ОИБ. основы информ. безопасности. Учебное пособие Томск
 Скачать 1.99 Mb.
|
|
1.3. Анализ угроз информационной безопасности Информация с точки зрения информационной безопасности обладает следующими категориями: конфиденциальность – гарантия того, что конкретная информация доступна только тому кругу лиц, для кого она предназначена; нарушение этой категории называется хищением либо раскрытием информации целостность – гарантия того, что информация сейчас существует в ее исходном виде, то есть при ее хранении или передаче не было произведено несанкционированных изменений; нарушение этой категории называется фальсификацией сообщения аутентичность – гарантия того, что источником информации является именно то лицо, которое заявлено как ее автор; нарушение этой категории также называется фальсификацией, но уже автора сообщения апеллируемость – довольно сложная категория, но часто применяемая в электронной коммерции – гарантия того, что при необходимости можно будет доказать, что автором сообщения является именно заявленный человек, и не может являться никто другой; отличие этой категории от предыдущей в том, что при подмене автора, кто-то другой пытается заявить, что он автор сообщения, а при нарушении апеллируемости – сам автор пытается «откреститься» от своих слов, подписанных им однажды. В отношении информационных систем применяются иные категории: надежность – гарантия того, что система ведет себя в нормальном и внештатном режимах так, как запланировано точность – гарантия точного и полного выполнения всех команд контроль доступа – гарантия того, что различные группы лиц имеют различный доступ к информационным объектам, и эти ограничения доступа постоянно выполняются 10 контролируемость – гарантия того, что в любой момент может быть произведена полноценная проверка любого компонента программного комплекса контроль идентификации – гарантия того, что клиент, подключенный в данный момент к системе, является именно тем, за кого себя выдает устойчивость к умышленным сбоям – гарантия того, что при умышленном внесении ошибок в пределах заранее оговоренных норм система будет вести себя так, как оговорено заранее. Под угрозой обычно понимают потенциально возможное событие, действие, процесс или явление, которое может привести к нанесению ущерба чьим-либо интересам. Исследователи предложили выделить три различных типа угроз. А именно, было отмечено, что наиболее общие угрозы вычислительным системам могут быть рассмотрены как относящиеся к раскрытию, целостности или отказу служб вычислительной системы. Угроза конфиденциальности. Заключается в том, что информация становится известной тому, кому не следовало бы ее знать. В терминах компьютерной безопасности данная угроза имеет место всякий раз, когда получен доступ к некоторой секретной информации, хранящейся в вычислительной системе или передаваемой от одной системы к другой. Иногда в связи с угрозой раскрытия используется термин «утечка». В руководстве по использованию стандарта защиты информации американцы говорят, что существует только два пути нарушения конфиденциальности: утрата контроля над системой защиты; каналы утечки информации. Если система обеспечения защиты перестает адекватно функционировать, то, естественно, траектории вычислительного процесса могут пройти через состояние, когда осуществляется запрещенный доступ. Каналы утечки характеризуют ту ситуацию, когда-либо проектировщики не смогли предупредить, либо система не в состоянии рассматривать такой доступ как запрещенный. Утрата управления системой защиты может быть реализована оперативными мерами и здесь играют существенную роль административные и кадровые методы защиты. Утрата контроля над защитой может возникнуть в критической ситуации, которая может быть создана стихийно или искусственно. Поэтому одной из главных опасностей для системы защиты является отсутствие устойчивости к ошибкам. Утрата контроля может возникнуть за счет взламывания защиты самой системы защиты. Противопоставить этому можно только созданием защищенного домена для системы защиты. Большой спектр возможностей дают каналы утечки. Основной класс каналов утечки в - каналы по памяти (т.е. каналы, которые образуются за счет использования доступа к общим объектам системы). Угроза целостности. Нарушения целостности информации - это незаконные уничтожение или модификация информации. Традиционно защита целостности относится к категории организационных мер. Основным источником угроз целостности являются пожары и стихийные бедствия. К уничтожению и модификации могут привести также случайные и преднамеренные критические ситуации в системе, вирусы, «троянские кони» , случайная ошибка и т.д. Но не исключены санкционированные изменения, т.