Технология защиты информации

Содержание

Понятие информационной безопасности

Основные составляющие информационной безопасности

Классификация угроз

Наиболее распространенные угрозы доступности

Основные угрозы целостности

Основные угрозы конфиденциальности

Методы защиты

Методы и средства организационно-правовой защиты информации

Методы и средства инженерно-технической защиты

Криптографические методы защиты и шифрование

Программные и программно-аппаратные методы и средства обеспечения информационной безопасности

Итоги 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Понятие информационной безопасности 

Словосочетание "информационная безопасность" в разных контекстах может иметь различный смысл. В Доктрине информационной безопасности Российской Федерации термин "информационная безопасность" используется в широком  смысле. Имеется в виду состояние  защищенности национальных интересов  в информационной сфере, определяемых совокупностью сбалансированных интересов  личности, общества и государства. 

В Законе РФ "Об участии  в международном информационном обмене" информационная безопасность определяется аналогичным образом - как состояние защищенности информационной среды общества, обеспечивающее ее формирование, использование и развитие в интересах граждан, организаций, государства. 

Для разработчика программного обеспечения наиболее важны вопросы  хранения, обработки и передачи информации вне зависимости от того, на каком  языке (русском или каком-либо ином) она закодирована, кто или что  является ее источником и какое психологическое воздействие она оказывает на людей. Поэтому термин "информационная безопасность" будет использоваться в узком смысле, так, как это принято, например, в англоязычной литературе. 

Под информационной безопасностью  мы будем понимать защищенность информации и поддерживающей инфраструктуры от случайных или  преднамеренных воздействий естественного  или искусственного характера, которые  могут нанести неприемлемый ущерб  субъектам информационных отношений, в том числе владельцам и пользователям  информации и поддерживающей инфраструктуры. (Чуть дальше поясним, что следует  понимать под поддерживающей инфраструктурой.) 

Защита информации  - это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности. 

Таким образом, правильный с методологической точки зрения подход к проблемам информационной безопасности начинается с выявления  субъектов информационных отношений  и интересов этих субъектов, связанных  с использованием информационных систем (ИС). Угрозы информационной безопасности - это оборотная сторона использования  информационных технологий. 

Согласно определению, информационная безопасность зависит  не только от компьютеров, но и от поддерживающей инфраструктуры, к которой можно  отнести системы электро-, водо- и теплоснабжения, кондиционеры, средства коммуникаций и, конечно, обслуживающий персонал. Эта инфраструктура имеет самостоятельную ценность, но нас будет интересовать лишь то, как она влияет на выполнение информационной системой предписанных ей функций. 

Обратим внимание, что  в определении ИБ перед существительным "ущерб" стоит прилагательное "неприемлемый". Очевидно, застраховаться от всех видов ущерба невозможно, тем  более невозможно сделать это  экономически целесообразным способом, когда стоимость защитных средств  и мероприятий не превышает размер ожидаемого ущерба. Значит, с чем-то приходится мириться, и защищаться следует только от того, с чем  смириться никак нельзя. Иногда таким  недопустимым ущербом является нанесение  вреда здоровью людей или состоянию  окружающей среды, но чаще порог неприемлемости имеет материальное (денежное) выражение, а целью защиты информации становится уменьшение размеров ущерба до допустимых значений.

Основные составляющие информационной безопасности 

Спектр интересов  субъектов, связанных с использованием информационных систем, можно разделить  на следующие категории: обеспечение  доступности, целостности  и конфиденциальности  информационных ресурсов и поддерживающей инфраструктуры. 

Доступность  - это  возможность за приемлемое время  получить требуемую информационную услугу. Под целостностью  подразумевается  актуальность и непротиворечивость информации, ее защищенность от разрушения и несанкционированного изменения. 

Наконец, конфиденциальность  - это защита от несанкционированного доступа к информации. 

Целостность можно  подразделить на статическую (понимаемую как неизменность информационных объектов) и динамическую (относящуюся к  корректному выполнению сложных  действий (транзакций)). Средства контроля динамической целостности применяются, в частности, при анализе потока финансовых сообщений с целью  выявления кражи, переупорядочения или дублирования отдельных сообщений. 

