Защита информации. 6

3

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Быстро развивающиеся компьютерные информационные технологии вносят заметные изменения в нашу жизнь. Информация стала товаром, который можно приобрести, продать, обменять. При этом стоимость информации часто в сотни раз превосходит стоимость компьютерной системы, в которой она хранится.

От степени безопасности информационных технологий в настоящее время зависит благополучие, а порой и жизнь многих людей. Такова плата за усложнение и повсеместное распространение автоматизированных систем обработки информации.

Под информационной безопасностью понимается защищенность информационной системы от случайного или преднамеренного вмешательства, наносящего ущерб владельцам или пользователям информации.

На практике важнейшими являются три аспекта информационной безопасности:

      доступность (возможность за разумное время получить требуемую информационную услугу);

      целостность (актуальность и непротиворечивость информации, ее защищенность от разрушения и несанкционированного изменения);

      конфиденциальность (защита от несанкционированного прочтения).

      Нарушения доступности, целостности и конфиденциальности информации могут быть вызваны различными опасными воздействиями на информационные компьютерные системы.

В ходе контрольной работы  были изучены и проанализированы информационные защиты и угрозы информационной безопасности компьютерных систем. Целью написания контрольной работы  является изучение компьютерных систем как объект защиты информации.

Исходя из этого, выстраивается ряд задач, а именно:

1.Ознакомление информационной безопасностью.

2. Рассмотреть программные средства защиты информации.

3. Изучение  программ с потенциально опасными последствиями.

Данная контрольная  работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка источников и литературы.

Для написания данной работы были использованы законодательно-правовые акты: Конституция Российской Федерации – основной правовой акт, определяющий современную государственную политику и права граждан России[1]. Федеральный закон Российской Федерации от 27 июля 2006 г. № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации», настоящий Федеральный закон регулирует отношения, осуществлении права на поиск, получение, передачу, производство и распространение информации; применении информационных технологий; обеспечении защиты информации[2]. Государственные стандарты  ГОСТ Р. 50.1.053 – 2005 Информационные технологии. Основные термины и определения в области технической защиты информации[3], ГОСТ Р 34.10-2001 Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процессы формирования и проверки электронно-цифровой подписи[4]. 

Так же в данной работе использованы учебные, методические и практические  пособия: Завгородний В.И. Комплексная защита в компьютерных системах где автор освещает вопросы защиты информации в компьютерных системах. Анализируются и классифицируются возможные угрозы безопасности информации, рассматриваются методы и средства защите от незаконного проникновения в вычислительные сети, раскрываются подходы к построению и эксплуатации комплексных систем защиты[5].

Терехов А.В. Защита компьютерной информации, представлено методическое указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине "Защита компьютерной информации"[6]. Хорев  П.Б. Методы и средства защиты информации в компьютерных системах, в которой автор уделил внимание  программным и про­граммно-аппаратным методам и средствам защиты информации. Рассмот­рены, в частности, модели безопасности, используемые в защищенных версиях операционной системы Windows[7].

Щеглов А.Ю. Защита компьютерной информации от несанкционированного доступа, в данной книге с профессиональной точки зрения рассмотрены вопросы защиты компьютерной информации от несанкционированного доступа (НСД), как на отдельном компьютере, так и на компьютерах в составе сети. Приведен анализ систем защиты, встроенных в ОС Windows и ОС Unix. Показаны уязвимости этих систем и определены их причины[8]. 

При работе над темой были изучены статьи: Быков А.В. Уязвимости программного обеспечения при обработке PE-файлов, в которой автор рассматривает проблемы обеспечения обработки в этом формате[9]. Печеров, А. Хаки и хакеры: от истоков до наших дней, в этой статье автор дает информацию об истории взлома, уничтожения программ[10].

1. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Современная информационная система представляет собой сложную систему, состоящую из большого числа компонентов различной степени автономности, которые связаны между собой и обмениваются данными. Практически каждый компонент может подвергнуться внешнему воздействию или выйти из строя. Компоненты автоматизированной информационной системы можно разбить на следующие группы[11]:

        аппаратные средства - компьютеры и их составные части (процессоры, мониторы, терминалы, периферийные устройства - дисководы, принтеры, контроллеры, кабели, линии связи и т.д.);

        программное обеспечение - приобретенные программы, исходные, объектные, загрузочные модули; операционные системы и системные программы (компиляторы, компоновщики и др.), утилиты, диагностические программы и т.д.;

        данные - хранимые временно и постоянно, на магнитных носителях, печатные, архивы, системные журналы и т.д.;

        персонал - обслуживающий персонал и пользователи.

