Учебник для вузов в. Олифер Н. Олифер Компьютерные Принципы, технологии, протоколы

• Название: Учебник для вузов в. Олифер Н. Олифер Компьютерные Принципы, технологии, протоколы
• Анкор: Olifer_V_G__Olifer_N_A_-_Kompyuternye_seti_-_2010.pdf
• Дата: 12.03.2017
• Размер: 22.28 Mb.
• Имя файла: Olifer_V_G__Olifer_N_A_-_Kompyuternye_seti_-_2010.pdf
• Тип: Учебник; #3698
• страница: 90 из 99

856
Глава 24. Сетевая безопасность сообщение, потом дополняет его тем же известным ему секретным ключом и применяет к полученным данным одностороннюю функцию. Результат вычислений сравнивается с полученным по сети дайджестом.
Помимо обеспечения целостности сообщений, дайджест может быть использован в каче­
стве электронной подписи для аутентификации передаваемого документа.
Построение односторонних функций является трудной задачей. Такого рода функции должны удовлетворять двум условиям:
□ по дайджесту, вычисленному с помощью данной функции, должно быть невозможно каким-либо образом вычислить исходное сообщение;
□ должна отсутствовать возможность вычисления двух разных сообщений, для которых с помощью данной функции могли быть вычислены одинаковые дайджесты.
Наиболее популярной в системах безопасности в настоящее время является серия хэш- функций MD2, MD4, MD5. Все они генерируют дайджесты фиксированной длины 16 байт.
Адаптированным вариантом MD4 является американский стандарт SHA, длина дайдже­
ста в котором составляет 20 байт. Компания IBM поддерживает односторонние функции
MDC2 и MDC4, основанные на алгоритме шифрования DES.
Аутентификация, авторизации, аудит
Понятие аутентификации
Аутентификация наряду с авторизацией (о которой рассказывается далее) представляет собой фундаментальный атрибут информационной безопасности.
Термин «аутентификация» (authentication) происходит от латинского слова authenticus, ко­
торое означает подлинный, достоверный, соответствующий самому себе. Аутентификация, или, другими словами, процедура установления подлинности, может быть применима как к людям, так и другим объектам, в частности к программам, устройствам, документам.
Аутентификация пользователя
— это процедура доказательства пользователем тога, что он
есть тот, за кого себя выдает.
В частности, при выполнении логического входа в защищенную систему пользователь должен пройти процедуру аутентификации, то есть доказать, что именно ему принадлежит введенный им идентификатор (имя пользователя). Аутентификация предотвращает доступ к сети нежелательных лиц и разрешает вход для легальных пользователей.
В процедуре аутентификации участвуют две стороны: одна сторона доказывает свою аутен­
тичность, предъявляя некоторые доказательства, другая сторона — аутентификатор — про­
веряет эти доказательства и принимает решение. В качестве доказательства аутентичности применяются самые разнообразные приемы:
□ аутентифицируемвГЙ может продемонстрировать знание некоего общего для обеих сторон секрета: слова (пароля) или факта (даты и места события, прозвища человека и т. п.);
□ аутентифицируемый может продемонстрировать, что он владеет неким уникальным предметом (физическим ключом), в качестве которого может выступать, например, электронная магнитная карта;

