров. Каждый из фильтров, проанализировав данные, может задержать (не пропустить) их, а может и сразу "перебросить" за экран. Кроме того, допускается преобразование данных, передача порции данных на следующий фильтр для продолжения анализа или обработка данных от имени адресата и возврат результата отправителю (рис. 2.4).
Рис. 7. Экран как последовательность фильтров.
Помимо функций разграничения доступа, экраны осуществляют протоколирование обмена информацией.
Обычно экран не является симметричным, для него определены понятия "внутри" и "снаружи". При этом задача экранирования формулируется как защита внутренней области от потенциально враждебной внешней. Так, межсетевые экраны (МЭ) чаще всего устанавливают для защиты корпоративной сети организации, имеющей выход в Internet.
Экранирование помогает поддерживать доступность сервисов внутренней области, уменьшая или вообще ликвидируя нагрузку, вызванную внешней активностью. Уменьшается уязвимость внутренних сервисов безопасности, поскольку первоначально злоумышленник должен преодолеть экран, где защитные механизмы сконфигурированы особенно тщательно. Кроме того, экранирующая система, в отличие от универсальной, может быть устроена более простым и, следовательно, более безопасным образом.
Экранирование дает возможность контролировать также информационные потоки, направленные во внешнюю область, что способствует поддержанию режима конфиденциальности в ИС организации.
Экранирование может быть частичным, защищающим определенные информационные сервисы (например, экранирование электронной почты).
Ограничивающий интерфейс также можно рассматривать как разновидность экранирования. На невидимый объект трудно нападать, особенно с помощью фиксированного набора средств. В этом смысле Web-интерфейс обладает естественной защитой, особенно в том случае, когда гипертекстовые документы формируются динамически. Каждый пользователь видит лишь то, что ему положено видеть. Можно провести аналогию между динамически формируемыми гипертекстовыми документами и представлениями в реляционных базах данных, с той существенной оговоркой, что в случае Web возможности существенно шире.
Экранирующая роль Web-сервиса наглядно проявляется и тогда, когда этот сервис осуществляет посреднические (точнее, интегрирующие) функции при доступе к другим ресурсам, например таблицам базы данных. Здесь не только контролируются потоки запросов, но и скрывается реальная организация данных.
Архитектурные аспекты безопасности
Бороться с угрозами, присущими сетевой среде, средствами универсальных операционных систем не представляется возможным. Универсальная ОС - это огромная программа, наверняка содержащая, помимо явных ошибок, некоторые особенности, которые могут быть использованы для нелегального получения привилегий. Современная технология программирования не позволяет сделать столь большие программы безопасными. Кроме того, администратор, имеющий дело со сложной системой, далеко не всегда в состоянии учесть все последствия производимых изменений. Наконец, в универсальной многопользовательской системе бреши в безопасности постоянно создаются самими пользователями (слабые и/или редко изменяемые пароли, неудачно установленные права доступа, оставленный без присмотра терминал и т.п.). Единственный перспективный путь связан с разработкой специализированных сервисов безопасности, которые в силу своей простоты допускают формальную или неформальную верификацию. Межсетевой экран как раз и является таким средством, допускающим дальнейшую декомпозицию, связанную с обслуживанием различных сетевых протоколов.
Межсетевой экран располагается между защищаемой (внутренней) сетью и внешней средой (внешними сетями или другими сегментами корпоративной сети). В первом случае говорят о внешнем МЭ, во втором - о внутреннем. В зависимости от точки зрения, внешний межсетевой экран можно считать первой или последней (но никак не единственной) линией обороны. Первой - если смотреть на мир глазами внешнего злоумышленника. Последней - если стремиться к защищенности всех компонентов корпоративной сети и пресечению неправомерных действий внутренних пользователей.
Межсетевой экран - идеальное место для встраивания средств активного аудита. С одной стороны, и на первом, и на последнем защитном рубеже выявление подозрительной активности по-своему важно. С другой стороны, МЭ способен реализовать сколь угодно мощную реакцию на подозрительную активность, вплоть до разрыва связи с внешней средой. Правда, нужно отдавать себе отчет в том, что соединение двух сервисов безопасности в принципе может создать брешь, способствующую атакам на доступность.
На межсетевой экран целесообразно возложить идентификацию/аутентификацию внешних пользователей, нуждающихся в доступе к корпоративным ресурсам (с поддержкой концепции единого входа в сеть).
В силу принципов эшелонированности обороны для защиты внешних подключений обычно используется двухкомпонентное экранирование (см. рис. 8). Первичная фильтрация (например, блокирование пакетов управляющего протокола SNMP, опасного атаками на доступность, или пакетов с определенными IP-адресами, включенными в "черный список") осуществляется граничным маршрутизатором (см. также следующий раздел), за которым располагается так называемая демилитаризованная зона (сеть с умеренным доверием безопасности, куда выносятся внешние информационные сервисы организации - Web, электронная почта и т.п.) и основной МЭ, защищающий внутреннюю часть корпоративной сети.
Теоретически межсетевой экран (особенно внутренний) должен быть многопротокольным, однако на практике доминирование семейства протоколов TCP/IP столь велико, что поддержка других протоколов представляется излишеством, вредным для безопасности (чем сложнее сервис, тем он более уязвим).