Опасные воздействия на компьютерную информационную систему можно подразделить на случайные и преднамеренные. Анализ опыта проектирования, изготовления и эксплуатации информационных систем показывает, что информация подвергается различным случайным воздействиям на всех этапах цикла жизни системы. Причинами случайных воздействий при эксплуатации могут быть:

        аварийные ситуации из-за стихийных бедствий и отключений электропитания;

        отказы и сбои аппаратуры;

        ошибки в программном обеспечении;

        ошибки в работе персонала;

        помехи в линиях связи из-за воздействий внешней среды.

Можно составить гипотетическую модель потенциального нарушителя:

Наиболее распространенным и многообразным видом компьютерных нарушений является несанкционированный доступ (НСД). НСД использует любую ошибку в системе защиты и возможен при нерациональном выборе средств защиты, их некорректной установке и настройке[12].

Проведем классификацию каналов НСД, по которым можно осуществить хищение, изменение или уничтожение информации[13]:

      Через человека: хищение носителей информации; чтение информации с экрана или клавиатуры; чтение информации из распечатки.

      Через программу: перехват паролей; дешифровка зашифрованной информации; копирование информации с носителя.

      Через аппаратуру: подключение специально разработанных аппаратных средств, обеспечивающих доступ к информации; перехват побочных электромагнитных излучений от аппаратуры, линий связи, сетей электропитания и т.д.

                                          Основная особенность любой компьютерной сети состоит в том, что ее компоненты распределены в пространстве. Связь между узлами сети осуществляется физически с помощью сетевых линий и программно с помощью механизма сообщений. При этом управляющие сообщения и данные, пересылаемые между узлами сети, передаются в виде пакетов обмена. Компьютерные сети характерны тем, что против них предпринимают так называемые удаленные атаки. Нарушитель может находиться за тысячи километров от атакуемого объекта, при этом нападению может подвергаться не только конкретный компьютер, но и информация, передающаяся по сетевым каналам связи.

При оценке степени гарантированности, с которой систему можно считать надежной, центральной является концепция надежной вычислительной базы. Вычислительная база - это совокупность защитных механизмов компьютерной системы (включая аппаратное и программное обеспечение), отвечающих за проведение в жизнь политики безопасности. Надежность вычислительной базы определяется исключительно ее реализацией и корректностью исходных данных, которые вводит административный персонал (например, это могут быть данные о степени благонадежности пользователей)[14].

Основное назначение надежной вычислительной базы - выполнять функции монитора обращений, то есть контролировать допустимость выполнения субъектами определенных операций над объектами. Каждое обращение пользователя к программам или данным проверяется на предмет согласованности со списком действий, допустимых для пользователя.

От монитора обращений требуется выполнение трех свойств:

        Изолированность. Монитор должен быть защищен от отслеживания своей работы;

        Полнота. Монитор должен вызываться при каждом обращении, не должно быть способов его обхода;

        Монитор должен быть компактным, чтобы его можно было проанализировать и протестировать, будучи уверенным в полноте тестирования.

Чтобы доступ к информации на компьютере был санкционированным, нужно определиться, кому что можно, а что нельзя.

Для этого нужно:

1. разбить на классы информацию, хранящуюся и обрабатывающуюся в компьютере;
2. разбить на классы пользователей этой информации;
3. поставить полученные классы информации и пользователей в определенное соответствие друг другу.

Доступ пользователей к различным классам информации должен осуществляться согласно системе паролей, в качестве которой могут выступать: обычные пароли; настоящие замки и ключи; специальные тесты идентификации пользователей; специальные алгоритмы идентификации ПЭВМ, дискеты, программного обеспечения.