Аутентификация, авторизации, аудит
857
□ аутентифицируемый может доказать свою идентичность, используя собственные био­
характеристики: рисунок радужной оболочки глаза или отпечатки пальцев, которые предварительно были занесены в базу данных аутентификатора.
Сетевые службы аутентификации строятся на основе всех этих приемов, но чаще всего для доказательства идентичности пользователя применяют пароли. Простота и логическая ясность механизмов аутентификации на основе паролей в какой-то степени компенсиру­
ет известные слабости паролей. Это, во-первых, возможность раскрытия и разгадывания паролей, во-вторых, возможность «подслушивания» пароля путем анализа сетевого трафи­
ка. Для снижения уровня угрозы раскрытия паролей администраторы сети, как правило, применяют встроенные программные средства, служащие для формирования политики назначения и использования паролей: задание максимального и минимального сроков действия пароля, хранение списка уже использованных паролей, управление поведением системы после нескольких неудачных попыток логического входа и т. п.
П Р И М Е Ч А Н И Е ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Многие пользователи пренебрегают угрозами, которые несут в себе легко угадываемые пароли. Так,
червь Mumu, поразивший компьютерные сети в 2003 году, искал свои жертвы, подбирая пароли
из очень короткого списка: password, passwd, admin, pass, 123, 1234, 12345, 123456 и пустая строка.
Такая на удивление примитивная стратегия дала прекрасные (с точки зрения атакующей стороны)
результаты — множество компьютеров было взломано.
Легальность пользователя может устанавливаться по отношению к различным системам.
Так, работая в сети, пользователь может проходить процедуру аутентификации и как ло­
кальный пользователь, который претендует на ресурсы только данного компьютера, и как пользователь сети, желающий получить доступ ко всем сетевым ресурсам. При локальной аутентификации пользователь вводит свои идентификатор и пароль, которые автономно обрабатываются операционной системой, установленной на данном компьютере. При логическом входе в сеть данные о пользователе (идентификатор и пароль) передаются на сервер, который хранит учетные записи всех пользователей сети. Однако такая упро­
щенная схема имеет большой изъян — при передаче пароля с клиентского компьютера на сервер, выполняющий процедуру аутентификации, этот пароль может быть перехвачен злоумышленником. Поэтому применяются разные приемы, чтобы избежать передачи пароля по сети в незащищенном виде.
Аутентификация, в процессе которой используются методы шифрования, а аутентификационная
информация не передается по сети, называется
строгой.
Многие приложения имеют собственные средства определения, является ли пользователь законным. И тогда пользователю приходится проходить дополнительные этапы проверки.
Как уже отмечалось, в качестве объектов, требующих аутентификации, могут выступать не только пользователи, но и различные приложения, устройства, текстовая и другая информация.
Так, пользователь, обращающийся с запросом к корпоративному веб-серверу, должен доказать ему свою легальность, но он также должен убедиться сам, что ведет диалог дей­
ствительно с веб-сервером своего предприятия. Другими словами, сервер и клиент должны пройти процедуру взаимной аутентификации. Здесь,мы имеем дело с аутентификацией
на товне приложений.

858
Глава 24. Сетевая безопасность
При установлении сеанса связи между двумя устройствами также часто предусматривают­
ся процедуры взаимной аутентификации устройствна более низком, канальном, уровне
(см. далее раздел «Строгая аутентификация на основе многоразового пароля в протоколе
CHAP»).
Аутентификация данныхозначает доказательство целостности этих данных, а также то, что они поступили именно от того человека, который объявил об этом. Для этого используется механизм электронной подписи. Ранее мы уже узнали, как используется для аутентифи­
кации данных несимметричное шифрование.
Авторизация доступа
Термин авторизация (authorization) происходит от латинского слова auctoritas, показы­
вающее уровень престижа человека в Древнем Риме и соответствующие этому уровню привилегии.
Авторизация
— это процедура контроля доступа легальных Пользователей к ресурсам системы и предоставление каждому ид них именно тех прав; которые ему были определены администра­
тором.
В отличие от аутентификации, которая позволяет распознать легальных и нелегальных пользователей, авторизация имеет дело только с легальнымипользователями, успешно прошедшими процедуру аутентификации. Помимо предоставления пользователям прав доступа к каталогам, файлам и принтерам, средства авторизации могут контролировать возможность выполнения пользователями различных системных функций, таких как локальный доступ к серверу, установка системного времени, создание резервных копий данных, выключение сервера и т. п.
Средства авторизации наделяют пользователя сети правами выполнять определенные дей­
ствия по отношению к определенным ресурсам. Для этого могут применяться различные формы предоставления правил доступа, которые часто делят на два класса:
□ Избирательный доступ наиболее широко используется в компьютерных сетях. При этом подходе определенные операции с определенным ресурсом разрешаются или запрещаются пользователям или группам пользователей, явно указанным своими
идентификаторами, например: «пользователю User_T разрешено читать и записывать в файл Filel».
□ Мандатный подход к определению прав доступа заключается в том, что вся информа­
ция делится на уровни в зависимости от степени секретности, а все пользователи сети также делятся на группы, образующие иерархию в соответствии с уровнем допуска к этой информации. Такой подход позволяет классифицировать данные на информацию для служебного пользования, а также секретную и совершенно секретную информа­
цию. Пользователи этой информации в зависимости от определенного для них статуса получают разные с^ормы допуска: первую, вторую или третью. В отличие от систем с избирательными правами доступа, в системах с мандатным Подходом пользователи в принципе не имеют возможности изменить уровень доступности информации. На­
пример, пользователь более высокого уровня не может разрешить читать данные из своего файла пользователю, относящемуся к более низкому уровню. Отсюда видно, что мандатный подход является более строгим.

