Криптографические методы защиты информации. 4

Содержание

Введение 3

1. 1.1 Понятие угрозы безопасности информации. Виды угроз. 4

2. 1.2 Оценка безопасности ИС. Методы и средства обеспечения безопасности информации 10

3. 2.1 Криптографические методы защиты информации 14

4. 2.2 Виды криптосистем шифрования 16

5. 2.3 Электронная цифровая подпись 23

6. 2.4 Совершенствование защищённого доступа таможенных органов к ресурсам сети интернет 27

Заключение 32

Список использованной литературы 33

Введение

Интенсивное развитие глобальных компьютерных сетей, появление новых  технологий поиска информации привлекают все большее внимание к ресурсам сети Интернет со стороны частных лиц и различных организаций. Многие организации принимают решения по интеграции своих локальных и корпоративных сетей в сети Интернет. Использование ресурсов сети Интернет в коммерческих целях, а также при передаче информации, содержащей сведения конфиденциального характера, влечет за собой необходимость построения эффективной системы защиты данных.

Использование ресурсов сети Интернет имеет неоспоримые достоинства, но, как и многие другие новые  технологии, не лишено и недостатков. Развитие глобальных сетей привело к многократному увеличению количества не только пользователей, но и атак на компьютеры, подключенные к сети Интернет. По данным  ГИАЦ МВД России число выявляемых преступлений в сфере компьютерной информации: в 2007 г. было зарегистрировано 7236 таких преступлений, в 2008 г. – 9010; в 2009 г. – 11636; в 2010 г. – 7398; в 2011 - 2698; в 2012 - 2820 преступлений. Спад количества рассматриваемых преступных посягательств, который был зарегистрирован в 2010 г., объясняется, главным образом, реформой органов внутренних дел Российской Федерации и организационно-штатными мероприятиями, ставшими результатом реформы. Эксперты сравнивают доходы от совершения преступлений в сфере компьютерной информации с доходами от незаконного оборота оружия или наркотических средств.

Необходимость обеспечения  скрытности (секретности) отдельных  замыслов, действий, сообщений и  т. п. возникла в глубокой древности, практически вместе с началом  осмысленной человеческой деятельности. Иными словами, организация защиты части информации от нежелательного (несанкционированного) доступа к ней — проблема столь же древняя, как и само понятие информации. Ежегодные потери из-за недостаточного уровня защищенности компьютеров оцениваются не только деньгами, но и имиджем, статусностью организации. Поэтому при подключении к сети Интернет локальной или корпоративной сети необходимо позаботиться об обеспечении ее информационной безопасности. В связи с этим Главное управление информационных технологий ФТС России (далее - ГУИТ) во взаимодействии с Центральным информационно-техническим таможенным управлением ФТС России (далее - ЦИТТУ) активно исследует и внедряет новейшие информационные технологии. Взяв курс на получение и предоставление сведений в электронной форме, ФТС России уже с начала 2000-х гг. занимается внедрением автоматизированных информационных систем с применением ресурсов сети Интернет.

Глава 1

1.1 Понятие угрозы безопасности информации. Виды угроз.

Под угрозой безопасности информации понимаются события или действия, которые могут привести к искажению, несанкционированному использованию или даже к разрушению информационных ресурсов управляемой системы, а также программных и аппаратных средств. Информационные угрозы могут быть обусловлены:

• естественными факторами (стихийными бедствиями);
• человеческим фактором. Последние, в свою очередь, подразделяются на:
• случайные, неумышленные. Это угрозы, связанные с ошибками процесса подготовки, обработки и передачи информации (научно-техническая, коммерческая, валютно-финансовая документация); с нецеленаправленной «утечкой умов», знаний, информации. Это угрозы, связанные с ошибками процесса проектирования, разработки и изготовления систем и их компонент (здания, сооружения, помещения, компьютеры, средства связи, операционные системы, прикладные программы и др.), с ошибками в работе аппаратуры из-за некачественного ее изготовления; с ошибками процесса подготовки и обработки информации (ошибки программистов и пользователей из-за недостаточной квалификации и некачественного обслуживания, ошибки операторов при подготовке, вводе и выводе данных, корректировке и обработке информации);
• обусловленные умышленными, преднамеренными действиями людей. Это угрозы, связанные с передачей, искажением и уничтожением научных открытий, изобретений секретов производства, новых технологий по корыстным и другим антиобщественным мотивам (документация, чертежи, описания открытий и изобретений и другие материалы); подслушиванием и передачей служебных и других научно-технических и коммерческих разговоров; с целенаправленной «утечкой умов», знаний информации. Это угрозы, связанные с несанкционированным доступом к ресурсам автоматизированной информационной системы (внесением технических изменений в средства вычислительной техники и средства связи, подключением к средствам вычислительной техники и каналам связи, хищением носителей информации — дискет, описаний, распечаток и др.). Умышленные угрозы преследуют цель нанесения ущерба пользователям АИС и, в свою очередь, подразделяются на активные и пассивные.

Пассивные угрозы направлены в основном на несанкционированное использование информационных ресурсов ИС, не оказывая при этом влияния на ее функционирование - несанкционированный доступ к базам данных, прослушивание каналов связи и т.д.

Активные  угрозы имеют целью нарушение нормального функционирования ИС путем целенаправленного воздействия на ее компоненты, например, вывод из строя компьютера или его операционной системы, искажение сведений в базе данных, разрушение ПО компьютеров, нарушение работы линий связи и т.д. Источником активных угроз могут быть действия взломщиков, вредоносные программы и т.п.

Умышленные  угрозы подразделяются также на внутренние (возникающие внутри управляемой  организации) и внешние.

Внутренние  угрозы чаще всего определяются социальной напряженностью и тяжелым моральным климатом в организации.

Внешние угрозы могут вызываться злонамеренными действиями конкурентов, экономическими условиями и другими причинами.

К основным угрозам безопасности информации и  нормального функционирования ИС относятся:

• утечка конфиденциальной информации;
• компрометация информации;
• несанкционированное использование информационных ресурсов;
• ошибочное использование информационных ресурсов;
• несанкционированный обмен информацией между абонентами;
• отказ от информации;
• нарушение информационного обслуживания;
• незаконное использование привилегий.

Утечка  конфиденциальной информации — это бесконтрольный выход конфиденциальной информации за пределы ИС или круга лиц, которым она была доверена по службе или стала известна в процессе работы. Данная утечка может быть следствием:

• разглашения конфиденциальной информации;
• ухода информации по различным, главным образом техническим, каналам;

•несанкционированного доступа к конфиденциальной информации различными способами.

К разглашению информации ее владельцем или обладателем ведут умышленные или неосторожные действия должностных лиц и пользователей, которым соответствующие сведения в установленном порядке были доверены по службе, приведшие к ознакомлению с ним лиц, не имеющих доступа к этим сведениям.

Возможен  бесконтрольный уход конфиденциальной информации по визуально-оптическим, акустическим, электромагнитным и другим каналам.

Несанкционированный доступ — это противоправное преднамеренное овладение конфиденциальной информацией лицом, не имеющим права доступа к охраняемым сведениям.

Наиболее  распространенными путями несанкционированного доступа к информации являются:

• перехват электронных излучений;
• принудительное электромагнитное облучение (подсветка) линий связи с целью получения паразитной модуляции несущей;
• применение подслушивающих устройств (закладок);
• дистанционное фотографирование;
• перехват акустических излучений и восстановление текста принтера;
• чтение остаточной информации в памяти системы после выполнения санкционированных запросов;
• копирование носителей информации с преодолением мер защиты;
• маскировка под зарегистрированного пользователя;
• маскировка под запросы системы;
• использование программных ловушек;
• использование недостатков языков программирования и операционных систем;
• незаконное подключение к аппаратуре и линиям связи специально разработанных аппаратных средств, обеспечивающих доступ к информации;
• злоумышленный вывод из строя механизмов защиты;
• расшифровка специальными программами зашифрованной информации;
• информационные инфекции.