е. такие, которые сделаны определенными лицами с обоснованной целью (таким изменением является периодическая запланированная коррекция некоторой базы данных). Некоторое время условно считалось, что правительства сосредотачивались на раскрытии, а деловые круги касались целостности. Но, обе эти стороны могли бы быть более или менее связаны каждой из двух угроз в зависимости от приложения. Угроза отказа служб. Возникает всякий раз, когда в результате преднамеренных действий, предпринятых другим пользователем, умышленно блокируется доступ к некоторому ресурсу вычислительной системы. То есть, если один пользователь запрашивает 11 доступ к службе, а другой предпринимает что-либо для недопущения этого доступа, мы говорим, что имеет место отказ службы. Реально блокирование может быть постоянным, так чтобы запрашиваемый ресурс никогда не был получен, или оно может вызывать только задержку запрашиваемого ресурса, достаточно долгую для того, что бы он стал бесполезным. В таких случаях говорят, что ресурс исчерпан. Кроме перечисленных основных видов угроз существуют и другие, которые принято классифицировать по ряду признаков. 1. По природе возникновения. 1.1. Естественные угрозы (независящих от человека: стихийные бедствия, магнитные бури. радиоактивное излучение и т.п.). 1.2. Искусственные угрозы (вызванные деятельностью человека: внедрение агентов в число персонала системы; подкуп, шантаж и т.п. персонала или отдельных пользователей; несанкционированного копирования секретных данных; разглашение, передача или утрата паролей, ключей шифрования, идентификационных карточек, пропусков и т.п. ). 2. По степени преднамеренности проявления. . 2.1. Угрозы случайного действия и/или угрозы, вызванные ошибками или халатностью персонала (проявление ошибок программно-аппаратных средств АС; некомпетентное использование, настройка или неправомерное отключение средств защиты персоналом службы безопасности; неумышленная порча оборудования, удаление, искажение файлов с важной информацией или программ, в том числе системных и т.п.); 2.2. Угрозы преднамеренного действия (угрозы действий злоумышленника для хищения информации). 3. По положению источника угроз. 3.1. Угрозы, источник которых расположен вне контролируемой зоны территории (помещения), на которой находится АС. (перехват побочных электромагнитных, акустических и других излучений устройств и линий связи, дистанционная фото- и видеосъемка). 3.2. Угрозы, источник которых расположен в пределах контролируемой зоны территории (помещения), на которой находится АС. ( хищение производственных отходов (распечаток, записей, списанных носителей информации и т.п; отключение или вывод из строя подсистем обеспечения функционирования вычислительных систем (электропитания, охлаждения и вентиляции, линий связи и т.д.); применение подслушивающих устройств). 3.3. Угрозы, источник которых имеет доступ к периферийным устройствам АС (терминалам). 3.4. Угрозы, источник которых расположен в АС. (проектирование архитектуры системы и технологии обработки данных, разработка прикладных программ, которые представляют опасность для работоспособности системы и безопасности информации; некорректное использование ресурсов АС). 4. По степени зависимости от активности АС. 4.1. Угрозы, которые могут проявляться независимо от активности АС.(вскрытие шифров криптозащиты информации; хищение магнитных дисков, лент, микросхем памяти, запоминающих устройств и компьютерных систем). 4.2. Угрозы, которые могут проявляться только в процессе автоматизированной обработки данных (например, угрозы выполнения и распространения программных вирусов). 5. По степени воздействия на АС. 5.1. Пассивные угрозы, которые при реализации ничего не меняют в структуре и содержании АС (например, угроза копирования секретных данных). 5.2. Активные угрозы, которые при воздействии вносят изменения в структуру и содержание АС. (Например, внедрение "закладок" и "вирусов"; изменение режимов работы устройств или программ, забастовка, саботаж персонала, постановка мощных активных радиопомех на частотах работы устройств системы и т.п.) 6. По этапам доступа пользователей или программ к ресурсам АС. 12 6.1. Угрозы, которые могут проявляться на этапе доступа к ресурсам АС (например, угрозы несанкционированного доступа в АС). 6.2. Угрозы, которые могут проявляться после разрешения доступа к ресурсам АС (например, угрозы несанкционированного или некорректного использования ресурсов АС). 7. По способу доступа к ресурсам АС. 7.1. Угрозы, направленные на использование прямого стандартного пути доступа к ресурсам АС. (незаконное получение паролей и других реквизитов разграничения доступа; несанкционированное использование терминалов пользователей, имеющих уникальные физические характеристики) 7.2. Угрозы, направленные на использование скрытого нестандартного пути доступа к ресурсам АС (вход в систему в обход средств защиты (загрузка посторонней операционной системы со сменных магнитных носителей и т.п.); доступ к ресурсам АС путем использования недокументированных возможностей ОС). 8. По текущему месту расположения информации, хранимой и обрабатываемой в АС. 8.1. Угрозы доступа к информации на внешних запоминающих устройствах (например, угроза несанкционированного копирования секретной информации с жесткого диска). 8.2. Угрозы доступа к информации в оперативной памяти. ( чтение остаточной информации из оперативной памяти; угроза доступа к системной области оперативной памяти со стороны прикладных программ.) 