Безопасность функционирования ИС КС7 01.04.2020. 1. Основные сведения Классификация защиты семейства ос windows
 Скачать 2.95 Mb.
|
1 2 Практическая работа №12 Модель безопасности ОС Windows Цель: изучить модель безопасности операционной системы Windows, получить навыки практического использования ее средств обеспечения безопасности. 1. Основные сведения 1.1. Классификация защиты семейства ОС Windows Разработчики операционной системы Windows уделили серьезное внимание обес- печению безопасности работы пользователей. Это подтверждается категориями, присвоенными различным версиям данной операционной системы по тем или иным международным и национальным критериям оценки безопасности. Так, по классификации «Оранжевой книги» ОС Windows NT 4 еще в 1999 году получила класс безопасности C2, по стандарту ISO/IEC 15408 Common Criteria for Information Technology Security Evaluation (Общие критерии оценки безопасности информаци-онных технологий) клиентские и серверные версии от Windows 2000 до Windows 10, от Windows Server 2008 до Windows Server 2013 получили уровень безопасности EAL4+, а операционные системы Windows 8, Windows Server 2012 Standard соот-ветствуют требованиям руководящего документа «Средства вычислительной тех-ники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защи-щенности от несанкционированного доступа к информации» (Гостехкомиссия Рос-сии.1992) по 5 классу защищенности. Какие средства безопасности предоставляют операционные семейства можно представить, если, например, познакомиться с требованиями оценки безопасности C2 «Оранжевой книги». Согласно им, система должна обеспечивать: средство безопасного входа в систему, которое обеспечивают точную идентификацию пользователей и предоставляют им возможности доступа к ресур- сам компьютера только после прохождения процедуры аутентификации. В Windows за идентификацию и аутентификацию пользователей отвечают процес- сы Winlogon.exe и Lsass.exe. управление доступом, позволяющее владельцу ресурса (файла, раздела реестра, объекта ядра и др.) определить, кто имеет права на доступ к ресурсу, а также уточнить суть этих прав (чтение, изменение, запуск и т.п.). При использова- нии дискреционной модели доступа для уплотнения матрицы доступа владелец может наделять правами, разрешающими различные виды доступа к объекту, как отдельного пользователя, так группу пользователей. Безопас- ный доступ реализуется в Windows компонентом Security Reference Monitor (SRM, монитор контроля безопасности) исполнительной системы Ntoskrnl.exe. аудит безопасности, позволяющий регистрировать события, относящи- еся к вопросам безопасности. Идентификация пользователей при входе в систему позволяет привязывать все события безопасности в системе к конкретному пользо- вателю. В Windows аудит поддерживается SRM и Lsass.exe. защита от повторного использования объекта, которая не позволяет пользователям просматривать данные, удаленные другим пользователем, или не 3 позволяет обращаться к памяти, которая ранее была использована, а затем осво- бождена другим пользователем. В Windows освобожденная память очищается системным потоком обнуления страниц, работающим во время простоя системы (с нулевым приоритетом). 1.2. Идентификация пользователей Для защиты данных Windows использует следующие основные механизмы: аутентификация и авторизация пользователей, аудит событий в системе, шифрова- ние данных, поддержка инфраструктуры открытых ключей, встроенные средства сетевой защиты. Эти механизмы поддерживаются такими подсистемами Windows как LSASS (Local Security Authority Subsystem Service, подсистема локальной аутентификации), SAM (Security Account Manager, диспетчер локальных записей безопасности), SRM (Security reference Monitor, монитор состояния защиты), Active Directory (служба каталогов), EFS (Encrypting File System, шифрующая файловая система) и др. Защита объектов и аудит действий с ними в ОС Windows организованы на основе избирательного (дискреционного) доступа, когда права доступа (чтение, за- пись, удаление, изменение атрибутов) субъекта к объекту задается явно в специ- альной матрице доступа. Для укрупнения матрицы пользователи могут объеди- няться в группы. При попытке субъекта (одного из потоков процесса, запущенного от его имени) получить доступ к объекту указываются, какие операции пользова- тель собирается выполнять с объектом. Если подобный тип доступа разрешен, по- ток получает описатель (дескриптор) объекта и все потоки процесса могут выпол- нять операции с ним. Подобная схема доступа, очевидно, требует аутентификации каждого пользователя, получающего доступ к ресурсам и его надежную идентифи- кацию в системе, а также механизмов описания прав пользователей и групп поль- зователей в системе, описания и проверки дискреционных прав доступа пользова- телей к объектам. Рассмотрим, как в ОС Windows организована аутентификация и авторизация пользователей. Все действующие в системе объекты (пользователи, группы, локальные ком- пьютеры, домены) идентифицируются в Windows не по именам, уникальность ко- торых не всегда удается достичь, а по идентификаторам защиты (Security Identi- fiers, SID). SIDпредставляет собой числовое значение переменной длины: S – R – I – S0 - S1 - … - Sn – RID S -неизменный идентификатор строкового представленияSID; R – уровень ревизии (версия). На сегодня 1. I - (identifier-authority)идентификатор полномочий.