Перечисленные пути несанкционированного доступа  требуют достаточно больших технических  знаний и соответствующих аппаратных или программных разработок со стороны взломщика. Однако есть и достаточно примитивные пути несанкционированного доступа:

• хищение носителей информации и документальных отходов;
• инициативное сотрудничество;
• склонение к сотрудничеству со стороны взломщика;
• выпытывание;
• подслушивание;
• наблюдение и другие пути.

Довольно  большая часть причин и условий, создающих предпосылки и возможность  неправомерного овладения конфиденциальной информацией, возникает из-за элементарных недоработок сотрудников организации. Например, к причинам и условиям, создающим предпосылки для утечки коммерческих секретов, могут относиться:

• недостаточное знание сотрудниками правил защиты конфиденциальной информации и непонимание необходимости их тщательного соблюдения;
• использование неаттестованных технических средств обработки конфиденциальной информации;
• слабый контроль за соблюдением правил защиты информации правовыми, организационными и инженерно-техническими мерами;
• текучесть кадров, в том числе владеющих сведениями, составляющими коммерческую тайну;
• другие варианты, организационных недоработок, в результате которых виновниками утечки информации являются люди - сотрудники ИС.

Большинство из перечисленных технических путей  несанкционированного доступа поддаются надежной блокировке при правильно разработанной и реализуемой на практике системе обеспечения безопасности. Но борьба с информационными инфекциями представляет значительные трудности, так как существует и постоянно разрабатывается огромное множество вредоносных программ, направленных на порчу информации в БД и ПО компьютеров. Большое число разновидностей этих программ не позволяет разработать постоянных и надежных средств защиты против них.

Компрометация информации (один из видов информационных инфекций). Реализуется, как правило, посредством несанкционированных изменений в базе данных, в результате чего ее потребитель вынужден либо отказаться от нее, либо предпринимать дополнительные усилия для выявления изменений и восстановления истинных сведений. В случае использования скомпрометированной информации потребитель подвергается опасности принятия неверных решений со всеми вытекающими отсюда последствиями.

Несанкционированное использование информационных ресурсов имеет самостоятельное значение, так как может нанести большой ущерб управляемой системе (вплоть до полного выхода из строя) или ее абонентам. Для предотвращения этих явлений проводятся идентификация и аутентификация.

Идентификация — это присвоение пользователю уникального обозначения для проверки его соответствия.

Аутентификация  — установление подлинности пользователя для проверки его соответствия.

Ошибочное использование информационных ресурсов, будучи санкционированным, тем не менее может привести к разрушению, утечке или компрометации указанных ресурсов. Данная угроза чаще всего является следствием ошибок, имеющихся в ПО.

Несанкционированный обмен информацией между абонентами может привести к получению одним из них сведений, доступ к которым ему запрещен. Последствия — те же, что и при несанкционированном доступе.

Отказ от информации состоит в непризнании получателем или отправителем этой информации фактов ее получения или отправки. Это позволяет одной из сторон расторгать заключенные финансовые соглашения техническим путем, формально не отказываясь от них, нанося тем самым второй стороне значительный ущерб.

Нарушение информационного обслуживания - задержка с предоставлением информационных ресурсов абоненту может привести к тяжелым для него последствиям. Отсутствие у пользователя своевременных данных, необходимых для принятия решения, может вызвать его нерациональные действия.

Незаконное  использование привилегий. Любая защищенная система содержит средства, используемые в чрезвычайных ситуациях или средства, которые способны функционировать с нарушением существующей политики безопасности. Например, иногда на случай внезапной проверки пользователь должен иметь возможность доступа ко всем наборам системы. Обычно эти средства используются администраторами, операторами, системными программистами и другими пользователями, выполняющими специальные функции. Большинство систем защиты в таких случаях используют наборы привилегий, т.е. для выполнения определенной функции требуется определенная привилегия. Обычно пользователи имеют минимальный набор привилегий, администраторы — максимальный. Наборы привилегий охраняются системой защиты. Несанкционированный (незаконный) захват функций и привилегий контролируется с помощью аутентификации и приводит к возможности несанкционированного выполнения определенной функции. Расширенный набор привилегий — мечта любого злоумышленника. Он позволит злоумышленнику совершать желаемые для него действия в обход всех мер контроля. Незаконный захват привилегий возможен при наличии ошибок в системе защиты, но чаще всего при халатности в процессе управления системой защиты, в частности при пользовании привилегиями.