Аутентификация, авторизации, аудит
859
Процедуры авторизации часто совмещаются с процедурами аутентификации и реализу­
ются одними и теми же программными средствами, которые могут встраиваться в опера­
ционную систему или приложение, а также поставляться в виде отдельных программных продуктов. При этом программные системы аутентификации и авторизации могут стро­
иться на базе двух схем:
□ Централизованная схема, базирующаяся на сервере.В этой схеме сервер управляет процессом предоставления ресурсов сети пользователю. Главная цель таких систем — реализовать «принцип единого входа». В соответствии с централизованной схемой пользователь один раз логически входит в сеть и получает на все время работы не­
который набор разрешений по доступу к различным ресурсам сети. Система Kerberos1 с ее сервером безопасности и архитектурой клиент-сервер, а также более современная система Shibboleth, построенная в той же архитектуре, являются наиболее известными системами этого типа. Системы TACACS и RADIUS, часто применяемые совместно с системами удаленного доступа, также реализуют этот подход.
□ Децентрализованная схема, базирующаяся на рабочих станциях.При этом подходе средства авторизации работают на каждой машине. Администратор должен отслежи­
вать работу механизмов безопасности каждого отдельного приложения — электронной почты, справочной службы, локальных баз данных и т. п.
Подчеркнем, что системы аутентификации и авторизации совместно решают одну зада­
чу — обеспечение контроля доступа, поэтому к ним необходимо предъявлять одинаковый уровень требований. Ненадежность одного звена здесь не может быть компенсирована надежностью другого.
Аудит
Аудит
(auditing) — это набор процедур мониторинга и учета всех событий, представляющих по­
тенциальную угрозу для безопасности системы.
Аудит позволяет «шпионить» за выбранными объектами и выдавать сообщения тревоги, когда, например, какой-либо рядовой пользователь попытается прочитать или модифици­
ровать системный файл. Если кто-то пытается выполнить действия, выбранные системой безопасности для мониторинга, то система аудита пишет сообщение в журнал регистрации, идентифицируя пользователя. Системный менеджер может готовить отчеты безопасности, которые содержат информацию из журнала регистрации. Для «сверхбезопасных» систем предусматриваются аудио- и видеосигналы тревоги, устанавливаемые на машинах адми­
нистраторов, отвечающих за безопасность.
Поскольку никакая система безопасности не гарантирует защиту на уровне 100 %, по­
следним рубежом в борьбе с нарушениями оказывается система аудита. Действительно, после того как злоумышленнику удалось провести успешную атаку, пострадавшей стороне не остается ничего другогб,*Как обратиться к службе аудита. Если при настройке службы аудита были правильно заданы события, которые требуется отслеживать, то подробный анализ записей в журнале может дать много полезной информации. Эта информация, возможно, позволит найти злоумышленника или, по крайней мере, предотвратить повто­
1
Детали о системе Kerberos см. в книге авторов «Сетевые операционные системы».

860
Глава 24. Сетевая безопасность рение подобных атак путем устранения уязвимых мест в системе защиты. Функции аудита встраиваются в различные средства обеспечения безопасности: сетевые экраны, системы обнаружения вторжений, антивирусные системы, сетевые мониторы.
Строгая аутентификация на основе многоразового
пароля в протоколе CHAP
Протокол аутентификации по квитированию вызова (Challenge Handshake Authentication
Protocol, CHAP) входит в семейство протоколов РРР В этом протоколе предусмотрено
4 типа сообщений: Success (успех), Challenge (вызов), Response (ответ), Failure (ошибка).
Этот протокол используется, например, при аутентификации удаленных пользователей, подключенных к Интернету по коммутируемому каналу Здесь аутентификатором явля­
ется сервер провайдера, а аутентифицируемым — клиентский компьютер (рис. 24.14). При заключении договора клиент получает от провайдера пароль (пусть, например, это будет
слово
parol). Этот пароль хранится в базе данных провайдера в виде дайджеста Z = rf(parol), полученного путем применения к паролю односторонней хэш-функции MD5.
Узел-
Аутентифицируемый аутентификатор
Разделяемый секрет —
parol
Узел
d(parol)
<---------
Сервер
Компьютер провайдера клиента
Paris
Moscow
<ґ
1 Запрос на установление соединения, Moscow (jT)
(Т) Пакет типа
Challenge
:
(ID, Challenge), Paris
i

