Аппаратные средства обеспечения защиты от НСД

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное общеобразовательное  учреждение высшего

профессионального образования

« Санкт- Петербургский Государственный  Университет Информационных Технологий Механики и Оптики».

Институт  Международного Бизнеса и Права

РЕФЕРАТ

По  дисциплине: «Информационные технологии».

На тему: «Аппаратные средства обеспечения защиты от НСД».

Выполнили: студентки 4-ого курса 

очной

формы обучения ИМБИП,

Гридасова Кристина Дмитриевна

Клименко  Виктория Викторовна

группа 4444

Проверил:_______________________

Баллы____________________________

Подпись:__________________

«___»______________2013 год

Санкт-Петербург 2013

Введение

Защита компьютеров от НСД является одной из основных проблем защиты информации, поэтому в большинство  операционных систем и популярных пакетов  программ встроены различные подсистемы защиты от НСД. Например, выполнение аутентификации в пользователей при входе  в операционные системы семейства Windows. Однако, не вызывает сомнений тот  факт, что для серьезной защиты от НСД встроенных средств операционных систем недостаточно. К сожалению, реализация подсистем защиты большинства операционных систем достаточно часто вызывает нарекания  из-за регулярно обнаруживаемых уязвимостей, позволяющих получить доступ к защищаемым объектам в обход правил разграничения  доступа. Выпускаемые же производителями  программного обеспечения пакеты обновлений и исправлений объективно несколько  отстают от информации об обнаруживаемых уязвимостях. Поэтому в дополнение к стандартным средствам защиты необходимо использование специальных  средств ограничения или разграничения  доступа.

Данные  средства можно разделить на две  категории:

• Средства ограничения  физического доступа.
• Средства защиты от несанкционированного доступа по сети.

Защита  информации

      Содержание проблемы защиты информации  специалистами  интерпретируются  следующим образом. По мере  развития и усложнения  средств,  методов  и  форм автоматизации   процессов  обработки  информации  повышается  ее  уязвимость.

Основными факторами, способствующими повышению  этой уязвимости, являются:

• Резкое  увеличение  объемов  информации,  накапливаемой,  хранимой  и обрабатываемой с помощью ЭВМ и других средств автоматизации;
• Сосредоточение в единых базах данных информации различного назначения и различных принадлежностей;
• Резкое  расширение  круга  пользователей,  имеющих   непосредственный доступ к ресурсам вычислительной системы и находящимся в ней данных;
• Усложнение    режимов    функционирования     технических     средств вычислительных систем: широкое внедрение многопрограммного режима,  а  также режимов разделения времени и реального времени;
• Автоматизация межмашинного обмена  информацией,  в  том  числе  и  на больших расстояниях.

В этих условиях возникает уязвимость  двух  видов:  с  одной  стороны, возможность  уничтожения  или  искажения  информации  (т.е.   нарушение   ее физической целостности),  а  с  другой  -  возможность  несанкционированного использования  информации (т.е.  опасность  утечки  информации  ограниченного пользования).  Второй   вид   уязвимости   вызывает   особую   озабоченность  пользователей ЭВМ.

Основными потенциально возможными каналами утечки информации являются:

• Прямое хищение носителей и документов;
• Запоминание или копирование информации;
• Несанкционированное подключение  к  аппаратуре  и  линиям  связи  или незаконное использование  "законной"  (т.е.  зарегистрированной)  аппаратуры системы (чаще всего терминалов пользователей).

Аппаратные средства защиты информации

Аппаратные   средства   –   это   технические   средства, используемые для обработки данных. Сюда  относятся:  Персональный  компьютер (комплекс технических средств, предназначенных для автоматической  обработки информации в процессе решения вычислительных и информационных задач).

Периферийное  оборудование  (комплекс  внешних   устройств   ЭВМ,   не находящихся под непосредственным управлением центрального процессора).

      Физические  носители машинной информации.