Представляет собой 48-битную строку, идентифицирующую компьютер или сеть, который(ая) выдал SID объекту. Возможные значения: - 0 (SECURITY_NULL_SID_AUTHORITY) — используются для сравнений, когда неизвестны полномочия идентификатора; - 1 (SECURITY_WORLD_SID_AUTHORITY) — применяются для констру- ирования идентификаторов SID, которые представляют всех пользовате- лей. Например, идентификатор SID для группы Everyone (Все пользовате- ли) — это S-1-1-0; 4 - 2 (SECURITY_LOCAL_SID_AUTHORITY) — используются для построе- ния идентификаторов SID, представляющих пользователей, которые вхо- дят на локальный терминал; - 5 (SECURITY_NT_AUTHORITY) — сама операционная система. То есть, данный идентификатор выпущен компьютером или доменом. Sn – 32-битные коды(колчеством0и более)субагентов,которым было пере-дано право выдать SID. Значение первых подчиненных полномочий общеизвестно. Они могут иметь значение: - 5 — идентификаторы SID присваиваются сеансам регистрации для выдачи прав любому приложению, запускаемому во время определенного сеанса регистрации. У таких идентификаторов SID первые подчиненные полно-мочия установлены как 5 и принимают форму S-1-5-5-x-y; - 6 —когда процесс регистрируется как служба, он получает специальный идентификатор SID в свой маркер для обозначения данного действия. Этот идентификатор SID имеет подчиненные полномочия 6 и всегда будет S-1-5-6; - 21 (SECURITY_NT_NON_UNIQUE) — обозначают идентификатор SID пользователя и идентификатор SID компьютера, которые не являются уни-кальными в глобальном масштабе; - 32 (SECURITY_BUILTIN_DOMAIN_RID) — обозначают встроенные идентификаторы SID. Например, известный идентификатор SID для встро-енной группы администраторов S-1-5-32-544; - 80 (SECURITY_SERVICE_ID_BASE_RID) — обозначают идентификатор SID, который принадлежит службе. Остальные подчиненные полномочия идентификатора совместно обозначают домен или компьютер, который издал идентификатор SID. RID – 32-битный относительный идентификатор.Он является является иден- тификатором уникального объекта безопасности в области, для которой был опре- делен SID. Например, 500 — обозначает встроенную учетную запись Administrator, 501 — обозначает встроенную учетную запись Guest, а 502 — RID для билета на получение билетов протокола Kerberos . При генерации SID Windows использует генератор случайных чисел, чтобы обеспечить уникальность SID для каждого пользователя. Для некоторого произ- вольного пользователя SID может выглядеть так: S-1-5-21-789336058-484763869-725345543-1003 Предопределенным пользователям и группам Windows выдает характерные SID, состоящие из SID компьютера или домена и предопределенного RID. В таб- лице 1 приведен перечень некоторых общеизвестных SID. Таблица 1. Общеизвестные SID Windows SID Название Описание S-1-1-0 Все Группа, в которую входят все пользователи S-1-5-2 Сеть Группа, в которую входят все пользовате- ли, зарегистрировавшиеся в системе из се- ти S-1-5-7 Анонимный вход Группа, в которую входят все пользовате- 5 ли, вошедшие в систему анонимно S-1-5-домен-500 Администратор Учетная запись администратора системы. По умолчанию только эта запись обеспечи- вает полный контроль системы S-1-5-домен-501 Гость Учетная запись пользователя-гостя Полный список общеизвестных SID можно посмотреть в документации Platform SDK. Узнать SID конкретного пользователя в системе, а также SID групп, в которые он включен, можно, используя консольную команду whoami: whoami /user /sid Соответствие имени пользователя и его SID можно отследить также в ключе реестра HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\ ProfileList. После аутентификации пользователя процессом Winlogon, все процессы, за- пущенные от имени этого пользователя будут идентифицироваться специальным объектом, называемым маркером доступа (access token). Если процесс пользова- теля запускает дочерний процесс, то его маркер наследуются, поэтому маркер до- ступа олицетворяет пользователя для системы в каждом запущенном от его имени процессе. Основные элементы маркера представлены на рис. 1. SID пользо- SID1 … SIDn DACL по Привилегии Прочие па- вателя Идентификаторы умолчанию раметры групп пользователя Рисунок 1. Обобщенная структура маркера доступа. Маркер доступа содержит идентификатор доступа самого пользователя и всех групп, в которые он включен. В маркер включен также DACL по умолчанию - первоначальный список прав доступа, который присоединяется к создаваемым пользователем объектам. Еще одна важная для определения прав пользователя в системе часть маркера – список его привилегий. Привилегии - это права доверен- ного объекта на совершение каких-либо действий по отношению ко всей системе. В таблице 2 перечислены некоторые привилегии, которые могут быть предостав- лены пользователю. Таблица 2. Привилегии, которыми могут быть наделены пользователи Имя и идентифика- Описание привилегии тор привилегии Увеличение приоритета Пользователь, обладающий данной привилегией может изменять диспетчирования приоритет диспетчирования процесса с помощью интерфейса Дис- SeIncreaseBasePriorityPrivilege петчера задач Закрепление страниц в Процесс получает возможность хранить данные в физической па- памяти мяти, не прибегая к кэшированию данных в виртуальной памяти на SeLockMemoryPrivilege диске. Управление аудитом и Пользователь получает возможность указывать параметры аудита журналом безопасности доступа к объекту для отдельных ресурсов, таких как файлы, объ- SeAuditPrivilege екты Active Directory и разделы реестра. 6 Овладение файлами или Пользователь получает возможность становиться владельцем лю- иными объектами бых объектов безопасности системы, включая объекты Active SeTakeOwnershipPrivilege Directory, файлы и папки NTFS, принтеры, разделы реестра, служ- бы, процессы и потоки Завершение работы си- Пользователь получает возможность завершать работу операцион- стемы ной системы на локальном компьютере SeShutdownPrivilege Обход перекрестной Используется для обхода проверки разрешений для промежуточ- проверки ных каталогов при проходе многоуровневых каталогов SeChangeNotifyPrivilege Управление привилегиями пользователей осуществляется в оснастке «Групповая политика»,раздел Конфигурация Windows/Локальные полити- ки/Назначение прав пользователя. Чтобы посмотреть привилегии пользователя, можно также использовать команду whoami /all Остальные параметры маркера носят информационный характер и опреде- ляют, например, какая подсистема создала маркер, уникальный идентификатор маркера, время его действия. Необходимо также отметить возможность создания ограниченных маркеров (restricted token), которые отличаются от обычных тем, что из них удаляются некоторые привилегии и его SID-идетификаторы проверяются только на запрещающие правила. Создать ограниченный маркер можно программ- но, используя API-функцию CreateRestrictedToken, а можно запустить процесс с ограниченным маркером, используя пункт контекстного меню Windows “Запуск от имени другого пользователя” (рис.2). Рисунок 2. Запуск процесса с ограниченным