Целостность оказывается  важнейшим аспектом ИБ в тех случаях, когда информация служит "руководством к действию". Рецептура лекарств, предписанные медицинские процедуры, набор и характеристики комплектующих  изделий, ход технологического процесса - все это примеры информации, нарушение целостности которой  может нанести вред здоровью людей. Значительный ущерб может нанести  искажение официальной информации, будь то текст закона или страница Web-сервера какой-либо правительственной организации.

Классификация угроз 

Угроза  - это потенциальная  возможность определенным образом  нарушить информационную безопасность. 

Попытка реализации угрозы называется атакой, а тот, кто  предпринимает такую попытку, - злоумышленником. Потенциальные злоумышленники называются источниками угрозы. 

Чаще всего угроза является следствием наличия уязвимых мест в защите информационных систем (таких, например, как возможность  доступа посторонних лиц к  критически важному оборудованию или  ошибки в программном обеспечении). 

Промежуток времени  от момента, когда появляется возможность  использовать слабое место, и до момента, когда пробел ликвидируется, называется окном опасности, ассоциированным  с данным уязвимым местом. Пока существует окно опасности, возможны успешные атаки  на ИС. 

Если речь идет об ошибках в ПО, то окно опасности "открывается" с появлением средств использования ошибки и ликвидируется при наложении заплат, ее исправляющих. 

Для большинства  уязвимых мест окно опасности существует сравнительно долго (несколько дней, иногда - недель), поскольку за это  время должны произойти следующие  события:

должно стать известно о средствах использования пробела  в защите;

должны быть выпущены соответствующие заплаты;

заплаты должны быть установлены в защищаемой ИС. 

Мы уже указывали, что новые уязвимые места и  средства их использования появляются постоянно; это значит, во-первых, что  почти всегда существуют окна опасности, и, во-вторых, что отслеживание таких  окон должно производиться постоянно, а выпуск и наложение заплат - как можно более оперативно. 

Отметим, что некоторые  угрозы нельзя считать следствием каких-то ошибок или просчетов; они существуют в силу самой природы современных  ИС. Например, угроза отключения электричества  или выхода его параметров за допустимые границы существует в силу зависимости  аппаратного обеспечения ИС от качественного  электропитания. 

Рассмотрим наиболее распространенные угрозы, которым подвержены современные информационные системы. Иметь представление о возможных  угрозах, а также об уязвимых местах, которые эти угрозы обычно эксплуатируют, необходимо для того, чтобы выбирать наиболее экономичные средства обеспечения безопасности. Слишком много мифов существует в сфере информационных технологий (вспомним все ту же "Проблему 2000"), поэтому незнание в данном случае ведет к перерасходу средств и, что еще хуже, к концентрации ресурсов там, где они не особенно нужны, за счет ослабления действительно уязвимых направлений. 

Подчеркнем, что само понятие "угроза" в разных ситуациях  зачастую трактуется по-разному. Например, для подчеркнуто открытой организации  угроз конфиденциальности может  просто не существовать - вся информация считается общедоступной; однако в  большинстве случаев нелегальный  доступ представляется серьезной опасностью. Иными словами, угрозы, как и все  в ИБ, зависят от интересов субъектов  информационных отношений (и от того, какой ущерб является для них  неприемлемым). 

Угрозы можно классифицировать по нескольким критериям:

по аспекту информационной безопасности (доступность, целостность, конфиденциальность), против которого угрозы направлены в первую очередь;

по компонентам  информационных систем, на которые  угрозы нацелены (данные, программы, аппаратура, поддерживающая инфраструктура);

по способу осуществления (случайные/преднамеренные действия природного/техногенного характера);

по расположению источника угроз (внутри/вне рассматриваемой  ИС). 

В качестве основного  критерия мы будем использовать первый (по аспекту ИБ), привлекая при  необходимости остальные.

Наиболее распространенные угрозы доступности 

Самыми частыми  и самыми опасными (с точки зрения размера ущерба) являются непреднамеренные ошибки штатных пользователей, операторов, системных администраторов и  других лиц, обслуживающих информационные системы. 

Иногда такие ошибки и являются собственно угрозами (неправильно  введенные данные или ошибка в  программе, вызвавшая крах системы), иногда они создают уязвимые места, которыми могут воспользоваться  злоумышленники (таковы обычно ошибки администрирования). По некоторым данным, до 65% потерь - следствие непреднамеренных ошибок. 

Основной способ борьбы с непреднамеренными ошибками - автоматизация и административный контроль. 