      К  аппаратным  средствам  защиты  относятся   различные   электронные, электронно-механические,  электронно-оптические  устройства.  К   настоящему  времени разработано значительное  число аппаратных   средств   различного назначения, однако наибольшее распространение получают следующие:

• специальные  регистры  для  хранения  реквизитов   защиты:   паролей, идентифицирующих кодов, грифов или уровней секретности;
• генераторы кодов, предназначенные для  автоматического  генерирования идентифицирующего кода устройства;
• устройства измерения индивидуальных характеристик  человека  (голоса, отпечатков) с целью его идентификации;
• специальные биты секретности,  значение  которых  определяет  уровень секретности информации, хранимой в ЗУ, которой принадлежат данные биты;
• схемы прерывания передачи информации в линии связи  с  целью  периодической проверки   адреса   выдачи    данных.

Особую    и    получающую    наибольшее распространение группу аппаратных средств защиты составляют  устройства  для шифрования информации (криптографические методы).

Программные средства обеспечения  защиты информации

Программные средства  -  это  объективные  формы  представления  совокупности данных  и  команд,  предназначенных  для  функционирования   компьютеров   и компьютерных устройств с целью получения  определенного результата,  а  также подготовленные  и  зафиксированные   на   физическом   носителе   материалы, полученные  в  ходе  их  разработок,  и  порождаемые   ими   аудиовизуальные отображения. К ним относятся:

Программное обеспечение (совокупность  управляющих  и  обрабатывающих программ). Состав:

• Системные программы  (операционные  системы,  программы  технического обслуживания);
• Прикладные программы (программы, которые  предназначены  для  решения задач определенного  типа,   например   редакторы   текстов,   антивирусные программы, СУБД и т.п.);
• Инструментальные программы (системы  программирования,  состоящие  из языков программирования: Turbo C, Microsoft Basic и т.д.  и  трансляторов  – комплекса программ, обеспечивающих автоматический перевод с  алгоритмических и символических языков в машинные коды);
• Машинная информация владельца, собственника, пользователя.

      К  программным   средствам  защиты  относятся   специальные   программы, которые  предназначены для выполнения  функций защиты и  включаются  в  состав программного  обеспечения   систем  обработки  данных.   Программная   защита является  наиболее распространенным видом   защиты,  чему  способствуют  такие  положительные свойства  данного   средства,  как  универсальность,  гибкость, простота реализации,  практически  неограниченные  возможности  изменения  и  развития  и  т.п.  По  функциональному   назначению  их  можно  разделить   на следующие группы:

• идентификация технических средств (терминалов,  устройств  группового управления   вводом-выводом,   ЭВМ,   носителей   информации),    задач    и пользователей;
• определение прав технических средств (дни и время работы, разрешенные к использованию задачи) и пользователей;
• контроль работы технических средств и пользователей;
• регистрация работы технических средств и пользователей при  обработки информации ограниченного использования;
• уничтожения информации в ЗУ после использования;
• сигнализации при несанкционированных действиях;
• вспомогательные  программы  различного  назначения:  контроля  работы механизма защиты, проставления грифа секретности на выдаваемых документах.

Антивирусная  защита

      Безопасность  информации  -  один  из   важнейших   параметров   любой компьютерной  системы.  Для  ее  обеспечения   создано   большое   количество  программных и  аппаратных  средств.  Часть  из  них   занимается  шифрованием информации,  часть  -  разграничением  доступа   к  данным.  Особую  проблему  представляют  собой  компьютерные  вирусы.  Это  отдельный   класс  программ, направленных  на нарушение работы  системы   и  порчу  данных.  Среди   вирусов выделяют ряд разновидностей. Некоторые из них постоянно  находятся  в  памяти компьютера, некоторые производят деструктивные  действия разовыми  "ударами". Существует так же целый класс  программ, внешне  вполне  благопристойных,  но на  самом  деле  портящих  систему.  Такие  программы   называют  "троянскими конями".  Одним  из   основных   свойств   компьютерных   вирусов   является способность к "размножению" - т.е. самораспространению внутри  компьютера  и компьютерной сети.

С тех пор,  как  различные  офисные  прикладные  программные  средства получили возможность работать со специально для них написанными  программами (например, для Microsoft Office можно  писать  приложения  на  языке  Visual Basic)  появилась  новая   разновидность   вредоносных   программ   -   т.н.

МакроВирусы. Вирусы этого типа распространяются вместе  с  обычными  файлами  документов, и содержатся внутри них  в качестве обычных подпрограмм.