маркером Ограниченные маркеры используются для процессов, подменяющих клиен-та и выполняющих небезопасный код. Маркер доступа может быть создан не только при первоначальном входе пользователя в систему. Windows предоставляет возможность запуска процессов от 7 имени других пользователей, создавая для этих процессов соответствующий мар- кер. Для этих целей можно использовать: - API-функции CreateProcessAsUser, CreateProcessWithLogon; - оконный интерфейс (рис.2), инициализирующийся при выборе пункта кон- текстного меню “Запуск от имени другого пользователя”; - консольную команду runas: runas /user:имя_пользователя program, где имя_пользователя - имя учетной записи пользователя, которая будет использо-вана для запуска программы в формате пользователь@домен или домен\пользова-тель; program –команда или программа,которая будет запущена с помощью учетнойзаписи, указанной в параметре /user. В любом варианте запуска процесса от имени другой учетной записи необхо-димо задать ее пароль. 1.3. Защита объектов системы. Маркер доступа идентифицирует субъектов-пользователей системы. С другой стороны, каждый объект системы, требующий защиты, содержит описание прав доступа к нему пользователей. Для этих целей используется дескриптор безопас- ности (Security Descriptor, SD).Каждому объекту системы,включая файлы,прин- теры, сетевые службы, контейнеры Active Directory и другие, присваивается де- скриптор безопасности, который определяет права доступа к объекту и содержит следующие основные атрибуты (рис.3): - SID владельца, идентифицирующий учетную запись пользователя-владельца объекта; - пользовательский список управления доступом (Discretionary Access Control List, DACL), который позволяет отслеживать права и ограничения, установленные владельцем данного объекта. DACL может быть изменен пользователем, который указан как текущий владелец объекта. - системный список управления доступом (System Access Control List, SACL), определяющий перечень действий над объектом, подлежащих аудиту; - флаги, задающие атрибуты объекта. Авторизация Windows основана на сопоставлении маркера доступа субъекта с дескриптором безопасности объекта. Управляя свойствами объекта, администрато- ры могут устанавливать разрешения, назначать право владения и отслеживать до- ступ пользователей. 8 ACL Версия SD SID владельца размер редакция SID группы число записей ACE [1] DACL ACE […] SACL ACE [n] Объект Флаги ACE Идентификатор Права Тип Механизм безопасности доступа записи наследования Рисунок 3. Структура дескриптора безопасности объекта Windows Список управления доступом содержит набор элементов (Access Control En- tries, ACE). В DACL каждый ACE состоит из четырех частей: в первой указывают- ся пользователи или группы, к которым относится данная запись, во второй – права доступа, а третья информирует о том, предоставляются эти права или отбираются. Четвертая часть представляет собой набор флагов, определяющих, как данная за- пись будет наследоваться вложенными объектами (актуально, например, для папок файловой системы, разделов реестра). Если список ACE в DACL пуст, к нему нет доступа ни у одного пользователя (только у владельца на изменение DACL). Если отсутствует сам DACL в SD объек- та – полный доступ к нему имеют все пользователи. Если какой-либо поток запросил доступ к объекту, подсистема SRM осу- ществляет проверку прав пользователя, запустившего поток, на данный объект, просматривая его список DACL. Проверка осуществляется до появления разреша- ющих прав на все запрошенные операции. Если встретится запрещающее правило хотя бы на одну запрошенную операцию, доступ не будет предоставлен. Рассмотрим пример на рис.4. Процесс пытается получить доступ к объекту с заданным DACL. В маркере процесса указаны SID запустившего его пользователя, а также SID групп, в которые он входит. В списке DACL объекта присутствуют разрешающие правила на чтение для пользователя с SID=100, и на запись для группы с SID=205. Однако, в доступе пользователю будет отказано, поскольку раньше встречается запрещающее запись правило для группы с SID=201. 9 запрос Маркер R/W SRM доступа SID 100 Груп- SID 201 SID 202 пы SID 205 Запрос от- Процесс клонен! Объект DACL SID 78 _W Deny SID 201 _WX Deny SID 79 _RW Allow SID 100 _R Allow SID 205 _W Allow Рисунок 4. Проверка прав доступа пользователя к объекту Необходимо отметить, что запрещающее правило помещено в списке DACL на рисунке не случайно. Запрещающие правила всегда размещаются перед разре- шающими, то есть являются доминирующими при проверке прав доступа. Для определения и просмотра прав доступа пользователей к ресурсам можно использовать как графические средства контроля, так и консольные команды. Стандартное окно свойств объекта файловой системы (диска, папки, файла) на вкладке Безопасность (рис. 5) позволяет просмотреть текущие разрешения для пользователей и групп пользователей, редактировать их, создавать новые или уда- лять существующие. Запрещающие ACE Разрещающие ACE Рисунок 5 – GUI-интерфейс Windows для изменения прав доступа к объектам При определении прав доступа к объектам можно задать правила их наследо- вания в дочерних контейнерах. В окне дополнительных параметров безопасности 10 на вкладке Разрешения при выборе опции «Добавлять разрешения, наследуе- мые от родительских объектов» (рис. 6)можно унаследовать разрешения и огра- ничения, заданные для родительского контейнера, текущему объекту. Унаследовать права от родителя Передать права дочер- ним объектам Рисунок 6 – Определение параметров наследования прав доступа к объектам При выборе опции «Применять эти разрешения к объектам и контейнерам только внутри этого контейнера» разрешается передача определенных для объ- екта-контейнера правил доступа его дочерним объектам. В этом же окне на вкладке Владелец допустимо узнать владельца объекта и заменить его. Владелец объекта имеет право на изменение списка его DACL, даже если к нему запрещен любой тип доступа. Администратор имеет право становиться владельцем любого объекта. С учетом возможности вхождения пользователя в различные группы и неза- висимости определения прав доступа к объектам для групп и пользователей, зача- стую бывает сложно определить конечные права пользователя на доступ к объекту: требуется просмотреть запрещающие правила, определенные для самого объекта, для всех групп, в которые он включен, затем то же проделать для разрешающих правил. Автоматизировать процесс определения разрешенных пользователю видов доступа к объекту можно с использованием вкладки «Действующие разрешения» окна дополнительных параметров безопасности объекта (рис. 7). 