8.3. Угрозы доступа к информации, циркулирующей в линиях связи. (незаконное подключение к линиям связи с целью подмены законного пользователя путем его физического отключения после входа в систему и успешной аутентификации с последующим вводом дезинформации и навязыванием ложных сообщений; перехват всего потока данных с целью дальнейшего анализа не в реальном масштабе времени). 8.4. Угрозы доступа к информации, отображаемой на терминале или печатаемой на принтере (например, угроза записи отображаемой информации на скрытую видеокамеру). Вне зависимости от конкретных видов угроз или их проблемно-ориентированной классификации АС удовлетворяет потребности эксплуатирующих ее лиц, если обеспечиваются ликвидированы три основные угрозы (конфиденциальности, целостности и доступности). 1.4. Структура теории информационной безопасности Основные уровни защиты информации При рассмотрении вопросов защиты АС обычно используют четырехуровневую градацию доступа к хранимой, обрабатываемой и защищаемой АС информации. Это позволяет систематизировать и обобщить весь спектр методов обеспечения защиты, относящихся к информационной безопасности. Перечислим основные уровни защиты информации: уровень носителей информации; уровень средств взаимодействия с носителем; уровень представления информации; уровень содержания информации. Данные уровни были введены по следующим соображениям: во-первых, информация для удобства манипулирования чаще всего фиксируется на некотором материальном носителе, которым может быть бумага, дискета или что-нибудь в этом роде. Во-вторых, если способ представления информации таков, что она не может быть непосредственно воспринята человеком, возникает необходимость в преобразователях информации в доступный для человека способ представления. 13 Защита магнитных носителей информации (МНИ) Проблема защиты машинных носителей информации (МНИ) в АС, решается в основном за счет организационно-режимных мер, делающих невозможным или существенно ограничивающим доступ злоумышленников к МНИ и документальным материалам АС. Одним из наиболее надежных подходов к защите НИИ является их физическая защита. В то же время защита МНИ имеет специфику, определяемую их реализацией и организацией. Независимо от типа носителя, данные на носителях хранятся блоками (секторами, кластерами и т.п.). Как известно, для доступа к данным МНИ существуют два основных способа: последовательный доступ, когда блоки записываются друг за другом и для чтения следующего нужно пройти все предыдущие; прямой (произвольный) доступ, отличающийся тем, что блоки записываются и читаются в произвольном порядке. Например, дисковые накопители являются устройствами произвольного доступа, накопители на магнитной ленте - последовательного доступа. Кроме этого, МНИ характеризуются: различными физическими принципами реализации; широким спектром объемов хранимой информации - от единиц до десятков тысяч мегабайт; многообразием конкретных реализаций носителей различными производителями. Злоумышленник не может получить доступ к информации на машинном носителе в двух случаях: 1. когда злоумышленнику недоступен сам носитель; 2. когда злоумышленнику доступен носитель, но отсутствуют соответствующие средства взаимодействия с носителем. Основными задачами обеспечения информационной безопасности АС от угрозы раскрытия конфиденциальности на уровне МНИ являются: 1. исключение прохождения носителей по технологическим участкам, не обусловленным производственной необходимостью; 2. предупреждение непосредственного доступа к носителям персонала, не отвечающего за операции с носителями (минимизация доступа), предупреждение утраты или хищения носителей информации. Первая задача решается за счет рациональной организации производственного процесса движения носителей информации, обеспечивающего целенаправленное распределение носителей по технологическим участкам, вторая - за счет четкой и обоснованной регламентации порядка обращения с носителями. При обеспечении сохранности информационных ресурсов персональных компьютеров многое зависит от выбора методов защиты информации на гибких, магнитных дисках (дискетах) от несанкционированного копирования. Помимо классического изменения структуры дискеты (привязки к временным параметрам чтения и записи, нестандартной разметки дорожек и изменения межсекторной дистанции) можно предложить использовать методы кодирования информации, хранящейся на гибком диске, в соответствии с алгоритмом криптографического преобразования по ГОСТу 28147-89. Алгоритм криптографического преобразования предназначен для аппаратной или программной реализации, удовлетворяет криптографическим требованиям, а его возможности не накладывают ограничений на применение. Устанавливая единый алгоритм криптографического преобразования для систем обработки информации, он определяет правила шифрования данных и выработки имитоприставки и рекомендован для организаций, предприятий и учреждений, применяющих криптографическую защиту информации, 14 хранимой и передаваемой в сетях ЭВМ, в отдельных вычислительных комплексах или отдельных