С учетом мощного  развития  средств  коммуникации  и  резко  возросших  объемов  обмена  данными  проблема  защиты  от  вирусов   становится   очень актуальной. Практически,  с  каждым  полученным,  например,  по  электронной почте  документом  может  быть  получен  макровирус,  а  каждая   запущенная программа  может  (теоретически)  заразить  компьютер  и   сделать   систему  неработоспособной.

      Поэтому среди   систем  безопасности  важнейшим   направлением  является борьба  с вирусами. Существует целый  ряд средств, специально  предназначенных  для решения этой задачи. Некоторые  из них запускаются в режиме  сканирования и просматривают  содержимое жестких дисков и   оперативной  памяти  компьютера  на предмет наличия вирусов.  Некоторые же должны быть  постоянно   запущены  и находиться в памяти  компьютера. При этом  они  стараются   следить  за  всеми выполняющимися  задачами.

На российском рынке программного обеспечения  наибольшую  популярность завоевал  пакет  AVP,   разработанный   лабораторией   антивирусных   систем Касперского. Это универсальный  продукт, имеющий версии под  самые  различные операционные системы.

Антивирус  Касперского   (AVP)   использует   все   современные   типы антивирусной  защиты:   антивирусные   сканнеры,   мониторы,   поведенческие  блокираторы и ревизоры изменений.  Различные  версии  продукта  поддерживают все популярные  операционные  системы,  почтовые  шлюзы,  межсетевые  экраны (firewalls), web-серверы. Система  позволяет  контролировать  все  возможные  пути проникновения вирусов  на  компьютер  пользователя,  включая  Интернет, электронную почту  и  мобильные  носители  информации.  Средства  управления Антивируса Касперского  позволяют  автоматизировать  важнейшие  операции  по централизованной установке  и управлению, как и на локальном  компьютере,  так и в случае комплексной  защиты  сети  предприятия.  Лаборатория  Касперского предлагает три готовых решения антивирусной защиты, рассчитанные на  основные категории  пользователей.  Во-первых,  антивирусная  защита   для   домашних пользователей   (одна   лицензия   для   одного   компьютера).    Во-вторых, антивирусная защита для малого бизнеса (до 50 рабочих  станций  в  сети).  В третьих, антивирусная  защита  для  корпоративных  пользователей  (свыше  50 рабочих станций  в  сети). Безвозвратно  прошли  времена,  когда  для  полной уверенности  в  сохранности  от  "заразы"  было  достаточно  не  пользоваться "случайными" дискетами и раз-другой в неделю  запускать  на  машине  утилиту Aidstest R, проверяющую жесткий  диск компьютера  на  наличие  подозрительных объектов. Во-первых, расширился  спектр  областей,  в  которых  эти  объекты могут оказаться. Электронная почта  с  присоединенными  "вредными"  файлами, макровирусы  в офисных (в основном речь идет о Microsoft Office)  документах, "троянские  кони"  -  все  это  появилось  сравнительно  недавно.  Во-вторых, перестал оправдывать себя подход  периодических  ревизий  жесткого  диска  и архивов - такие проверки приходилось  бы  проводить  слишком  часто,  и  они отнимали бы слишком  много ресурсов системы.

      На смену устаревшим  системам защиты пришло новое  поколение,  способное отследить  и нейтрализовать "угрозу" на  всех  ответственных  участках  -  от электронной почты до  копирования файлов между дисками.  При этом  современные антивирусы  организовывают  постоянную  защиту  -  это  означает,  что   они постоянно находятся в  памяти и анализируют обрабатываемую  информацию.

Одним  из  наиболее  известных  и  повсеместно   применяемых   пакетов антивирусной защиты является AVP  от  Лаборатории  Касперского.  Этот  пакет существует  в  большом  количестве  различных  вариантов.  Каждый   из   них предназначен   для   решения   определенного   круга    задач    обеспечения  безопасности, и обладает рядом специфических  свойств.

      Системы защиты, распространяемые  Лабораторией Касперского, разделяются  на три основных категории,  в зависимости от видов решаемых  ими  задач.  Это защита для  малого бизнеса, защита для  домашних пользователей  и   защита  для корпоративных клиентов.