11 Имя пользователя или группы Разрешения на доступ к объекту для выбранного пользователя или группы Рисунок 7 – Определение эффективных прав доступа пользователя (группы) к объекту Для просмотра и изменения прав доступа к объектам в режиме командной строки предназначена команда icacls (cacls в Windows XP). icacls имя_файла[/t] [/e] [/c] [/g пользователь:разрешение] [/r пользователь [...]] [/p пользователь:разрешение [...]] [/d пользователь [...]] Назначения параметров команды приведены в таблице 3. Таблица 3. Параметры команды cacls <имя файла> Задаёт файл или папку, права доступа к которой необхо- димо просмотреть/изменить (допустимо использовать шаблоны с символами * и ?). /t Изменение избирательных таблиц контроля доступа (DACL) указанных файлов в текущем каталоге и всех под- каталогах /e Редактирование избирательной таблицы управления до- ступом (DACL) вместо ее замены /c Заставляет команду продолжить изменение прав доступа при возникновении ошибки, связанной с нарушениями прав доступа /g <пользователь | Предоставление прав доступа указанному пользователю группа: разрешение> /r <пользователь | Отнимает права доступа указанного пользователя. группа> /p <пользователь | Заменяет права доступа указанного пользователя группа: разрешение> /d <пользователь | Отказывает в праве доступа указанному пользователю или группа> группе Для указания добавляемых или отнимаемых прав используются следующие значения: F - полный доступ; 12 C - изменение (запись); W - запись; R - чтение; N - нет доступа. Рассмотрим несколько примеров. icacls d:\test Выдаст список DACL для папки test. icacls d:\test /d ИмяКомпьютера\ИмяПользователя /e Запретит доступ к объекту для указанного пользователя. icacls d:\test /p ИмяКомпьютера\ИмяГруппы:f /e /t Предоставит полный доступ к папке d:\test и ее подпапках всем для членов указанной группы. Для программного просмотра и изменения списков DACL можно использо- вать API-функции AddAccessAllowedAce, AddAccessDeniedAce, SetSecurityInfo. Подробнее с этими функциями и примерами их использования можно ознакомить- ся в [3]. Рассмотренные способы работы с дискреционным списком доступа иллю- стрируют реализацию в Windows модели произвольного доступа. Но начиная с Windows Vista фирма Microsoft реализовала элементы мандатного доступа для кон- троля доступа к объектам. За этот уровень обеспечения безопасности отвечает Windows Integrity Control (WIC).КонцепцияWICвторит уже рассмотренным выше принципами принудительного (мандатного) управления доступом и основана на построении доверительных отношений между объектами и управлении действиями с ними пользователей на основе их уровня доверия. Базовым понятием WIC явля- ется уровень целостности (integrity level) объекта. WIC присваивает контролируе- мым объектам один из шести доступных уровней целостности: Untrusted —анонимные процессы автоматически попадают в эту категорию. Low —стандартный уровень при работе с Интернетом.Если браузерInternet Explorer запущен в защищенном режиме, все файлы и процессы, ассоциированные с ним, назначаются в эту категорию. Некоторые папки, такие как, например, Temporary Internet Folder, также по умолчанию наделяются Низким уровнем дове- рия. Medium —в данном контексте работает большинство объектов.Ординарные пользователи получают Средний уровень, всем объектам присваивается данный уровень доступа, если не указан какой-либо иной. High —уровень,ассоциированный в системе сАдминистраторами.Объек- ты Высокоо уровня недоступны обычным пользователям. System —уровень для работы ядра операционной системы и его служб. Installer —вершина в иерархии уровнейWIC.Его объекты могут изменять и удалять файлы всех предыдущих уровней. Контроль по уровням целостности при доступе к объекту также осуществля- ется на основе правил ACE. Но это специализированные ACE, которые начиная с 13 Windows Vista хранятся в списке SACL дескриптора безопасности объекта наряду с правилами аудита. Уровень целостности пользователя (процесса, выполняющегося от его имени) хранится в его токене безопасности. При доступе процесса к объекту монитор безопасности сравнивает уровень целостности в токене с уровнем целост- ности в дескрипторе объекта (в SACL). Система выдает права доступа в зависимо- сти от того выше или ниже уровень целостности субъекта по отношению к объек- ту, а также в зависимости от флагов политики целостности в соответствующей ACE объекта. Уровни целостности (IL) пользователя описываются в его идентифи- каторе безопасности, точнее – в его RID-части: SID = S-1-16-0x0 - уровень Untrusted SID = S-1-16-0x1000 - уровень Low SID= S-1-16-0x2000 – уровень Medium SID= S-1-16-0x3000 – уровень High SID= S-1-16-0x4000 – уровень системы Для изменения уровня целостности объектов можно использовать следую-щие инструменты: - уже рассмотренную команду icacls с ключом /setintegitylevel. Например, вот так можно присвоить файлу низкий (l) уровень целостности: icacls f:\temp /setintegritylevel l - используя специальные утилиты Chml ("change mandatory label" ) для изме-нения уровня целостности файлов и папок, и Regil ("Registry integrity levels") для работы с уровнями целостности ключей реестра. Изменить уровень целостности процесса можно, например, запустив его ути-литой psexec.exe с соответствующим ключом. Вот как можно запустить блокнот с высоким уровнем целостности: psexec –h notepad.exe Очевидно, что изменять уровень целостности запускаемых процессов потен- циально небезопасная операция, поэтом ее могут запускать только процессы, у ко- торых в маркере доступа установлена привилегия SeRelabelPrivilege Узнать, каким уровнем целостности обладает процесс можно, например, за-пустив утилиту ProcessExplorer из набора Sysinternals [6] (рис. 8). Рисунок 8 – Уровень целостности запущенных процессов в интерфейсе ProcessExplorer 14 Необходимо отметить, что контроль уровней целостности имеет более высо-кий приоритет при проверке прав доступа к объекту перед дискреционной табли-цей. 1.4. Подсистема аудита. Важный элемент политики безопасности – аудит событий в системе. ОС Windows ведет аудит событий по 9 категориям: 1. Аудит событий входа в систему. 