Другие угрозы доступности  классифицируем по компонентам ИС, на которые нацелены угрозы:

отказ пользователей;

внутренний отказ  информационной системы;

отказ поддерживающей инфраструктуры. 

Обычно применительно  к пользователям рассматриваются  следующие угрозы:

нежелание работать с информационной системой (чаще всего  проявляется при необходимости  осваивать новые возможности  и при расхождении между запросами  пользователей и фактическими возможностями  и техническими характеристиками);

невозможность работать с системой в силу отсутствия соответствующей  подготовки (недостаток общей компьютерной грамотности, неумение интерпретировать диагностические сообщения, неумение работать с документацией и т. п.);

невозможность работать с системой в силу отсутствия технической  поддержки (неполнота документации, недостаток справочной информации и  т. п.). 

Основными источниками  внутренних отказов являются:

отступление (случайное  или умышленное) от установленных  правил эксплуатации;

выход системы из штатного режима эксплуатации в силу случайных или преднамеренных действий пользователей или обслуживающего персонала (превышение расчетного числа  запросов, чрезмерный объем обрабатываемой информации и т. п.);

ошибки при (пере)конфигурировании системы;

отказы программного и аппаратного обеспечения;

разрушение данных;

разрушение или  повреждение аппаратуры. 

По отношению к  поддерживающей инфраструктуре обычно рассматриваются следующие угрозы:

нарушение работы (случайное  или умышленное) систем связи, электропитания, водо- и/или теплоснабжения, кондиционирования;

разрушение или  повреждение помещений;

невозможность или  нежелание обслуживающего персонала  и/или пользователей выполнять  свои обязанности (гражданские беспорядки, аварии на транспорте, террористический акт или его угроза, забастовка и т. п.).

Основные угрозы целостности 

На втором месте  по размерам ущерба (после непреднамеренных ошибок и упущений) стоят кражи  и подлоги. По данным газеты USA Today, еще в 1992 году в результате подобных противоправных действий с использованием персональных компьютеров американским организациям был нанесен общий ущерб в размере 882 миллионов долларов. Можно предположить, что реальный ущерб был намного больше, поскольку многие организации по понятным причинам скрывают такие инциденты; не вызывает сомнений, что в наши дни ущерб от такого рода действий вырос многократно. 

В большинстве случаев  виновниками оказывались штатные  сотрудники организаций, хорошо знакомые с режимом работы и мерами защиты. Это еще раз подтверждает опасность  внутренних угроз. 

Ранее мы проводили  различие между статической и  динамической целостностью. С целью  нарушения статической целостности  злоумышленник (как правило, штатный  сотрудник) может:

ввести неверные данные;

изменить данные. 

Иногда изменяются содержательные данные, иногда - служебная  информация. Заголовки электронного письма могут быть подделаны; письмо в целом может быть фальсифицировано лицом, знающим пароль отправителя (мы приводили соответствующие примеры). Отметим, что последнее возможно даже тогда, когда целостность контролируется криптографическими средствами. Здесь  имеет место взаимодействие разных аспектов информационной безопасности: если нарушена конфиденциальность, может  пострадать целостность. 

Угрозой целостности  является не только фальсификация или  изменение данных, но и отказ от совершенных действий. Если нет средств обеспечить "неотказуемость", компьютерные данные не могут рассматриваться в качестве доказательства. 

Потенциально уязвимы  с точки зрения нарушения целостности  не только данные, но и программы. Угрозами динамической целостности являются нарушение атомарности транзакций, переупорядочение, кража, дублирование данных или внесение дополнительных сообщений (сетевых пакетов и т.п.). Соответствующие действия в сетевой среде называются активным прослушиванием.

Основные угрозы конфиденциальности 

Конфиденциальную  информацию можно разделить на предметную и служебную. Служебная информация (например, пароли пользователей) не относится к определенной предметной области, в информационной системе она играет техническую роль, но ее раскрытие особенно опасно, поскольку оно чревато получением несанкционированного доступа ко всей информации, в том числе предметной. 

Даже если информация хранится в компьютере или предназначена  для компьютерного использования, угрозы ее конфиденциальности могут  носить некомпьютерный и вообще нетехнический  характер. 

