Защита информации в сетях

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Основные положения теории защиты информации 5

1.1 Классификация угроз безопасности информации 5

1.2 Программные атаки 9

1.3 Вредоносное программное обеспечение 10

1.4 Классификация мер обеспечения безопасности КС 11

Глава 2. Основные методы и средства защиты информации в сетях 16

2.1 Физическая защита информации 16

2.2 Аппаратно-программные средства защиты информации в КС 19

2.4 Антивирусная защита 27

Заключение 34

Список использованной литературы 35

Приложение А 36

Приложение Б 37

Приложение В 38

 

Введение

 

Мы живем  на стыке двух тысячелетий, когда  человечество вступило в эпоху новой  научно-технической революции.

К концу  двадцатого века люди овладели многими  тайнами превращения вещества и  энергии и сумели использовать эти  знания для улучшения своей жизни. Но кроме вещества и энергии в  жизни человека огромную роль играет еще одна составляющая - информация. Это самые разнообразные сведения, сообщения, известия, знания, умения.

В середине прошлого столетия появились специальные  устройства - компьютеры, ориентированные  на хранение и преобразование информации и произошла компьютерная революция.

Сегодня массовое применение персональных компьютеров, к сожалению, оказалось связанным  с появлением самовоспроизводящихся  программ-вирусов, препятствующих нормальной работе компьютера, разрушающих файловую структуру дисков и наносящих  ущерб хранимой в компьютере информации.

Информацией владеют и используют её все люди без исключения. Каждый человек решает для себя, какую информацию ему  необходимо получить, какая информация не должна быть доступна другим и т.д. Человеку легко, хранить информацию, которая у него в голове, а как  быть, если информация занесена в «мозг  машины», к которой имеют доступ многие люди.

Многие  знают, что существуют различные  способы защиты информации. А от чего, и от кого её надо защищать? И  как это правильно сделать?

То, что  эти вопросы возникают, говорит  о том, что тема в настоящее  время актуальна. В курсовой работе я постаралась ответить на эти вопросы.

Объектом исследования является информация, передаваемая по телекоммуникационным сетям.

Предметом исследования является информационная безопасность сетей.

Основной целью курсовой работы является изучение и анализ методов и средств защиты информации в сетях.

Для достижения указанной  цели необходимо решить ряд задач:

• рассмотреть угрозы безопасности и их классификацию;
• охарактеризовать методы и средства защиты информации в сети, их классификацию и особенности применения;
• раскрыть возможности физических, аппаратных и программных средств защиты информации в КС, выявить их достоинства и недостатки.

 

Глава 1. Основные положения теории защиты информации

1.1 Классификация  угроз безопасности информации

 

Под угрозой безопасности информации в компьютерной сети (КС) понимают событие или действие, которое  может вызвать изменение функционирования КС, связанное с нарушением защищенности обрабатываемой в ней информации¹.

Уязвимость информации —  это возможность возникновения  такого состояния, при котором создаются  условия для реализации угроз  безопасности информации.

Атакой на КС называют действие, предпринимаемое нарушителем, которое  заключается в поиске и использовании  той или иной уязвимости. Иначе  говоря, атака на КС является реализацией  угрозы безопасности информации в ней.

Проблемы, возникающие с  безопасностью передачи информации при работе в компьютерных сетях, можно разделить на три основных типа:

• перехват информации – целостность информации сохраняется, но её конфиденциальность нарушена;
• модификация информации – исходное сообщение изменяется либо полностью подменяется другим и отсылается адресату;
• подмена авторства информации.

  Данная проблема может иметь  серьёзные последствия. Например, кто-то может послать письмо  от чужого имени (этот вид  обмана принято называть спуфингом) или Web – сервер может притворяться электронным магазином, принимать заказы, номера кредитных карт, но не высылать никаких товаров.

Специфика компьютерных сетей, с точки зрения их уязвимости, связана  в основном с наличием интенсивного информационного взаимодействия между территориально разнесенными и разнородными (разнотипными) элементами.

Уязвимыми являются буквально  все основные структурно-функциональные элементы КС: рабочие станции, серверы (Host-машины), межсетевые мосты (шлюзы, центры коммутации), каналы связи и т.д.

Известно большое количество разноплановых угроз безопасности информации различного происхождения. В литературе встречается множество  разнообразных классификаций, где  в качестве критериев деления  используются виды порождаемых опасностей, степень злого умысла, источники  появления угроз и т.д. Одна из самых простых классификаций  приведена на рис. 1.