%
1 Пакет типа Response
Y » d{(ID, challenge, d(parol)}, Moscow
(IT)
®
Сервер вычисляет локально d{(ID, challenge, d(parol)} и сравнивает с полученным от клиента значением У
(J) Значения совпали, пакет типа
Success \
Рйе. 24.14.
Аутентификация по протоколу CHAP
Аутентификация выполняется в следующей последовательности.
1. Пользователь-клиент активизирует программу (например, программу дозвона) уда­
ленного доступа к серверу провайдера, вводя имя и назначенный ему пароль. Имя (на рисунке это «Moscow») передается по сети провайдеру в составе запроса на соединение,

Аутентификация, авторизации, аудит
861
но пароль не передается в сеть ни в каком виде. То есть здесь мы имеем дело со строгой аутентификацией.
2. Сервер провайдера, получив запрос от клиента, генерирует псевдослучайное слово- вызов (пусть это будет слово «challenge») и передает его клиенту вместе со значением, идентифицирующем сообщение в рамках данного сеанса (ID), и собственным именем
(здесь «Paris»). Это сообщение типа Challenge. (Для защиты от перехвата ответа аутен­
тификатор должен использовать разные значения слова-вызова при каждой процедуре аутентификации.)
3. Программа клиента, получив этот пакет, извлекает из него слово-вызов, добавляет к нему идентификатор и вычисленный локально дайджест Z = J(parol), а затем вычисля­
ет с помощью все той же функции MD5 дайджест Y = d{(ID, challenge, d(parol)} от всех этих трех значений. Результат клиент посылает серверу провайдера в пакете Response.
4. Сервер провайдера сравнивает полученный по сети дайджест Y с тем значением, которое он получил, локально применив ту же хэш-функцию к набору аналогичных компонен­
тов, хранящихся в его памяти.
5. Если результаты совпадают, то аутентификация считается успешной и аутентификатор посылает партнеру пакет Success.
Аналогичный алгоритм аутентификации применяется в семействе ОС Windows. Там многоразовые пароли пользователей также хранятся в базе данных сервера в виде дайд­
жестов, а по сети в открытом виде передается только слово-вызов. Кажется, что такой способ хранения паролей надежно защищает их от злоумышленника, даже если он сможет получить к ним доступ. Действительно, ведь даже теоретически нельзя восстановить ис­
ходное значение по дайджесту. Однако создатель первого червя Роберт Моррис решил эту проблему. Он разработал довольно простую программу, которая генерировала возможные варианты паролей, как используя слова из словаря, так и путем последовательного пере­
бора символов. Для каждого сгенерированного слова вычислялся дайджест и сравнивался с дайджестами из файла паролей. Удивительно, но такая стратегия оказалась весьма эф­
фективной, и хакеру удалось завладеть несколькими паролями.
Аутентификация на основе одноразового пароля
Алгоритмы аутентификации, основанные на многоразовых паролях, не очень надежны.
Пароли можно подсмотреть, разгадать или просто украсть. Более надежными оказыва­
ются схемы с одноразовыми паролями. К тому же одноразовые пароли намного дешевле и проще биометрических систем аутентификации, таких как сканеры сетчатки глаза или отпечатков пальцев. Все это делает системы, основанные на одноразовых паролях, очень перспективными. ‘Следует иметь в виду, что, как правило, системы аутентификации на основе одноразовых паролей рассчитаны на проверку только удаленных, а не локальных пользователей.
Генерация одноразовых паролей может выполняться либо программно, либо аппаратно.
Аппаратные реализаций систем доступа на основе одноразовых паролей называют аппа­
ратными ключами. Они представляют собой миниатюрные устройства со встроенным микропроцессором, похожие либо на обычные пластиковые карточки, используемые для доступа к банкоматам, либо на карманные калькуляторы, имеющие клавиатуру и маленькое дисплейное окно (рис. 24.15). Аппаратные ключи могут быть также реализованы в виде присоединяемого к разъему компьютера устройства.