2. Аудит управления учетными записями. 3. Аудит доступа к службе каталогов. 4. Аудит входа в систему. 5. Аудит доступа к объектам. 6. Аудит изменения политики. 7. Аудит использования привилегий. 8. Аудит отслеживания процессов. 9. Аудит системных событий. Рассмотрим более подробно, какие события отслеживает каждая из катего- рий. Аудит событий входа в систему Аудит попыток пользователя войти в систему с другого компьютера или выйти из нее, при условии, что этот компьютер используется для проверки под- линности учетной записи. Аудит управления учетными записями Аудит событий, связанных с управлением учетными записями на компьюте- ре: создание, изменение или удаление учетной записи пользователя или группы; переименование, отключение или включение учетной записи пользователя; задание или изменение пароля. Аудит доступа к службе каталогов Аудит событий доступа пользователя к объекту каталога Active Directory, для которого задана собственная системная таблица управления доступом (SACL). Аудит входа в систему Аудит попыток пользователя войти в систему с компьютера или выйти из нее. Аудит доступа к объектам Аудит событий доступа пользователя к объекту – например, к файлу, папке, разделу реестра, принтеру и т. п., - для которого задана собственная системная таб-лица управления доступом (SACL). Аудит изменения политики Аудит фактов изменения политик назначения прав пользователей, политик аудита или политик доверительных отношений. 15 Аудит использования привилегий Аудит попыток пользователя воспользоваться предоставленным ему правом. Аудит отслеживания процессов Аудиту таких событий, как активизация программы, завершение процесса, повторение дескрипторов и косвенный доступ к объекту. Аудит системных событий Аудит событий перезагрузки или отключения компьютера, а также событий, влияющих на системную безопасность или на журнал безопасности. Решения об аудите конкретного типа событий безопасности принимаются в соответствии с политикой аудита локальной системы. Политика аудита, также называемая локальной политикой безопасности (local security policy), является ча- стью политики безопасности, поддерживаемой LSASS в локальной системе, и настраивается с помощью редактора локальной политики безопасности (Оснастка gpedit.msc, Конфигурация компьютера - Конфигурация Windows – Параметры безопасности – Локальные политики – Политика аудита, рис. 9). Рисунок 9 – Конфигурация политики аудита редактора локальной политики безопасности Для каждого объекта в SD содержится список SACL, состоящий из записей ACE, регламентирующих запись в журнал аудита удачных или неудачных попыток доступа к объекту. Эти АСЕ определяют, какие операции, выполняемые над объек- тами конкретными пользователями или группами, подлежат аудиту. Информация аудита хранится в системном журнале аудита. Аудиту могут подлежать как успеш- ные, так и неудачные операции. Подобно записям ACE DACL, правила аудита объ- ектов могут наследоваться дочерними объектами. Процедура наследования опре- деляются набором флагов, являющихся частью структуры ACE. Настройка списка SACL может быть осуществлена в окне дополнительных свойств объекта (пункт “Дополнительно”, закладка “Аудит”, рис. 10). 16 записи ACE списка SACL объекта параметры наследования ACE (аналогично DACL) Рисунок 10 – Интерфейс редактирования правил аудита для объекта Для программного просмотра и изменения списков SACL можно использовать API-функции GetSecutityInfo и SetSecutityInfo. При инициализации системы и изменении политики LSASS посылает SRM сообщения, информирующие его о текущей политике аудита. LSASS отвечает за прием записей аудита, генерируемых на основе событий аудита от SRM, их редак- тирование и передачу Event Logger (регистратору событий). SRM посылает записи аудита LSASS через свое LPC-соединение. После этого Event Logger заносит запи- си в журнал безопасности. Начиная с Windows Vista поддерживаются две категории журналов событий: журналы Windows и журналы приложений и служб. Журналы Windows – регистрируют общесистемных событий, и ведутся самой ОС. Журналы приложе- ний и служб –индивидуальны для конкретных типов приложений и компонент (Internet Explorer, MediaCenter, PoerShell и др.). События аудита записываются в журналы Windows следующих типов (на примере Windows 7): 1. Журнал приложений. В журнале приложений содержатся данные,относя- щиеся к работе приложений и программ. 2. Журнал безопасности. Журнал безопасности содержит записи о таких со- бытиях, как успешные и безуспешные попытки доступа в систему, а также о собы- тиях, относящихся к использованию ресурсов. 3. Журнал системы. В журнале системы содержатся события системных ком- понентов Windows. Например, в журнале системы регистрируются сбои при за- грузке драйвера или других системных компонентов при запуске системы. 4. Журнал установки. Фиксирует события,связанные с установкой или уда- лением компонент системы. 5. Журнал перенаправления. Фиксирует события,перенаправленные с со- седних компьютеров. Просмотр журнала безопасности осуществляется в оснастке «Просмотр со- бытий» (eventvwr.msc, рис. 11). Сами журналы хранятся в файлах с расширением evtx в папке %SystemRoot%\System32\Winevt\Logs\. 17 Информационное сообщение Сообщение об ошиб- ке Предупреждающее сообщение Рисунок 11. Оснастка Windows «Просмотр событий» В журнал записываются события различных типов: - Сведение –сигнализирует об изменении в приложении или компоненте, например, успешном доступе к ресурсу, запуске приложения или службы; - Предупреждение –сигнализирует о потенциально опасном событии,воз- никшем в приложении или компоненте, которые не мешают его работе, но могут стать причиной проблем в будущем; - Ошибка –сигнализирует о проблему,сказывающемся на окружени прило- жения или компонента, вызвавших событие; - Критическая ошибка -соответствует сбою,критичному для приложения или компонента, после которого они не могут продолжать работу; 1.5. Шифрующая файловая система. Начиная с версии Windows 2000, в операционных системах семейства Windows NT поддерживается шифрование данных на разделах файловой системы NTFS с использованием шифрующей файловой системы (Encrypted File System, EFS).