компьютерах. Режим гаммирования 1 с обратной связью был выбран как обеспечивающий наибольшую криптостойкость системы: в результате сцепления блоков информации изменение одного бита во входном информационном потоке приводит к изменению всего выходного потока, так как кодирование каждого блока информации зависит от кодирования предыдущего блока. Для более ясного понимания сути метода защиты информации на гибких магнитных дисках от копирования рассмотрим отличия стандартной структуры дискеты и структуры, реализованной в данном методе. На стандартной дискете после форматирования можно выделить четыре основные области, а именно: загрузочный сектор (boot area), область таблицы размещения файлов (FAT area), корневой каталог (directory area) и область данных (data area). Загрузочный сектор всегда является первым сектором на дискете, именно сюда записывается информация о том, как организована дискета. За счет этого операционная система позволяет работать с большим набором по-разному организованных гибких дисков. Назначение некоторых байтов загрузочного сектора, которые описывают организацию дискеты, приведены ниже: 11-12 байты — число байтов в секторе; 13 байт — число секторов в кластере; 14-15 байты — число резервных секторов; 16 байт — число копий FAT; 17-18 байты — число позиций в корневом каталоге; 19-20 байты — число секторов на диске; 21 байт — код типа диска. Следующая важная область — FAT, в которой операционная система назначает секторы для размещения различных файлов. Здесь для каждого сектора имеется своя запись, 1 Во второй половине XIX в. появился весьма устойчивый способ усложнения числовых кодов - гаммирование. Он заключался в перешифровании закодированного сообщения с помощью некоторого ключевого числа, которое и называлось гаммой. Шифрование с помощью гаммы состояло в сложении всех кодированных групп сообщения с одним и тем же ключевым числом. Эту операцию стали называть "наложениемгаммы". Например, результатом наложения гаммы 6413 на кодированный текст 3425 71028139 являлась числовая последовательность 9838 3515 4552: 3425 7102 8139 + 6413 6413 6413 9838 3515 4552 Единицы переноса, появляющиеся при сложении между кодовыми группами, опускались. "Снятие гаммы" являлось обратной операцией: 9838 3515 4552 - 6413 6413 6413 3425 7102 8139 в 1888 г. француз маркиз де Виари в одной из своих научных статей, посвященных криптографии, обозначил греческой буквой Х любую букву шифрованного текста, греческой буквой Г любую букву гаммы и строчной буквой с любую букву открытого текста. Он, по сути, доказал, что алгебраическая формула х = (c+r)mod26 воспроизводит зашифрование по Виженеру при замене букв алфавита числами согласно следующей таблице: (в таблице каждой букве латинского алфавита соответствовала цифра совподающая с порядковым номером буквы в алф.). Тем самым была заложена алгебраическая основа для исследования шифров замены типа шифра Виженера. Используя уравнение шифрования, можно было отказаться от громоздкой таблицы Виженера. Позже лозунговая гамма стала произвольной последовательностью, а шифр с уравнением шифрования (1) стал называться шифром гаммирования. 15 содержащая информацию о том, занят сектор файлом или нет, если да, то каким именно, а также указывается информация о поврежденных секторах. Размер таблицы размещения файлов зависит от размера диска: чем выше его емкость, тем больший размер должен быть у таблицы для хранения информации обо всех секторах диска. Для большей надежности подобных таблиц может быть несколько (обычно для стандартной дискеты 3,5" емкостью 1,44 Мб их две). В корневом каталоге хранится информация о файлах, каталогах, времени и дате их создания, размерах и другие необходимые сведения. Каждой позиции каталога отводится 32 байта, назначение которых приведено ниже: 1-8 — имя файла; 9—11 байты — расширение имени; 12 байт — атрибуты файла; 13-22 байты — в резерве операционной системы; 23-24 байты — время создания; 25-26 байты — дата создания; 27-28 байты — начальный кластер; 29-32 байты — размер файла. Все остальное дисковое пространство является областью данных, в которой хранится информация. Использование метода защиты информации на гибких магнитных дисках от копирования подразумевает создание структуры дискеты, отличной от стандартной. При форматировании дискеты создаются следующие разделы: системная область и область данных. В системной области указывается размер файла в байтах, его имя и расширение, пароль, с которым данный файл был зашифрован, информация о порядке расположения секторов и поврежденных секторах. Системная область и область с данными хранятся в зашифрованном виде. На стандартных дискетах DOS при записи файлов формирует таблицу их размещения, в которой указывается последовательность расположения секторов для каждого файла. Применение классического метода изменения параметров дисковода пресекает возможность просмотра дискеты обычными средствами, которые работают со стандартными форматами дискет, в результате чего такую дискету нельзя скопировать без специальных программ. Применяя программу DISK EXPLORER, можно проанализировать