 

Рис. 1 - Общая классификация угроз безопасности.

 

Естественные угрозы - это  угрозы, вызванные воздействиями  на КС и ее элементы объективных  физических процессов или стихийных  природных явлений, независящих  от человека.

Искусственные угрозы - это  угрозы КС, вызванные деятельностью  человека. Среди них, исходя из мотивации  действий, можно выделить:

• непреднамеренные (неумышленные, случайные) угрозы, вызванные ошибками в проектировании КС и ее элементов, ошибками в программном обеспечении, ошибками в действиях персонала и т.п.;
• преднамеренные (умышленные) угрозы, связанные с корыстными устремлениями людей (злоумышленников).

Источники угроз по отношению  к КС могут быть внешними или внутренними (компоненты самой КС - ее аппаратура, программы, персонал).

Более сложная и детальная  классификация угроз приведена  в Приложении А.

Анализ негативных последствий  реализации угроз предполагает обязательную идентификацию возможных источников угроз, уязвимостей, способствующих их проявлению и методов реализации. И тогда цепочка вырастает  в схему, представленную на рис. 2.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2 - Модель реализации угроз информационной безопасности.²

 

Угрозы классифицируются по возможности нанесения ущерба субъекту отношений при нарушении  целей безопасности. Ущерб может  быть причинен каким-либо субъектом (преступление, вина или небрежность), а также  стать следствием, не зависящим от субъекта проявлений. Угроз не так  уж и много. При обеспечении конфиденциальности информации это может быть хищение (копирование) информации и средств  ее обработки, а также ее утрата (неумышленная потеря, утечка). При обеспечении  целостности информации список угроз  таков: модификация (искажение) информации; отрицание подлинности информации; навязывание ложной информации. При  обеспечении доступности информации возможно ее блокирование, либо уничтожение самой информации и средств ее обработки.

Все источники угроз можно  разделить на классы, обусловленные  типом носителя, а классы на группы по местоположению (рис. 3а). Уязвимости также можно разделить на классы по принадлежности к источнику уязвимостей, а классы на группы и подгруппы  по проявлениям (рис. 3б). Методы реализации можно разделить на группы по способам реализации (рис. 3в). При этом необходимо учитывать, что само понятие «метод», применимо только при рассмотрении реализации угроз антропогенными источниками. Для техногенных и стихийных  источников это понятие трансформируется в понятие «предпосылка».

 

Рис. 3 - Структура классификаций: а) «Источники угроз»; б) «Уязвимости»; в) «Методы реализации»

 

Классификация возможностей реализации угроз (атак), представляет собой совокупность возможных вариантов  действий источника угроз определенными  методами реализации с использованием уязвимостей, которые приводят к  реализации целей атаки. Цель атаки  может не совпадать с целью  реализации угроз и может быть направлена на получение промежуточного результата, необходимого для достижения в дальнейшем реализации угрозы. В  случае такого несовпадения атака рассматривается  как этап подготовки к совершению действий, направленных на реализацию угрозы, т.е. как «подготовка к  совершению» противоправного действия. Результатом атаки являются последствия, которые являются реализацией угрозы и/или способствуют такой реализации.

Исходными данными для  проведения оценки и анализа угроз  безопасности при работе в сети служат результаты анкетирования субъектов  отношений, направленные на уяснение направленности их деятельности, предполагаемых приоритетов  целей безопасности, задач, решаемых в сети и условий расположения и эксплуатации сети.

1.2 Программные атаки

 

В качестве средства вывода сети из штатного режима эксплуатации может использоваться агрессивное  потребление ресурсов (обычно - полосы пропускания сетей, вычислительных возможностей процессоров или оперативной  памяти). По расположению источника  угрозы такое потребление подразделяется на локальное и удаленное. При просчетах в конфигурации системы локальная программа способна практически монополизировать процессор и/или физическую память, сведя скорость выполнения других программ к нулю.

Простейший пример удаленного потребления ресурсов - атака, получившая наименование "SYN-наводнение". Она  представляет собой попытку переполнить  таблицу "полуоткрытых" TCP-соединений сервера (установление соединений начинается, но не заканчивается). Такая атака, по меньшей мере, затрудняет установление новых соединений со стороны легальных пользователей, то есть сервер выглядит как недоступный.

По отношению к атаке "Papa Smurf" уязвимы сети, воспринимающие ping-пакеты с широковещательными адресами. Ответы на такие пакеты "съедают" полосу пропускания.