Основное ее достоинст во заключается в обеспечении конфиденциальности данных на дисках компьютера за счет использования надежных симметричных ал- горитмов для шифрования данных в реальном режиме времени. Для шифрации данных EFS использует симметричный алгоритм шифрования (AES или DESX) со случайным ключом для каждого файла (File Encryption Key, FEK).По умолчанию данные шифруются вWindows 2000иWindows XPпо алго- ритму DESX, а в Windows XP с Service Pack 1 (или выше) и Windows Server 2003 — по алгоритму AES. В версиях Windows, разрешенных к экспорту за пределы США, драйвер EFS реализует 56-битный ключ шифрования DESX, тогда как в вер- сии, подлежащей использованию только в США, и в версиях с пакетом для 128- битного шифрования длина ключа DESX равна 128 битам. Алгоритм AES в Windows использует 256-битные ключи. При этом для обеспечения секретности самого ключа FEK шифруется асим- метричным алгоритмом RSA открытым ключом пользователя, результат шифрации FEK – Data Decryption Field, DDF – добавляется в заголовок зашифрованного файла (рис. 12). Такой подход обеспечивает надежное шифрование без потери эф- фективности процесса шифрования: данные шифруются быстрым симметричным 18 алгоритмом, а для гарантии секретности симметричного ключа используется асим- метричный алгоритм шифрования. Файл, зашифро- Открытый ключ FEK ванный EFS пользователя (RSA) DDF Зашифрован- ный файл Шифрование данных (DESX или AES) Файл на диске FEK DRF Открытый ключ аген- та восстановления RSA) Рисунок 12. Схема шифрации файла в EFS Для шифрации файлов с использованием EFS можно использовать графиче- ский интерфейс или команду cipher. Графический интерфейс доступен в стандартном окне свойств объекта по нажатию кнопки «Дополнительно» (рис. 13). Зашифрованные объекты в стан- дартном интерфейсе Windows Explorer отображаются зеленым цветом. Рисунок 13 – Графический интерфейс шифрования файла с использованием EFS Необходимо отметить, что EFS позволяет разделять зашифрованный файл между несколькими пользователями. В этом случае FEK шифруется открытыми ключами всех пользователей, которым разрешен доступ к файлу, и каждый резуль- тат шифрации добавляется в DDF. Шифрование файла с использованием EFS защищает файл комплексно: поль- зователю, не имеющему права на дешифрацию файла, недопустимы, в том числе, такие операции, как удаление, переименование и копирование файла. Необходимо помнить, что EFS является частью файловой системы NTFS, и в случае копирова- 19 ния защищенного файла авторизованным пользователем на другой том с файловой системой, на поддерживающей EFS (например, FAT32), он будет дешифрован и сохранен на целевом томе в открытом виде. Консольная команда cipher может быть использована для шифра- ции/дешифрации файлов из командной строки или в bat-сценарии. cipher [{/e|/d}] [/s:каталог] [/a] [/i] [/f] [/q] [/h] [/k] [/u[/n]] [путь[...]] | [/r:имя_файла_без_расширения] Назначения параметров команды приведены в таблице 4. Таблица 4. Параметры команды cipher /e Шифрует указанные папки. Папки помечаются таким образом, что- бы файлы, которые будут добавляться в папку позже, также шифро- вались. /d Расшифровывает указанные папки. Папки помечаются таким обра- зом, чтобы файлы, которые будут добавляться в папку позже, не бу- дут шифроваться /s: каталог Выполняет выбранную операцию над указанной папкой и всеми подпапками в ней. /a Выполняет операцию над файлами и каталогами /i Продолжение выполнения указанной операции даже после возник- новения ошибок. По умолчанию выполнение cipher прекращается после возникновения ошибки /f Выполнение повторного шифрования или расшифровывания ука- занных объектов. По умолчанию уже зашифрованные или расшиф- рованные файлы пропускаются командой cipher /k Создание ключа шифрования файла для пользователя, выполнивше- го команду cipher. Если используется данный параметр, все осталь- ные параметры команды cipher не учитываются. /u Обновление ключа шифрования файла пользователя или ключа агента восстановления на текущие ключи во всех зашифрованных файлах на локальном диске (если эти ключи были изменены). Этот параметр используется только вместе с параметром /n. /n Запрещение обновления ключей. Данный параметр служит для по- иска всех зашифрованных файлов на локальных дисках. Этот пара- метр используется только вместе с параметром /u. путь Указывает шаблон, файл или папку. /r: имя_файла Создание нового сертификата агента восстановления и закрытого ключа с последующей их записью в файлах с именем, указанным в параметре имя_файла (без расширения). Если используется данный параметр, все остальные параметры команды cipher не учитывают- ся. Например, чтобы определить, зашифрована ли какая-либо папка, необходимо использовать команду: cipher путь\имя_папки 20 Команда cipher без параметров выводит статус (зашифрован или нет) для всех объектов текущей папки. Для шифрации файла необходимо использовать команду cipher /e /a путь\имя_файла Для дешифрации файла, соответственно, используется команда cipher /d /a путь\имя_файла Допустима шифрация/дешифрация группы файлов по шаблону: cipher /e /a d:\work\*.doc Пара открытый и закрытый ключ для шифрации FEK создаются для пользо- вателя автоматически при первой шифрации файла с использованием EFS. Если некоторый пользователь или группа пользователей зашифровали файл с использованием EFS, то его содержимое доступно только им. Это приводит к рис- кам утери доступа к данным в зашифрованных файлах в случае утраты пароля дан- ным пользователем (работник забыл пароль, уволился и т.п.). Для предотвращения подобных проблем администратор может определить некоторые учетные записи в качестве агентов восстановления. Агенты восстановления (Recovery Agents) определяются в политике без- опасности Encrypted Data Recovery Agents (Агенты восстановления шифро- ванных данных) на локальном компьютере или в домене.