Аппаратные  средства - основа построения систем защиты от несанкционированного доступа к  информации

      Разработке     и производству     современных      средств      защиты от  несанкционированного      доступа (НСД)      к информации      в ОКБ САПР предшествовало  выполнение научно-исследовательских   и опытно-конструкторских работ  в этой  области.  Большинство   разработчиков  на первоначальном  этапе были   сосредоточены   на создании    только    программного    обеспечения,  реализующего функции  защиты  в автоматизированных  системах,  что  не может гарантировать   надежной  защищённости   автоматизированных   систем   от НСД к информации.   К примеру,   проверка   целостности    программной    среды, осуществляемая  какой-либо другой программой, находящейся   на одном  носителе с проверяемыми  объектами,  не может  гарантировать   правильности  проводимых процедур.  Необходимо  обеспечить  достоверность   самой  программы  проверки  целостности,  а только  затем   выполнение  ее контрольных   процедур.   Таким образом,  это привело  к осознанию   необходимости  использования   в системах защиты  информации  от НСД  аппаратных  средств   со встроенными  процедурами  контроля  целостности  программ  и данных,  идентификации  и  аутентификации, регистрации и учета.  

  В 90-е  годы  сотрудниками  ОКБ САПР  была   разработана   методология применения аппаратной  защиты,  признанная  необходимой   основой  построения  систем  защиты от НСД  к информации.  Основные  идеи  этого  подхода   состоят  в следующем:

• комплексный   подход    к решению    вопросов    защиты    информации в автоматизированных  системах  (АС)  от НСД.  Признание   мультипликативной парадигмы защиты, и, как следствие, равное  внимание  надежности  реализации контрольных процедур на всех этапах работы АС ;
• «материалистическое»  решение  «основного   вопроса»   информационной

безопасности: «что первично — hard или soft?»;

• последовательный отказ от программных методов  контроля  как очевидно ненадежных и перенос наиболее критичных контрольных  процедур  на аппаратный уровень;
• максимально  возможное   разделение   условно-постоянных   и условно- переменных элементов контрольных операций;
• построение средств защиты информации от несанкционированного  доступа (СЗИ НСД),  максимально  независимых  от операционных   и файловых   систем, применяемых в АС. Это выполнение  процедур  идентификации /  аутентификации, контроля  целостности  аппаратных   и программных   средств АС   до загрузки

операционной системы, администрирования  и т. д.

      Вышеперечисленные   принципы   аппаратной   защиты   были   реализованы в программно-аппаратном     комплексе     средств     защиты      информации  от несанкционированного доступа  — аппаратном модуле  доверенной  загрузки  — «Аккорд-АМДЗ».  Этот  комплекс   обеспечивает   режим   доверенной   загрузки в различных   операционных   средах:   MS DOS,   Windows 3.x,   Windows 9.x, Windows NT/2000/XP, OS/2, Unix, Linux .

      Основным принципом работы «Аккорд-АМДЗ» является выполнение  процедур, реализующих  основные  функции   системы   защиты   информации   до загрузки операционной    системы.    Процедуры     идентификации / аутентификации пользователя,  контроля  целостности   аппаратных   и программных   средств, администрирование,  блокировка  загрузки  операционной   системы   с внешних носителей информации размещены во внутренней памяти  микроконтроллера  платы «Аккорд».  Таким  образом,  пользователь  не имеет   возможности   изменения процедур, которые  влияют  на функциональность  системы  защиты  информации.

В энергонезависимой  памяти   контроллера   «Аккорд»   хранится   информация о персональных  данных  пользователей,   данные   для  контроля   целостности программных  и аппаратных  средств,  журнал  регистрации  и учета  системных  событий  и действий  пользователя.  Эти данные  могут быть  изменены  только авторизованным  администратором  безопасности  информации,  так  как   доступ к энергонезависимой   памяти   полностью   определяется    логикой    работы программного обеспечения, размещенного в микроконтроллере платы.

      СЗИ НСД семейства  «Аккорд» реализованы  на базе  контроллера  «Аккорд- 4.5»  (для  ПЭВМ  с шинным  интерфейсом  ISA)  и его функционального   аналога для шинного интерфейса  РСI — «Аккорд-5».

      PCI-устройства   ОКБ САПР    являются    легальными    и имеют    свой идентификатор, предоставленный  ассоциацией разработчиков  данных  устройств: Vendor ID 1795.