Удаленное потребление ресурсов в последнее время проявляется  в особенно опасной форме - как  скоординированные распределенные атаки, когда на сервер с множества  разных адресов с максимальной скоростью  направляются вполне легальные запросы  на соединение и/или обслуживание. Временем начала "моды" на подобные атаки можно считать февраль 2000 года, когда жертвами оказались несколько крупнейших систем электронной коммерции (точнее - владельцы и пользователи систем). Если имеет место архитектурный просчет в виде разбалансированности между пропускной способностью сети и производительностью сервера, то защититься от распределенных атак на доступность крайне трудно.

Для выведения систем из штатного режима эксплуатации могут  использоваться уязвимые места в  виде программных и аппаратных ошибок. Например, известная ошибка в процессоре Pentium I давала возможность локальному пользователю путем выполнения определенной команды "подвесить" компьютер, так что помогает только аппаратный RESET.

Программа "Teardrop" удаленно "подвешивает" компьютеры, эксплуатируя ошибку в сборке фрагментированных IP-пакетов.

1.3 Вредоносное программное обеспечение

 

Одним из опаснейших способов проведения атак является внедрение  в атакуемые системы вредоносного программного обеспечения.

Выделяют следующие аспекты  вредоносного ПО:

• вредоносная функция;
• способ распространения;
• внешнее представление.

Часть, осуществляющая разрушительную функцию, предназначается  для:

• внедрения другого вредоносного ПО;
• получения контроля над атакуемой системой;
• агрессивного потребления ресурсов;
• изменения или разрушения программ и/или данных.

По механизму распространения  различают:

• вирусы - код, обладающий способностью к распространению (возможно, с изменениями) путем внедрения в другие программы;
• "черви" - код, способный самостоятельно, то есть без внедрения в другие программы, вызывать распространение своих копий по сети и их выполнение (для активизации вируса требуется запуск зараженной программы).

Вирусы обычно распространяются локально, в пределах узла сети; для  передачи по сети им требуется внешняя  помощь, такая как пересылка зараженного  файла. "Черви", напротив, ориентированы  в первую очередь на путешествия  по сети.

Иногда само распространение  вредоносного ПО вызывает агрессивное потребление ресурсов и, следовательно, является вредоносной функцией. Например, "черви" "съедают" полосу пропускания сети и ресурсы почтовых систем.

Вредоносный код, который  выглядит как функционально полезная программа, называется троянским. Например, обычная программа, будучи пораженной вирусом, становится троянской; порой  троянские программы изготавливают  вручную и подсовывают доверчивым пользователям в какой-либо привлекательной  упаковке³ (обычно при посещении файлообменных сетей или игровых и развлекательных сайтов).

1.4 Классификация мер обеспечения  безопасности КС

 

По способам осуществления  все меры обеспечения безопасности компьютерных сетей подразделяются на: правовые (законодательные), морально-этические, организационные (административные), физические, технические (аппаратно-программные).

К правовым мерам защиты относятся действующие в стране законы, указы и нормативные акты, регламентирующие правила обращения  с информацией, закрепляющие права  и обязанности участников информационных отношений в процессе ее обработки и использования, а также устанавливающие ответственность за нарушения этих правил, препятствуя тем самым неправомерному использованию информации и являющиеся сдерживающим фактором для потенциальных нарушителей.

К морально-этическим мерам  противодействия относятся нормы  поведения, которые традиционно  сложились или складываются по мере распространения компьютерных сетей  в стране или обществе. Эти нормы  большей частью не являются обязательными, как законодательно утвержденные нормативные  акты, однако, их несоблюдение ведет  обычно к падению авторитета, престижа человека, группы лиц или организации. Морально-этические нормы бывают как неписаные (например, общепризнанные нормы честности, патриотизма и  т.п.), так и писаные, то есть оформленные  в некоторый свод (устав) правил или  предписаний.