При описании в различной литературе разнообразных  угроз для ИС и способов их реализации широко используется понятие «атака» на ИС. Атака — злонамеренные действия взломщика (попытки реализации им любого вида угрозы). Например, атакой является применение любой из вредоносных программ. Среди атак на ИС часто выделяют «маскарад» и «взлом системы», которые могут быть результатом реализации разнообразных угроз (или комплекса угроз).

Под «маскарадом» понимается выполнение каких-либо действий одним пользователем ИС от имени другого пользователя. При этом такие действия другому пользователю могут быть разрешены. Нарушение заключается в присвоении прав и привилегий с целью— скрытия каких-либо действий за именем другого пользователя или присвоение прав и привилегий другого пользователя для доступа к его наборам данных или для использования его привилегий. Примером «маскарада» может служить вход в систему под именем или паролем другого пользователя, при этом система защиты не сможет распознать нарушение. В этом случае «маскараду» обычно предшествует взлом системы или перехват пароля. Наиболее опасен «маскарад» в банковских системах электронных платежей, где неправильная идентификация клиента может привести к огромным убыткам. Особенно это касается платежей с использованием электронных карт.

Взлом системы означает умышленное проникновение в систему, когда взломщик не имеет санкционированных параметров для входа. Способы взлома могут быть различными, и при некоторых из них происходит совпадение с ранее описанными угрозами. Так объектом часто становится пароль другого пользователя. Пароль может быть вскрыт, например, путем перебора возможных паролей. Взлом системы можно осуществить также, используя ошибки программы входа.

Таким образом, основную нагрузку на защиту системы от взлома несет программа входа. Алгоритм ввода имени и пароля, их шифрование, правила хранения и смены паролей не должны содержать ошибок. Противостоять взлому системы поможет, например, ограничение попыток неправильного ввода пароля (т.е. исключить достаточно большой перебор) с последующей блокировкой терминала и уведомлением администратора в случае нарушения. Кроме того, администратор безопасности должен постоянно контролировать активных пользователей системы: их имена, характер работы, время входа и выхода и т.д. Такие действия помогут своевременно установить факт взлома и позволяют предпринять необходимые действия.

Реализация  угроз ИС приводит к различным  видам прямых или косвенных потерь. Потери могут быть связаны с материальным ущербом: стоимость компенсации, возмещение другого косвенно утраченного имущества; стоимость ремонтно-восстановительных  работ; расходы на анализ, исследование причин и величины ущерба; дополнительные расходы на восстановление информации, связанные с восстановлением работы и контролем данных; и т.д.

Потери  могут вызываться ущемлением банковских интересов, финансовыми издержками или потерей клиентуры (снижение банковского доверия; уменьшение размеров прибыли; потеря клиентуры и т.д.).

1.2 Оценка безопасности ИС. Методы и средства обеспечения безопасности информации.

Показатель  защищенности ИС — характеристика средств системы, влияющая на защищенность и описываемая определенной группой требований, варьируемых по уровню и глубине в зависимости от класса защищенности. Каждому классу соответствует определенная совокупность обязательных функций. Степень реализации выбранных критериев показывает текущее состояние безопасности. Последующие действия сводятся к сравнению реальных угроз с реальным состоянием безопасности.

Если  реальное состояние перекрывает  угрозы в полной мере, система безопасности считается надежной и не требует дополнительных мер. Такую систему можно отнести к классу систем с полным перекрытием угроз и каналов утечки информации. В противном случае система безопасности нуждается в дополнительных мерах защиты.

Политика  безопасности — это набор законов, правил и практического опыта, на основе которых строится управление, защита и распределение конфиденциальной информации.

Анализ  классов безопасности показывает, что  чем он выше, тем более жесткие  требования предъявляются к системе.