Системы защиты информации от НСД обеспечивают выполнение следующих функций:

1. идентификация, т.е. присвоение уникальных признаков - идентификаторов, по которым в дальнейшем система производит аутентификацию;
2. аутентификация, т.е. установление подлинности на основе сравнения с эталонными идентификаторами;
3. разграничение доступа пользователей к ПЭВМ;
4. разграничение доступа пользователей по операциям над ресурсами (программы, данные и т.д.);
5. администрирование: определение прав доступа к защищаемым ресурсам, обработка регистрационных журналов, установка системы защиты на ПЭВМ, снятие системы защиты с ПЭВМ;
6. регистрация событий: входа пользователя в систему, выхода пользователя из системы, нарушения прав доступа;
7. реакция на попытки НСД;
8. контроль целостности и работоспособности систем защиты;
9. обеспечение информационной безопасности при проведении ремонтно-профилактических работ;
10. обеспечение информационной безопасности в аварийных ситуациях.

Доступ должен контролироваться программными средствами защиты. Если запрашиваемый доступ не соответствует имеющемуся в таблице прав доступа, то системы защиты регистрирует факт НСД и инициализирует соответствующую реакцию.

2. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Несмотря на то, что современные ОС для персональных компьютеров, такие, как Windows 2000, Windows XP и Windows NT, имеют собственные подсистемы защиты, актуальность создания дополнительных средств защиты сохраняется. Дело в том, что большинство систем не способны защитить данные, находящиеся за их пределами, например при сетевом информационном обмене[15].

Аппаратно-программные средства защиты информации можно разбить на пять групп:

1.                  Системы идентификации (распознавания) и аутентификации (проверки подлинности) пользователей.

2.                  Системы шифрования дисковых данных.

3.                  Системы шифрования данных, передаваемых по сетям.

4.                  Системы аутентификации электронных данных.

5.                  Средства управления криптографическими ключами.

1. Системы идентификации и аутентификации пользователей

Применяются для ограничения доступа случайных и незаконных пользователей к ресурсам компьютерной системы. Общий алгоритм работы таких систем заключается в том, чтобы получить от пользователя информацию, удостоверяющую его личность, проверить ее подлинность и затем предоставить (или не предоставить) этому пользователю возможность работы с системой.

При построении этих систем возникает проблема выбора информации, на основе которой осуществляются процедуры идентификации и аутентификации пользователя. Можно выделить следующие типы:

        секретная информация, которой обладает пользователь (пароль, секретный ключ, персональный идентификатор и т.п.); пользователь должен запомнить эту информацию или же для нее могут быть применены специальные средства хранения;

        физиологические параметры человека (отпечатки пальцев, рисунок радужной оболочки глаза и т.п.) или особенности поведения (особенности работы на клавиатуре и т.п.).

Системы, основанные на первом типе информации, считаются традиционными. Системы, использующие второй тип информации, называют биометрическими. Следует отметить наметившуюся тенденцию опережающего развития биометрических систем идентификации.

2. Системы шифрования дисковых данных

Чтобы сделать информацию бесполезной для противника, используется совокупность методов преобразования данных, называемая криптографией [от греч. kryptos - скрытый и grapho - пишу].

Системы шифрования могут осуществлять криптографические преобразования данных на уровне файлов или на уровне дисков. К программам первого типа можно отнести архиваторы типа ARJ и RAR, которые позволяют использовать криптографические методы для защиты архивных файлов. Примером систем второго типа может служить программа шифрования Diskreet, входящая в состав популярного программного пакета Norton Utilities, Best Crypt[16].

Другим классификационным признаком систем шифрования дисковых данных является способ их функционирования. По способу функционирования системы шифрования дисковых данных делят на два класса:

        системы "прозрачного" шифрования;

        системы, специально вызываемые для осуществления шифрования.

В системах прозрачного шифрования (шифрования "на лету") криптографические преобразования осуществляются в режиме реального времени, незаметно для пользователя. Например, пользователь записывает подготовленный в текстовом редакторе документ на защищаемый диск, а система защиты в процессе записи выполняет его шифрование.

Системы второго класса обычно представляют собой утилиты, которые необходимо специально вызывать для выполнения шифрования. К ним относятся, например, архиваторы со встроенными средствами парольной защиты.

Большинство систем, предлагающих установить пароль на документ, не шифрует информацию, а только обеспечивает запрос пароля при доступе к документу. К таким системам относится MS Office, 1C и многие другие[17].

3. Системы шифрования данных, передаваемых по сетям

Различают два основных способа шифрования: канальное шифрование и оконечное (абонентское) шифрование.