Организационные (административные) меры защиты - это меры организационного характера, регламентирующие процессы функционирования системы обработки  данных, использование ее ресурсов, деятельность персонала, а также  порядок взаимодействия пользователей  с системой таким образом, чтобы  в наибольшей степени затруднить или исключить возможность реализации угроз безопасности. Они включают :

• мероприятия, осуществляемые при проектировании, строительстве и оборудовании сетей и других объектов систем обработки данных;
• мероприятия по разработке правил доступа пользователей к ресурсам сетей (разработка политики безопасности);
• мероприятия, осуществляемые при подборе и подготовке персонала;
• организацию охраны и надежного пропускного режима;
• организацию учета, хранения, использования и уничтожения документов и носителей с информацией;
• распределение реквизитов разграничения доступа (паролей, ключей шифрования и т.п.);
• организацию явного и скрытого контроля за работой пользователей;
• мероприятия, осуществляемые при проектировании, разработке, ремонте и модификациях оборудования и программного обеспечения и т.п.

Физические меры защиты основаны на применении разного рода механических, электро- или электронно-механических устройств и сооружений, специально предназначенных для создания физических препятствий на возможных путях проникновения и доступа потенциальных нарушителей к компонентам сетей и защищаемой информации, а также технических средств визуального наблюдения, связи и охранной сигнализации.

Технические (аппаратные) меры защиты основаны на использовании различных  электронных устройств, входящих в  состав КС и выполняющих (самостоятельно или в комплексе с другими  средствами) функции защиты.

Программные методы защиты предназначаются для непосредственной защиты информации по трем направлениям: а) аппаратуры; б) программного обеспечения; в) данных и управляющих команд.

Для защиты информации при  ее передаче обычно используют различные  методы шифрования данных перед их вводом в канал связи или на физический носитель с последующей  расшифровкой. Как показывает практика, методы шифрования позволяют достаточно надежно скрыть смысл сообщения.

Все программы защиты, осуществляющие управление доступом к машинной информации, функционируют по принципу ответа на вопросы: Кто может выполнять? Какие операции и над какими данными?.

Доступ может быть определен  как:

• общий (безусловно предоставляемый каждому пользователю);
• отказ (безусловный отказ, например разрешение на удаление порции информации);
• зависимый от события (управляемый событием);
• зависимый от содержания данных;
• зависимый от состояния (динамического состояния компьютерной системы);
• частотно-зависимый (например, доступ разрешен пользователю только один или определенное число раз);
• по имени или другим признаком пользователя;
• зависимый от полномочий;
• по разрешению (например, по паролю);
• по процедуре.

Также к эффективным мерам  противодействия попыткам несанкционированного доступа относятся средства регистрации. Для этих целей наиболее перспективными являются новые операционные системы  специального назначения, широко применяемые  в зарубежных странах и получившие название мониторинга (автоматического  наблюдения за возможной компьютерной угрозой).

Мониторинг осуществляется самой операционной системой (ОС), причем в ее обязанности входит контроль за процессами ввода-вывода, обработки и уничтожения машинной информации. ОС фиксирует время несанкционированного доступа и программных средств, к которым был осуществлен доступ. Кроме этого, она производит немедленное оповещение службы компьютерной безопасности о посягательстве на безопасность компьютерной системы с одновременной выдачей на печать необходимых данных (листинга). В последнее время в США и ряде европейских стран для защиты компьютерных систем действуют также специальные подпрограммы, вызывающие самоуничтожение основной программы при попытке несанкционированного просмотра содержимого файла с секретной информацией по аналогии действия “логической бомбы”.

Задачи обеспечения безопасности⁴:

- защита информации в  каналах связи и базах данных  криптографическими методами;

- подтверждение подлинности  объектов данных и пользователей  (аутентификация сторон, устанавливающих  связь);

- обнаружение нарушений  целостности объектов данных;

- обеспечение защиты  технических средств и помещений,  в которых ведется обработка  конфиденциальной информации, от  утечки по побочным каналам  и от возможно внедренных в  них электронных устройств съема  информации;

- обеспечение защиты  программных продуктов и средств  вычислительной техники от внедрения  в них программных вирусов  и закладок;

- защита от несанкционированных  действий по каналу связи от  лиц, не допущенных к средствам  шифрования, но преследующих цели  компрометации секретной информации  и дезорганизации работы абонентских  пунктов;

- организационно-технические  мероприятия, направленные на  обеспечение сохранности конфиденциальных  данных.

 

Глава 2. Основные методы и средства защиты информации в сетях

2.1 Физическая защита информации

 

К мерам физической защиты информации относятся:

• защита от огня;
• защита от воды и пожаротушащей жидкости
• защита от коррозийных газов;
• защита от электромагнитного излучения;
• защита от вандализма;
• защита от воровства и кражи;
• защита от взрыва;
• защита от падающих обломков;
• защита от пыли;
• защита от несанкционированного доступа в помещение.