Руководящие документы в области защиты информации разработаны Государственной технической комиссией при Президенте Российской Федерации. Требования этих документов обязательны для исполнения только организациями государственного сектора либо коммерческими организациями, которые обрабатывают информацию, содержащую государственную тайну. Для остальных коммерческих структур документы носят рекомендательный характер.

Методы и средства построения систем информационной безопасности (СИБ). Структура СИБ

современные ИС должна обладать следующими основными признаками:

• наличием информации различной степени конфиденциальности;
• обеспечением криптографической защиты информации различной степени конфиденциальности при передаче данных;
• иерархичностью полномочий субъектов доступа к программам и компонентам ИС и ИТ (к файлам-серверам, каналам связи и т.п.);
• обязательным управлением потоками информации как в локальных сетях, так и при передаче по каналам связи на далекие расстояния;
• наличием механизма регистрации и учета попыток несанкционированного доступа, событий в ИС и документов, выводимых на печать;
• обязательной целостностью программного обеспечения и информации в ИТ;
• наличием средств восстановления системы защиты информации;
• обязательным учетом магнитных носителей;
• наличием физической охраны средств вычислительной техники и магнитных носителей;
• наличием специальной службы информационной безопасности системы.

Система информационной безопасности, как и любая ИС, должна иметь определенные виды собственного обеспечения, опираясь на которые она будет способна выполнить свою целевую функцию. С учетом этого СИБ должна иметь следующие виды обеспечения: правовое, организационное, информационное, техническое (аппаратное), программное, математическое, лингвистическое, нормативно-методическое.

Нормативно-методическое обеспечение может быть слито  с правовым, куда входят нормы и  регламенты деятельности органов, служб, средств, реализующих функции защиты информации; различного рода методики, обеспечивающие деятельность пользователей при выполнении своей работы в условиях жестких требований соблюдения конфиденциальности.

Следует отметить, что из всех мер защиты в настоящее время ведущую  роль играют организационные мероприятия. Поэтому следует выделить вопрос организации службы безопасности. Реализация политики безопасности требует настройки средств защиты, управления системой защиты и осуществления контроля функционирования ИС. Как правило, задачи управления и контроля решаются административной группой, состав и размер которой зависят от конкретных условий.

Методы  и средства обеспечения безопасности информации в АИС в обобщенном и упрощенном виде отражает схема:

Препятствие — метод физического преграждения пути злоумышленнику к защищаемой информации (к аппаратуре, носителям информации и т.д.).

Управление  доступом — методы защиты информации регулированием использования всех ресурсов ИС. Эти методы должны противостоять всем возможным путям несанкционированного доступа к информации. Кроме того, управление доступом включает следующие функции защиты:

• идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы (присвоение каждому объекту персонального идентификатора);
• аутентификацию для опознания, установления подлинности пользователя по предъявленному им идентификатору;
• проверку полномочий (проверка соответствия дня недели, времени суток, запрашиваемых ресурсов и процедур установленному регламенту);
• разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;
• регистрацию (протоколирование) обращений к защищаемым ресурсам;
• реагирование (сигнализация, отключение, задержка работ, отказ в запросе и т.п.) при попытках несанкционированных действий.

В настоящее  время для исключения неавторизованного  проникновения в компьютерную сеть стал использоваться комбинированный подход: пароль + идентификация пользователя по персональному ключу. Ключ представляет собой пластиковую карту (магнитная или со встроенной микросхемой — смарт-карта) или различные устройства для идентификации личности по биометрической информации — по радужной оболочке глаза, отпечаткам пальцев, размерам кисти руки и т.д. Серверы и сетевые рабочие станции, оснащенные устройствами чтения смарт-карт и специальным программным обеспечением, значительно повышают степень защиты от несанкционированного доступа.

Шифрование  — криптографическое закрытие информации. Эти методы защиты все шире применяются как при обработке, так и при хранении информации на магнитных носителях. При передаче информации по каналам связи большой протяженности этот метод является единственно надежным.