Многим людям приходится выступать в качестве пользователей  не одной, а целого ряда систем (информационных сервисов). Если для доступа к  таким системам используются многоразовые пароли или иная конфиденциальная информация, то наверняка эти данные будут  храниться не только в голове, но и в записной книжке или на листках  бумаги, которые пользователь часто  оставляет на рабочем столе или  теряет. И дело здесь не в неорганизованности людей, а в изначальной непригодности  парольной схемы. Невозможно помнить много разных паролей; рекомендации по их регулярной (по возможности - частой) смене только усугубляют положение, заставляя применять несложные схемы чередования или вообще стараться свести дело к двум-трем легко запоминаемым (и столь же легко угадываемым) паролям. 

Описанный класс  уязвимых мест можно назвать размещением  конфиденциальных данных в среде, где  им не обеспечена (и часто не может  быть обеспечена) необходимая защита. Помимо паролей, хранящихся в записных книжках пользователей, в этот класс  попадает передача конфиденциальных данных в открытом виде (в разговоре, в  письме, по сети), которая делает возможным  их перехват. Для атаки могут использоваться разные технические средства (подслушивание  или прослушивание разговоров, пассивное  прослушивание сети и т. п.), но идея одна - осуществить доступ к данным в тот момент, когда они наименее защищены. 

Угрозу перехвата  данных следует принимать во внимание не только при начальном конфигурировании ИС, но и, что очень важно, при всех изменениях. Весьма опасной угрозой  являются выставки, на которые многие организации отправляют оборудование из производственной сети со всеми  хранящимися на них данными. Остаются прежними пароли, при удаленном доступе  они продолжают передаваться в открытом виде. 

Еще один пример изменения: хранение данных на резервных носителях. Для защиты данных на основных носителях  применяются развитые системы управления доступом; копии же нередко просто лежат в шкафах, и получить доступ к ним могут многие. 

Перехват данных - серьезная угроза, и если конфиденциальность действительно является критичной, а данные передаются по многим каналам, их защита может оказаться весьма сложной и дорогостоящей. Технические  средства перехвата хорошо проработаны, доступны, просты в эксплуатации, а  установить их, например, на кабельную  сеть, может кто угодно, так что  эта угроза существует не только для  внешних, но и для внутренних коммуникаций. 

Кражи оборудования являются угрозой не только для резервных  носителей, но и для компьютеров, особенно портативных. Часто ноутбуки оставляют без присмотра на работе или в автомобиле, иногда просто теряют. 

Опасной нетехнической  угрозой конфиденциальности являются методы морально-психологического воздействия, такие как маскарад  - выполнение действий под видом лица, обладающего  полномочиями для доступа к данным. 

К неприятным угрозам, от которых трудно защищаться, можно  отнести злоупотребление полномочиями. На многих типах систем привилегированный  пользователь (например системный администратор) способен прочитать любой (незашифрованный) файл, получить доступ к почте любого пользователя и т. д. Другой пример - нанесение ущерба при сервисном обслуживании. Обычно сервисный инженер получает неограниченный доступ к оборудованию и имеет возможность действовать в обход программных защитных механизмов.

Методы защиты 

Существующие методы и средства защиты информации компьютерных систем (КС) можно подразделить на четыре основные группы:

методы и средства организационно-правовой защиты информации;

методы и средства инженерно-технической защиты информации;

криптографические методы и средства защиты информации;

программно-аппаратные методы и средства защиты информации.

Методы и средства организационно-правовой защиты информации 

К методам и средствам  организационной защиты информации относятся организационно-технические  и организационно-правовые мероприятия, проводимые в процессе создания и  эксплуатации КС для обеспечения  защиты информации. Эти мероприятия  должны проводиться при строительстве  или ремонте помещений, в которых  будет размещаться КС; проектировании системы, монтаже и наладке ее технических и программных средств; испытаниях и проверке работоспособности  КС. 

На этом уровне защиты информации рассматриваются международные  договоры, подзаконные акты государства, государственные стандарты и  локальные нормативные акты конкретной организации.