Эта политика доступна через оснастку Групповая политика (gpedit.msc) раздел «Параметры безопасно- сти»-> «Политика открытого ключа»-> «Файловая система EFS». Пункт меню «Действие»-> «Добавить агент восстановления данных» открывает мастер до- бавления нового агента. Добавляя агентов восстановления можно указать, какие криптографические пары (обозначенные их сертификатами) могут использовать эти агенты для восста- новления шифрованных данных (рис. 14). Сертификаты для агентов восстановле- ния создаются командой cipher с ключом /r (см. табл. 4). Для пользователя, кото- рый будет агентом восстановления, необходимо импортировать закрытый ключ агента восстановления из сертификата, созданного командой cipher. Это можно сделать в маcтере импорта сертификатов, который автоматически загружается при двойном щелчке по файлу *.pfx. EFS создает DRF (Data Recovery Field) – элементы ключей для каждого агента восстановления, используя провайдер криптографических сервисов, зареги- стрированный для EFS-восстановления. DRF добавляется в зашифрованный файл и может быть использован как альтернативное средство извлечения FEK для дешиф- рации содержимого файла. 21 Рисунок 14. Добавление нового агента восстановления EFS Windows хранит закрытые ключи в подкаталоге Application Data\Micro-soft\Crypto\RSA каталога профиля пользователя. Для защиты закрытых ключей Windows шифрует все файлы в папке RSA на основе симметричного ключа, генерируемого случай- ным образом; такой ключ называется мастер-ключом пользователя. Мастер-ключ имеет длину в 64 байта и создается стойким генератором случайных чисел. Ма- стер-ключ также хранится в профиле пользователя в каталоге Application Data\Microsoft\Protect и зашифровывается по алгоритму 3DES с помощью ключа, который отчасти основан на пароле пользователя. Когда пользователь меняет свой пароль, мастер-ключи автоматически расшифровываются, а затем заново зашифро- вываются с учетом нового пароля. Для расшифровки FEK EFS использует функции Microsoft CryptoAPl (CAPI). CryptoAPI состоит из DLL провайдеров криптографических сервисов (cryptographic service providers, CSP), которые обеспечивают приложениям доступ к различным криптографическим сервисам (шифрованию, дешифрованию и хэшированию). EFS опирается на алгоритмы шифрования RSA, предоставляемые провайдером Microsoft Enhanced Cryptographic Provider. Шифрацию и дешифрацию файлов можно осуществлять программно, ис- пользуя API-функции EncryptFile и DecryptFile. 2. Порядок выполнения работы. 2.1. Ознакомьтесь с теоретическими основами защиты информации в ОС се- мейства Windows в настоящих указаниях и конспектах лекций. 2.2. Выполните задания 2.2.1-2.2.8 2.2.1. При выполнении лабораторной работы запустите в программе Oracle VM Virtualbox виртуальную ма-шину Win7Test. Войдите в систему под учетной записью администратора. Все действия в пп 2.2.1-2.2.8 выполняйте в системе, рабо-тающей на виртуальной машине. 2.2.2. Создайте учетную запись нового пользователя testUser в оснаст-ке «Управление компьютером» (compmgmt.msc). При создании новой учетной 22 записи запретите пользователю смену пароля и снимите ограничение на срок дей- ствия его пароля. Создайте новую группу ”testGroup” и включите в нее нового пользователя. Удалите пользователя из других групп. Создайте на диске С: папку forTesting.Создайте или скопируйте в эту папку несколько текстовых файлов (*.txt). 2.2.3. С помощью команды runas запустите сеанс командной строки (cmd.exe) от имени вновь созданного пользователя. Командой whoami посмотрите SID пользователя и всех его групп, а также текущие привилегии пользователя. Строку запуска и результат работы этой и всех следующих консольных команд копируйте в файл протокола лабораторной работы. 2.2.4. Убедитесь в соответствии имени пользователя и полученного SID в реестре Windows. Найдите в реестре, какому пользователю в системе присвоен SID S-1-5-21-1957994488-492894223-170857768-1004 (Используйте ключ реестра HKLM\SOFTWARE\Microsoft\Windows NT\CurrentVersion\ProfileList). 2.2.5. Командой whoami определите перечень текущих привилегий пользователя testUser. В сеансе командной строки пользователя попробуйте изме- нить системное время командой time. Чтобы предоставить пользователю подобную привилегию, запустите оснастку «Локальные параметры безопасности» (secpol.msc). Добавьте пользователя в список параметров политики «Изменение системного времени» раздела Локальные политики -> Назначение прав поль- зователя.После этого перезапустите сеанс командной строки от имени пользова- теля, убедитесь, что в списке привилегий добавилась SeSystemtimePriviege. По- пробуйте изменить системное время командой time. Убедитесь, что привилегия «Завершение работы системы» (SeShutdown- Privilege) предоставлена пользователюtestUser .После этого попробуйте завер- шить работу системы из сеанса командной строки пользователя командой shut- down –s.Добавть ему привелегию «Принудительное удаленное завершение» (SeRemoteShutdownPrivilege).Попробуйте завершить работу консольной коман- дой еще раз (отменить команду завершения до ее непосредственного выполнения можно командой shutdown –a). 2.2.6. Ознакомьтесь с справкой по консольной команде icacls. Используя эту команду, просмотрите разрешения на папку c:\forTesting. Объясните все обозначе- ния в описаниях прав пользователей и групп в выдаче команды. а) Разрешите пользователю testUser запись в папку forTesting, но запретите запись для группы testGroup. Попробуйте записать файлы или папки в forTesting от имени пользователя testUser. Объясните результат. Посмотрите эффективные разрешения пользователя testUser к папке forTesting в окне свойств папки. б) Используя стандартное окно свойств папки, задайте для пользователя tes- tUser такие права доступа к папке,чтобы он мог записывать информацию в папку forTesting,но не мог просматривать ее содержимое.