логическую структуру дискеты и, прочитав каждый сектор, сделать отдельные копии секторов, находящихся на дискете после изменения параметров дисковода. Но получение полного объема информации в этом случае не представляется возможным, поскольку последовательность расположения секторов с данными пользователю не известна, а определение нужной последовательности потребует перебора множества комбинаций. К тому же каждый сектор кодирован в режиме гаммирования с обратной связью, и его декодирование будет зависеть от декодирования предыдущего сектора. Для того чтобы изменить режим работы дисковода, необходимо модифицировать содержимое определенных ячеек оперативной памяти. По адресу 0000h:0078h находится указание на таблицу данных, которые используются контроллером дисковода при работе с дискетой, и изменение этих параметров позволит работать с нестандартными форматами дискет. В данном методе используется форматирование с параметрами, отличающимися для каждого сектора. Два сектора используются для хранения системной информации (размер, полное имя файла, данные о порядке следования секторов и поврежденных секторах, пароль, с которым был зашифрован файл). 16 Во время форматирования проверяется качество записи и считывания сектора, так как из-за потенциального наличия на дискете поврежденных секторов на ней может измениться допустимый объем. После этого вычисляется свободный объем на диске и сверяется с размером записываемого файла. При восстановлении файла у пользователя запрашивается пароль, посредством которого декодируется системная область и проверяется пароль, полученный в процессе декодирования. При несовпадении работа завершается. В случае положительного результата выставляются новые параметры для дисковода, и происходит декодирование файла, записанного на диск. Основным преимуществом разработанного метода является высокая криптографическая стойкость информации, записываемой на гибкий магнитный диск, которая достигается благодаря применению алгоритма криптографического преобразования, основанного на ГОСТе 28147-89. Применение согласно этому ГОСТу дополнительного режима выработки имитоприставки обеспечивает защиту находящейся на диске информации от изменений и имитации. По сравнению с существующими стандартными программами для персональных компьютеров время чтения и записи сокращено в них на 10 %. Особое внимание следует уделять любым носителям информации, покидающим пределы фирмы. Наиболее частыми причинами этого бывают ремонт аппаратуры и списание технологически устаревшей техники. Необходимо помнить, что на рабочих поверхностях носителей даже в удаленных областях находится информация, которая может представлять либо непосредственный интерес, либо косвенно послужить причиной вторжения в систему. Так, например, при использовании виртуальной памяти часть содержимого ОЗУ записывается на жесткий диск, что теоретически может привезти даже к сохранению пароля на постоянном носителе (хотя это и маловероятно). Ремонт, производимый сторонними фирмами на месте, должен производится под контролем инженера из службы информационной безопасности. Необходимо помнить, что при нынешнем быстродействии ЭВМ копирование файлов производится со скоростью, превышающей мегабайт в секунду, а установить второй жесткий диск для копирования в момент ремонта без надзора специалиста можно практически незаметно. Все носители информации, покидающие фирму должны надежно чиститься либо уничтожаться механически (в зависимости от дальнейших целей их использования). И еще немного слов о защищенности самих носителей информации. На сегодняшний день не существует разумных по критерию «цена/надежность» носителей информации, не доступных к взлому. Строение файлов, их заголовки и расположение в любой операционной системе может быть прочитано при использовании соответствующего программного обеспечения. Практически невскрываемым может быть только энергонезависимый носитель, автоматически разрушающий информацию при попытке несанкционированного подключения к любым точкам, кроме разрешенных разъемов, желательно саморазрушающийся при разгерметизации, имеющий внутри микропроцессор, анализирующий пароль по схеме без открытой передачи. Однако, все это из области «сумасшедших» цен и военных технологий. Для бизнес класса и частной переписки данная проблема решается гораздо проще и дешевле – с помощью криптографии. Любой объем информации от байта до гигабайта, будучи зашифрован с помощью более или менее стойкой криптосистемы, недоступен для прочтения без знания ключа. И уже совершенно не важно, хранится он на жестком диске, на дискете или компакт-диске, не важно под управлением какой операционной системы. Против самых новейших технологий и миллионных расходов здесь стоит математика, и этот барьер до сих пор невозможно преодолеть. Вот почему силовые ведомства практически всех стран, будучи не в состоянии противостоять законам математики, применяют административные меры против так называемой стойкой криптографии. Вот почему ее использование частными и юридическими лицами без лицензии Федерального агентства по связи и информации |