В случае канального шифрования защищается вся информация, передаваемая по каналу связи, включая служебную. Этот способ шифрования обладает следующим достоинством - встраивание процедур шифрования на канальный уровень позволяет использовать аппаратные средства, что способствует повышению производительности системы. Однако у данного подхода имеются и существенные недостатки:

        шифрование служебных данных осложняет механизм маршрутизации сетевых пакетов и требует расшифрования данных в устройствах промежуточной коммуникации (шлюзах, ретрансляторах и т.п.);

        шифрование служебной информации может привести к появлению статистических закономерностей в шифрованных данных, что влияет на надежность защиты и накладывает ограничения на использование криптографических алгоритмов.

Оконечное (абонентское) шифрование позволяет обеспечить конфиденциальность данных, передаваемых между двумя абонентами. В этом случае защищается только содержание сообщений, вся служебная информация остается открытой. Недостатком является возможность анализировать информацию о структуре обмена сообщениями, например об отправителе и получателе, о времени и условиях передачи данных, а также об объеме передаваемых данных.[18]

4. Системы аутентификации электронных данных

При обмене данными по сетям возникает проблема аутентификации автора документа и самого документа, т.е. установление подлинности автора и проверка отсутствия изменений в полученном документе. Для аутентификации данных применяют код аутентификации сообщения (имитовставку) или электронную подпись.

Имитовставка вырабатывается из открытых данных посредством специального преобразования шифрования с использованием секретного ключа и передается по каналу связи в конце зашифрованных данных. Имитовставка проверяется получателем, владеющим секретным ключом, путем повторения процедуры, выполненной ранее отправителем, над полученными открытыми данными.

Электронная цифровая подпись представляет собой относительно небольшое количество дополнительной аутентифицирующей информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом. Отправитель формирует цифровую подпись, используя секретный ключ отправителя. Получатель проверяет подпись, используя открытый ключ отправителя.

Таким образом, для реализации имитовставки используются принципы симметричного шифрования, а для реализации электронной подписи - асимметричного.

5. Средства управления криптографическими ключами

Безопасность любой криптосистемы определяется используемыми криптографическими ключами. В случае ненадежного управления ключами злоумышленник может завладеть ключевой информацией и получить полный доступ ко всей информации в системе или сети.

Различают следующие виды функций управления ключами: генерация, хранение, и распределение ключей.

Способы генерации ключей для симметричных и асимметричных криптосистем различны. Для генерации ключей симметричных криптосистем используются аппаратные и программные средства генерации случайных чисел. Генерация ключей для асимметричных криптосистем более сложна, так как ключи должны обладать определенными математическими свойствами. Подробнее на этом вопросе остановимся при изучении симметричных и асимметричных криптосистем[19].

Функция хранения предполагает организацию безопасного хранения, учета и удаления ключевой информации. Для обеспечения безопасного хранения ключей применяют их шифрование с помощью других ключей. Такой подход приводит к концепции иерархии ключей. В иерархию ключей обычно входит главный ключ (т.е. мастер-ключ), ключ шифрования ключей и ключ шифрования данных. Следует отметить, что генерация и хранение мастер-ключа является критическим вопросом криптозащиты.[20]

Распределение - самый ответственный процесс в управлении ключами. Этот процесс должен гарантировать скрытность распределяемых ключей, а также быть оперативным и точным. Между пользователями сети ключи распределяют двумя способами:

        с помощью прямого обмена сеансовыми ключами;

        используя один или несколько центров распределения ключей.

3. ПРОГРАММЫ С ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫМИ ПОСЛЕДСТВИЯМИ

Программой с потенциально опасными последствиями называются программы или часть программ, которые способны выполнить одно из следующих действий:

       скрыть признаки своего присутствия в программной среде ПЭВМ;

       самодублироваться, ассоциировать себя с другими программами и/или переносить свои фрагменты в какие-либо области оперативной или внешней памяти, не принадлежащие программе;

       изменять код программ в оперативной или внешней памяти;

       сохранять фрагменты информации из оперативной памяти в некоторых областях внешней памяти (локальных или удаленных);

       искажать произвольным образом, блокировать и/или подменять выводимый во внешнюю память или канал связи массив информации, образовавшийся в результате работы прикладных программ, или уже находящиеся во внешней памяти массивы данных[21].

Программы с потенциально опасными последствиями можно условно подразделить на:

       классические программы-"вирусы";

       программы типа "программный червь" или "троянский конь" и фрагменты программ типа "логический люк";

       программы типа "логическая бомба";

       программные закладки - обобщенный класс программ с потенциально опасными последствиями.