Какие же действия нужно  предпринять, чтобы обеспечить физическую безопасность?

В первую очередь надо подготовить  помещение, где будут стоять серверы. Обязательное правило: сервер должен находиться в отдельной комнате, доступ в  которую имеет строго ограниченный круг лиц. В этом помещении следует  установить кондиционер и хорошую  систему вентиляции. Там же можно  поместить мини-АТС и другие жизненно важные технические системы.

Разумным шагом станет отключение неиспользуемых дисководов, параллельных и последовательных портов сервера. Его корпус желательно опечатать. Все это осложнит кражу или  подмену информации даже в том  случае, если злоумышленник каким-то образом проникнет в серверную  комнату. Не стоит пренебрегать и  такими тривиальными мерами защиты, как  железные решетки и двери, кодовые  замки и камеры видеонаблюдения, которые будут постоянно вести  запись всего, что происходит в ключевых помещениях офиса.

Другая характерная ошибка связана с резервным копированием. О его необходимости знают  все, так же как и о том, что  на случай возгорания нужно иметь  огнетушитель. А вот о том, что  резервные копии нельзя хранить  в одном помещении с сервером, почему-то забывают⁵. В результате, защитившись от информационных атак, фирмы оказываются беззащитными даже перед небольшим пожаром, в котором предусмотрительно сделанные копии гибнут вместе с сервером.

Часто, даже защитив серверы, забывают, что в защите нуждаются  и всевозможные провода - кабельная  система сети. Причем, нередко приходится опасаться не злоумышленников, а  самых обыкновенных уборщиц, которые  заслуженно считаются самыми страшными  врагами локальных сетей⁶. Лучший вариант защиты кабеля - это короба, но, в принципе, подойдет любой другой способ, позволяющий скрыть и надежно закрепить провода. Впрочем, не стоит упускать из вида и возможность подключения к ним извне для перехвата информации или создания помех, например, посредством разряда тока. Хотя, надо признать, что этот вариант мало распространен и замечен лишь при нарушениях работы крупных фирм.

Помимо Интернета, компьютеры включены еще в одну сеть - обычную  электрическую. Именно с ней связана  другая группа проблем, относящихся  к физической безопасности серверов. Ни для кого не секрет, что качество современных силовых сетей далеко от идеального. Даже если нет никаких внешних признаков аномалий, очень часто напряжение в электросети выше или ниже нормы. При этом большинство людей даже не подозревают, что в их доме или офисе существуют какие-то проблемы с электропитанием.

Пониженное напряжение является наиболее распространенной аномалией  и составляет около 85% от общего числа  различных неполадок с электропитанием. Его обычная причина - дефицит  электроэнергии, который особенно характерен для зимних месяцев. Повышенное напряжение почти всегда является следствием какой-либо аварии или повреждения проводки в помещении. Часто в результате отсоединения общего нулевого провода соседние фазы оказываются под напряжением 380 В. Бывает также, что высокое напряжение возникает в сети из-за неправильной коммутации проводов.

Источниками импульсных и  высокочастотных помех могут  стать разряды молний, включение  или отключение мощных потребителей электроэнергии, аварии на подстанциях, а также работа некоторых бытовых  электроприборов. Чаще всего такие  помехи возникают в крупных городах  и в промышленных зонах. Импульсы напряжения при длительности от наносекунд (10~9 с) до микросекунд (10~6 с) могут по амплитуде достигать нескольких тысяч вольт. Наиболее уязвимыми  к таким помехам оказываются  микропроцессоры и другие электронные  компоненты. Нередко непогашенная импульсная помеха может привести к перезагрузке сервера или к ошибке в обработке  данных. Встроенный блок питания компьютера, конечно, частично сглаживает броски напряжения, защищая электронные компоненты компьютера от выхода из строя, но остаточные помехи все равно снижают срок службы аппаратуры, а также приводят к росту температуры в блоке  питания сервера.

Для защиты компьютеров  от высокочастотных импульсных помех  служат сетевые фильтры (например, марки  Pilot), оберегающие технику от большинства помех и перепадов напряжения. Кроме того, компьютеры с важной информацией следует обязательно оснащать источником бесперебойного питания (UPS). Современные модели UPS не только поддерживают работу компьютера, когда пропадает питание, но и отсоединяют его от электросети, если параметры электросети выходят из допустимого диапазона.

2.2 Аппаратно-программные средства защиты информации в КС

 

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