Проверьте,что папка forTesting является теперь для пользователя testUser “слепой”,запустив,напри- мер, от его имени файловый менеджер и попробовав записать файлы в папку, про- смотреть ее содержимое, удалить файл из папки. в) Для вложенной папки forTesting\Docs отмените наследование ACL от родителя и разрешите пользователю просмотр, чтение и запись в папку. Проверьте, что для пользователя папка forTesting\Docs перестала быть “слепой” (например, 23 сделайте ее текущей в сеансе работы файлового менеджера от имени пользователя и создайте в ней новый файл). г) Снимите запрет на чтение папки forTesting для пользователя testUser. Используя команду icacls запретите этому пользователю доступ к файлам с расши- рением txt в папке forTesting. Убедитесь в недоступности файлов для пользовате- ля. д) Командой icacls запретите пользователю все права на доступ к папке forTesting и разреште полный доступ к вложенной папке forTesting\Docs.Убеди- тесь в доступности папки forTesting\Docs для пользователя. Удалите у пользовате- ля testUser привилегию SeChangeNotifyPrivilege. Попробуйте получить доступ к папке forTesting\Docs. Объясните результат. е) Запустите файловый менеджер от имени пользователя testUser и создайте в нем папку newFolder на диске C. Для папки newFolder очистите весь список ACL командой cacls. Попробуйте теперь получить доступ к папке от имени адми- нистратора и от имени пользователя. Кто и как теперь может вернуть доступ к пап- ке? Верните полный доступ к папке для всех пользователей. ж) Создайте в разделе HKLM\Software реестра раздел testKey. Запретите пользователю testUser создание новых разделов в этом разделе реестра. Создайте для раздела HKLM\Software\testKey SACL, позволяющий протоколировать отка- зы при создании новых подразделов, а также успехи при перечислении подразде- лов и запросе значений (предварительно проверьте, что в локальной политике без- опасности соответствующий тип аудита включен). Попробуйте от имени пользова- теля testUser запустить regedit.exe и создать раздел в HKLM\Software. Убедитесь, что записи аудита были размещены в журнале безопасности (eventvwr.msc). з) С использованием команды whoami проверьте уровень целостности для пользователя testUser и администратора (учетная запись ВПИ). Запустите какое- нибудь приложение (калькулятор, блокнот) от имени testUser и администратора. С использованием утилиты ProcessExplorer (можно найти в папке c:\Utils на вирту- альной машине) проверьте уровень целостности запущенных приложений. Объяс- ните разницу. Верните пользователю testUser права на полный доступ к папке forTesting.От имени администратора создайте в папке forTesting текстовый файл someText.txt.Измените уровень целостности этого файла до высокого с использо- ванием команды icacls. Запустите блокнот от имени пользователя testUser, открой- те в нём файл someText.txt, измените содержимое файла и попробуйте сохранить изменения. Объясните причину отказа в доступе. Как можно предоставить пользо- вателю testUset доступ к файлу? 2.2.7. Шифрование файлов и папок средствами EFS. а) От имени пользователя testUser зашифруйте какой-нибудь файл на диске. Убедитесь, что после этого был создан сертификат пользователя, запустив оснаст- ку certmgr.msc от имени пользователя (раздел Личные). Просмотрите основные параметры сертификата открытого ключа пользователя testUser (срок действия, используемые алгоритмы). Установите доверие к этому сертификату в вашей си- стеме. б) Создайте в папке forTesting новую папку Encrypt. В папке Encrypt со- здайте или скопируйте в нее текстовый файл. Зашифруйте папку Encrypt и все ее содержимое из меню свойств папки от имени администратора. Попробуйте про- 24 смотреть или скопировать какой-нибудь файл этой папки от имени пользователя testUser.Объясните результат.Скопируйте зашифрованный файл в незашифро- ванную папку (например, forTesting). Убедитесь что он остался зашифрованным. Добавьте пользователя testUser в список имеющих доступа к файлу пользователей в окне свойств шифрования файла. Повторите попытку получить доступ к файлу от имени пользователя testUser. в) Создайте учетную запись нового пользователя agentUser, сделайте его членом группы Администраторы. Определите для пользователя agentUser роль агента восстановления EFS. Создайте в папке forTesting новый текстовый файл с произвольным содержимым. Зашифруйте этот файл от имени пользователя testUser.Убедитесь в окне подробностей шифрования файла,что пользователь agentUser является агентом восстановления для данного файла.Попробуйте про- читать содержимое файла от имени администратора и от имени пользователя agentUser.Объясните результат. г) Зашифруйте все текстовые файлы папки forTesting с использованием кон- сольной команды шифрования cipher от имени пользователя testUser (предвари- тельно снимите запрет на доступ к этим файлам, установленный в задании 2.2.6г). д) Убедитесь, что при копировании зашифрованных файлов на том с файло- вой системой, не поддерживающей EFS (например, FAT32 на флеш-накопителе), содержимое файла дешифруется. 2.2.8. После демонстрации результатов работы преподавателю восстановите исходное состояние системы: удалите созданные папки и файлы, разделы реестра, удалите учетную запись созданного пользователя и его группы, снимите с пользо- вателя agentUser роль агента восстановления. 2.2.9. Представьте отчёт по лабораторной работе преподавателю и отчитайте работу. 2.3. Содержание отчета Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие сведения: - название и цель работы; - протокол выполнения лабораторной работы, содержащий список кон- сольных команд, составленных при выполнении работы, и результаты их выполнения. 3. Контрольные вопросы 1. К какому классу безопасности относится ОС Windows по различным критериям оценки? 2. Каким образом пользователи идентифицируются в ОС Windows? 3. Что такое списки DACL и SACL? 4. Перечислите, каким образом можно запустить процесс от имени друго- го пользователя. 5. Как происходит проверка прав доступа пользователя к ресурсам в ОС Windows? 6. Что такое маркер безопасности, и какова его роль в модели безопасно- сти Windows? 25 7. Как с использованием команды icacls добавить права на запись для всех файлов заданной папки? 8. Что такое уровень целостности? Как он влияет на права доступа субъ-ектов к объектам ОС? Как можно узнать и задать уровень целостности для объек-тов и субъектов? 9. Какие события подлежат аудиту в ОС Windows? 10. Каким образом шифруются файлы в файловой системе EFS? Что такое FEK? DDF? DDR? 11. Какие алгоритмы шифрования используются в EFS? Практическая работа №13 1 2 |