Противодействие атакам вредоносных программ — комплекс разнообразных мер организационного характера и по использованию антивирусных программ. Цели принимаемых мер: уменьшение вероятности инфицирования АИС; выявление фактов заражения системы; уменьшение последствий информационных инфекций; локализация или уничтожение вирусов; восстановление информации в ИС

Регламентация — создание таких условий автоматизированной обработки, хранения и передачи защищаемой информации, при которых нормы и стандарты по защите выполняются в наибольшей степени.

Принуждение — такой метод защиты, при котором пользователи и персонал ИС вынуждены соблюдать правила обработки, передачи и использования защищаемой информации под угрозой материальной, административной или уголовной ответственности.

Побуждение  — такой метод защиты, который побуждает пользователей и персонал ИС не нарушать установленные порядки за счет соблюдения сложившихся моральных и этических норм.

Вся совокупность технических средств подразделяется на аппаратные и физические.

Аппаратные  средства — устройства, встраиваемые непосредственно в вычислительную технику, или устройства, которые сопрягаются с ней по стандартному интерфейсу.

Физические  средства включают различные инженерные устройства и сооружения, препятствующие физическому проникновению злоумышленников на объекты защиты и осуществляющие защиту персонала (личные средства безопасности), материальных средств и финансов, информации от противоправных действий. Примеры физических средств: замки на дверях, решетки на окнах, средства электронной охранной сигнализации и т.п.

Программные средства — специализированные программы и программные комплексы, предназначенные для защиты информации в ИС.

Из  средств ПО системы защиты выделяются еще программные средства, реализующие  механизмы шифрования (криптографии). Криптография — это наука об обеспечении секретности и/или аутентичности (подлинности) передаваемых сообщений.

Организационные средства осуществляют своим комплексом регламентацию производственной деятельности в ИС и взаимоотношений исполнителей на нормативно-правовой основе таким образом, что разглашение, утечка и несанкционированный доступ к конфиденциальной информации становится невозможным или существенно затрудняется за счет проведения организационных мероприятий. Комплекс этих мер реализуется группой информационной безопасности, но должен находиться под контролем руководителя организации.

Законодательные средства защиты определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила пользования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

Морально-этические  средства защиты включают всевозможные нормы поведения, которые традиционно сложились ранее, складываются по мере распространения ИС и ИТ в стране и в мире, или специально разрабатываются.

ГЛАВА 2

2.1 Криптографические методы защиты информации

Криптография является методологической основой современных систем обеспечения безопасности информации в компьютерных системах и сетях. Исторически криптография (в переводе с греческого этот термин означает «тайнопись») зародилась как способ скрытой передачи сообщений. Криптография представляет собой совокупность методов преобразования данных, направленных на то, чтобы защитить эти данные, сделав их бесполезными для незаконных пользователей. Такие преобразования обеспечивают решение трех главных проблем защиты данных: обеспечение конфиденциальности, целостности и подлинности передаваемых или сохраняемых данных.

Для обеспечения безопасности данных необходимо поддерживать три основные функции:

• защиту конфиденциальности передаваемых или хранимых в памяти данных;
• подтверждение целостности и подлинности данных;
• аутентификацию абонентов при входе в систему и при установлении соединения;

Для реализации указанных  функций используются криптографические технологии шифрования, цифровой подписи и аутентификации.

Конфиденциальность обеспечивается с помощью алгоритмов и методов  симметричного и асимметричного шифрования, а также путем взаимной аутентификации абонентов на основе многоразовых и одноразовых паролей, цифровых сертификатов, смарт-карт и т. п.

Целостность и подлинность  передаваемых данных обычно достигается  с помощью различных вариантов  технологии электронной подписи, основанных на односторонних функциях и асимметричных методах шифрования.

Аутентификация разрешает  устанавливать соединения только между легальными пользователями и предотвращает доступ к средствам сети нежелательных лиц. Абонентам, доказавшим свою легальность (аутентичность), предоставляются разрешенные виды сетевого обслуживания.

Обеспечение конфиденциальности, целостности и подлинности передаваемых и сохраняемых данных осуществляется прежде всего правильным использованием криптографических способов и средств защиты информации. Основой большинства криптографических средств защиты информации является шифрование данных.