Кроме того, такие программы можно классифицировать по методу и месту их внедрения и применения (то есть по "cпособу доставки" в систему):

       закладки, связанные с программно-аппаратной средой (BIOS);

       закладки, связанные с программами первичной загрузки;

       закладки, связанные с драйвером DOS, командным интерпретатором, сетевыми драйверами, то есть с загрузкой и работой операционной среды;

       закладки, связанные с прикладным программным обеспечением общего назначения (встроенные в клавиатурные и экранные драйверы, программы тестирования ПЭВМ, утилиты, файловые оболочки);

       исполняемые модули, содержащие только код закладки (как правило, внедряемые в пакетные файлы типа BAT);

       модули-имитаторы, совпадающие по внешнему виду с легальными программами, требующими ввода конфеденциальной информации;

       закладки, маскируемые под программные средства оптимизационного назначения (архиваторы, ускорители и т.д.);

       закладки, маскируемые под программные средства игрового и развлекательного назначения (как правило, используются для первичного внедрения других закладок; условное название - "исследователь").

Компьютерным вирусом называется программа, которая может создавать свои копии (не обязательно совпадающие с оригиналом) и внедрять их в файлы, системные области компьютера, сети и так далее. При этом копии сохраняют способность дальнейшего распространения.

Вирусы можно разделить на классы по следующим признакам[22]:

       по среде обитания вируса;

       по способу заражения среды обитания;

       по деструктивным возможностям.

По среде обитания различают вирусы сетевые, файловые, загрузочные и специальные. Сетевые вирусы распространяются по компьютерной сети, файловые внедряются в выполняемые файлы, загрузочные в загрузочный сектор диска(Boot) или сектор, содержащий системный загрузчик винчестера(Master Boot Record). Специальные ориентированы на конкретные особенности ПО, например вирус, заражающий документы редактора Word. Существуют сочетания - например, файлово-загрузочные вирусы, заражающие и файлы и загрузочные сектора дисков. Кроме того, по сети могут распространятся вирусы любых типов.

Способы заражения делятся на резидентный и нерезидентный. Резидентный вирус при инфицировании компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая затем перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и остаются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время. Некоторые вирусы оставляют в оперативной памяти небольшие резидентные программы, которые не распространяют вирус. Такие вирусы считаются нерезидентными[23].

По деструктивным возможностям вирусы можно разделить на:

       безвредные, никак не влияющие на работу компьютера (кроме уменьшения свободной памяти на диске в результате своего распространения);

       неопасные, влияние которых ограничивается уменьшением свободной памяти на диске и графическими, звуковыми и прочими эффектами;

       опасные вирусы, которые могут привести к серьезным сбоям в работе компьютера;

       очень опасные вирусы, которые могут привести к потере программ, уничтожить данные, способствовать ускоренному износу или повреждению частей механизмов (например, головок винчестеров).

Люком называется не описанная в документации на программный продукт возможность работы с этим программным продуктом. Сущность использования люков состоит в том, что при выполнении пользователем некоторых не описанных в документации действий он получает доступ к возможностям и данным, которые в обычных условиях для него закрыты (в частности - выход в привилегированный режим)[24].

Люки чаще всего являются результатом забывчивости разработчиков. В процессе разработки программы разработчики часто создают временные механизмы, облегчающие ведение отладки за счет прямого доступа к отлаживаемым частям продукта. По окончанию отладки большинство люков убирается из программы; но люди есть люди - зачастую они забывают о существовании каких-то мелких "лючков".

Существуют программы, реализующие, помимо функций, описанных в документации, и некоторые другие функции, в документации не описанные. Такие программы называются "троянскими конями".

"Логической бомбой" обычно называют программу или даже участок кода в программе, реализующий некоторую функцию при выполнении определенного условия.

Мировая компьютерная общественность достаточно хорошо знакома с логическими бомбами. Логическая бомба является одним из излюбленных способов мести программистов компаниям, которые их уволили или чем-либо обидели. При этом чаще всего срабатывание бомбы ставится в зависимость от установки в системе даты - так называемые "часовые" бомбы. Это очень удобно: допустим, программист знает, что его уволят 1 марта; в таком случае он может установить "часовую" бомбу на взрыв, допустим, 6 июля или даже на Рождество, когда сам он будет уже вне пределов досягаемости для пострадавшей компании[25].