Методы и средства инженерно-технической защиты 

Под инженерно-техническими средствами защиты информации понимают физические объекты, механические, электрические  и электронные устройства, элементы конструкции зданий, средства пожаротушения  и другие средства, обеспечивающие:

защиту территории и помещений КС от проникновения  нарушителей;

защиту аппаратных средств КС и носителей информации от хищения;

предотвращение возможности  удаленного (из-за пределов охраняемой территории) видеонаблюдения (подслушивания) за работой персонала и функционированием  технических средств КС;

предотвращение возможности  перехвата ПЭМИН (побочных электромагнитных излучений и наводок), вызванных  работающими техническими средствами КС и линиями передачи данных;

организацию доступа  в помещения КС сотрудников;

контроль над режимом  работы персонала КС;

контроль над перемещением сотрудников КС в различных производственных зонах;

противопожарную защиту помещений КС;

минимизацию материального  ущерба от потерь информации, возникших  в результате стихийных бедствий и техногенных аварий. 

Важнейшей составной  частью инженерно-технических средств  защиты информации являются технические  средства охраны, которые образуют первый рубеж защиты КС и являются необходимым, но недостаточным условием сохранения конфиденциальности и целостности  информации в КС.

Криптографические методы защиты и шифрование 

Шифрование является основным средством обеспечения  конфиденциальности. Так, в случае обеспечения  конфиденциальности данных на локальном  компьютере применяют шифрование этих данных, а в случае сетевого взаимодействия - шифрованные каналы передачи данных. 

Науку о защите информации с помощью шифрования называют криптографией  (криптография в переводе означает загадочное письмо или тайнопись). 

Криптография применяется:

для защиты конфиденциальности информации, передаваемой по открытым каналам связи;

для аутентификации (подтверждении подлинности) передаваемой информации;

для защиты конфиденциальной информации при ее хранении на открытых носителях;

для обеспечения  целостности информации (защите информации от внесения несанкционированных изменений) при ее передаче по открытым каналам  связи или хранении на открытых носителях;

для обеспечения  неоспоримости передаваемой по сети информации (предотвращения возможного отрицания факта отправки сообщения);

для защиты программного обеспечения и других информационных ресурсов от несанкционированного использования  и копирования.

Программные и программно-аппаратные методы и средства обеспечения информационной безопасности 

К аппаратным средствам  защиты информации относятся электронные  и электронно-механические устройства, включаемые в состав технических  средств КС и выполняющие (самостоятельно или в едином комплексе с программными средствами) некоторые функции обеспечения  информационной безопасности. Критерием  отнесения устройства к аппаратным, а не к инженерно-техническим  средствам защиты является обязательное включение в состав технических  средств КС. 

К основным аппаратным средствам  защиты информации относятся:

устройства для  ввода идентифицирующей пользователя информации (магнитных и пластиковых  карт, отпечатков пальцев и т. п.);

устройства для  шифрования информации;

устройства для  воспрепятствования несанкционированному включению рабочих станций и  серверов (электронные замки и  блокираторы). 

Примеры вспомогательных  аппаратных средств защиты информации:

устройства уничтожения  информации на магнитных носителях;

устройства сигнализации о попытках несанкционированных  действий пользователей КС и др. 

Под программными средствами защиты информации понимают специальные  программы, включаемые в состав программного обеспечения КС исключительно для  выполнения защитных функций. К основным программным средствам  защиты информации относятся:

программы идентификации и аутентификации пользователей КС;

программы разграничения  доступа пользователей к ресурсам КС;

программы шифрования информации;

программы защиты информационных ресурсов (системного и прикладного  программного обеспечения, баз данных, компьютерных средств обучения и  т. п.) от несанкционированного изменения, использования и копирования. 

Заметим, что под  идентификацией, применительно к  обеспечению информационной безопасности КС, понимают однозначное распознавание  уникального имени субъекта КС. Аутентификация означает подтверждение того, что  предъявленное имя соответствует  данному субъекту (подтверждение  подлинности субъекта). 

Примеры вспомогательных  программных средств  защиты информации:

программы уничтожения  остаточной информации (в блоках оперативной  памяти, временных файлах и т. п.);

программы аудита (ведения  регистрационных журналов) событий, связанных с безопасностью КС, для обеспечения возможности  восстановления и доказательства факта  происшествия этих событий;

программы имитации работы с нарушителем (отвлечения его  на получение якобы конфиденциальной информации);

программы тестового  контроля защищенности КС и др.

Итоги 

Поскольку потенциальные  угрозы безопасности информации весьма многообразны, цели защиты информации могут быть достигнуты только путем  создания комплексной системы защиты информации, под которой понимается совокупность методов и средств, объединенных единым целевым назначением  и обеспечивающих необходимую эффективность  защиты информации в КС.