Рис. 2.5. Двухкомпонентное экранирование с демилитаризованной зоной.
Вообще говоря, и внешний, и внутренний межсетевой экран может стать узким местом, поскольку объем сетевого трафика имеет тенденцию быстрого роста. Один из подходов к решению этой проблемы предполагает разбиение МЭ на несколько аппаратных частей и организацию специализированных серверов-посредников. Основной межсетевой экран может проводить грубую классификацию входящего трафика по видам и передоверять фильтрацию соответствующим посредникам (например, посреднику, анализирующему HTTP-трафик). Исходящий трафик сначала обрабатывается сервером-посредником, который может выполнять и функционально полезные действия, такие как кэширование страниц внешних Web-серверов, что снижает нагрузку на сеть вообще и основной МЭ в частности.
Ситуации, когда корпоративная сеть содержит лишь один внешний канал, являются скорее исключением, чем правилом. Напротив, типична ситуация, при которой корпоративная сеть состоит из нескольких территориально разнесенных сегментов, каждый из которых подключен к Internet. В этом случае каждое подключение должно защищаться своим экраном. Точнее говоря, можно считать, что корпоративный внешний межсетевой экран является составным, и требуется решать задачу согласованного администрирования (управления и аудита) всех компонентов.
Противоположностью составным корпоративным МЭ (или их компонентами) являются персональные межсетевые экраны и персональные экранирующие устройства. Первые являются программными продуктами, которые устанавливаются на персональные компьютеры и защищают только их. Вторые реализуются на отдельных устройствах и защищают небольшую локальную сеть, такую как сеть домашнего офиса.
При развертывании межсетевых экранов следует соблюдать рассмотренные нами ранее принципы архитектурной безопасности, в первую очередь позаботившись о простоте и управляемости, об эшелонированности обороны, а также о невозможности перехода в небезопасное состояние. Кроме того, следует принимать во внимание не только внешние, но и внутренние угрозы.
Системы архивирования и дублирования информации
Организация надежной и эффективной системы архивации данных является одной из важнейших задач по обеспечению сохранности информации в сети. В небольших сетях, где установлены один - два сервера, чаще всего применяется установка системы архивации непосредственно в свободные слоты серверов. В крупных корпоративных сетях наиболее предпочтительно организовать выделенный специализированный архивационный сервер.
Такой сервер автоматически производит архивирование информации с жестких дисков серверов и рабочих станций в указанное администратором локальной вычислительной сети время, выдавая отчет о проведенном резервном копировании.
Хранение архивной информации, представляющей особую ценность, должно быть организовано в специальном охраняемом помещении. Специалисты рекомендуют хранить дубликаты архивов наиболее ценных данных в другом здании, на случай пожара или стихийного бедствия. Для обеспечения восстановления данных при сбоях магнитных дисков в последнее время чаще всего применяются системы дисковых массивов - группы дисков, работающих как единое устройство, соответствующих стандарту RAID (Redundant Arrays of Inexpensive Disks). Эти массивы обеспечивают наиболее высокую скорость записи/считывания данных, возможность полного восстановления данных и замены вышедших из строя дисков в "горячем" режиме (без отключения остальных дисков массива).
Организация дисковых массивов предусматривает различные технические решения, реализованные на нескольких уровнях:
RAID уровеня 0 предусматривает простое разделение потока данных между двумя или несколькими дисками. Преимущество подобного решения заключается в увеличении скорости ввода/вывода пропорционально количеству задействованных в массиве дисков.
RAID уровня 1 заключается в организации так называемых "зеркальных" дисков. Во время записи данных информация основного диска системы дублируется на зеркальном диске, а при выходе из строя основного диска в работу тут же включается "зеркальный".
RAID уровни 2 и 3 предусматривают создание параллельных дисковых массивов, при записи на которые данные распределяются по дискам на битовом уровне.
RAID уровни 4 и 5 представляют собой модификацию нулевого уровня, при котором поток данных распределяется по дискам массива. Отличие состоит в том, что на уровне 4 выделяется специальный диск для хранения избыточной информации, а на уровне 5 избыточная информация распределяется по всем дискам массива.
Повышение надежности и защита данных в сети, основанная на использовании избыточной информации, реализуются не только на уровне отдельных элементов сети, например дисковых массивов, но и на уровне сетевых ОС. Например, компания Novell реализует отказоустойчивые версии операционной системы Netware - SFT (System Fault Tolerance):
- SFT Level I. Первый уровень предусматривает,создание дополнительных копий FAT и Directory Entries Tables, немедленную верификацию каждого вновь записанного на файловый сервер блока данных, а также резервирование на каждом жестком диске около 2% от объема диска.
- SFT Level II содержала дополнительно возможности создания "зеркальных" дисков, а также дублирования дисковых контроллеров, источников питания и интерфейсных кабелей.
- Версия SFT Level III позволяет использовать в локальной сети дублированные серверы, один из которых является "главным", а второй, содержащий копию всей информации, вступает в работу в случае выхода "главного" сервера из строя.
|
|
|
Скачать 0.94 Mb.