      Для  организаций,  использующих   промышленные   компьютеры   с шинным интерфейсом  РС/104,   может   представлять   интерес   программно-аппаратный  комплекс СЗИ НСД «Аккорд-РС104».  Данный комплекс прошел испытания   в жестких условиях эксплуатации (повышенная  вибрация,  широкий   диапазон  температур, высокая   влажность  и т. д.).  Он  может   применяться   в специализированных  компьютерах,  используемых  в  бортовой  аппаратуре   (наземные,   воздушные, морские и промышленные  системы), в измерительной  аппаратуре,  в устройствах связи, в мобильных  системах, в том числе и военного  назначения.

      Наиболее  наукоёмкой   разработкой   ОКБ САПР   является   сопроцессор безопасности  «Аккорд-СБ», в котором интегрированы   все необходимые  средства  для реализации   комплексной   защиты    информации    от НСД.    Контроллер сопроцессора   безопасности   «Аккорд-СБ/2»   имеет   высокопроизводительный  микропроцессор  и аппаратный  ускоритель  математических   функций.   Доступ к функциям   этого   процессора    определяется    встроенным    программным обеспечением  контроллера.

      Используя библиотеку  программирования (SDK)  контроллера   сопроцессора безопасности «Аккорд-СБ/2»,  разработчик  может  применять   данный  комплекс как многофункциональное   устройство.  В частности,  кроме   задач   по защите информации  от несанкционированного   доступа,   он может быть   использован  для передачи   конфиденциальной   информации   по открытым   каналам   связи в зашифрованном   виде  с высокой  скоростью   обработки  и передачи   данных, шифрования   дисков,   формирования   и проверки ЭЦП,   защиты   электронных документов с использованием  защитных  кодов  аутентификации (ЗКА),  а также в качестве  межсетевого экрана.

      Требования    к аппаратным СЗИ    и принципы    аппаратной     защиты, реализованные   в СЗИ НСД   семейства   «Аккорд»,   уже стали    фактическим стандартом  и применяются   всеми  крупными  разработчиками  средств  защиты, действующими  на российском рынке СЗИ.

      Применение сильной  аппаратной поддержки в комплексах  СЗИ НСД семейства «Аккорд»  позволило  выйти  на новый   уровень  в развитии   средств   защиты информации.   Как известно,   для построения    автоматизированных    систем по классам защищённости  1Д–1А   требуется  установка   правил  разграничения доступа  к ее информационным ресурсам. Для реализации  функций  разграничения  доступа пользователей  к информационным  ресурсам  и создания  изолированной  программной среды  (ИПС)  программистами  ОКБ САПР  разработано  специальное  программное  обеспечение,  поддерживающее  все типы  контроллеров  «Аккорд», включая работу с датчиком  случайных чисел. Это такие  комплексы СЗИ НСД,  как «Аккорд-1.95»  (MS DOS, Windows 9x), «Аккорд-1.95-00» (Windows 9x),  «Аккорд- NT/2000» (Windows NT/2000/ХР).

      Особенностью   комплексов    «Аккорд-1.95-00»    и    «Аккорд-NT/2000» является  то,  что  в данных  версиях,   кроме   дискреционного,   реализован  мандатный принцип доступа субъектов  к информационным  ресурсам.  Специальное  программное  обеспечение,   реализующее   функции   разграничения   доступа, позволяет   администратору    безопасности    информации    описать    любую не противоречивую  политику безопасности на основе  наиболее  полного  набора атрибутов  (более  15 атрибутов  по доступу   к файлам  и каталогам)   и  меток конфиденциальности  объектов  (файлов)  и процессов  (программ),   с помощью которых осуществляется  их обработка.

     Следующим   этапом   стала   разработка   основ    защиты    локальных вычислительных  сетей  с применением  программно-аппаратных  средств  защиты от НСД к  информации. Для полноценной защиты  локальной  вычислительной  сети  ОКБ САПР предлагает комплексную  технологию:

• установку на рабочих станциях СЗИ «Аккорд АМДЗ» с  ПО  «Аккорд-1.95», «Аккорд-1.95-00», «Аккорд-NT/2000»;
• установку подсистемы контроля целостности на каждом файл-сервере;
• установку подсистемы распределенного аудита и управления;
• установку подсистемы усиленной аутентификации.

  Управление вышеперечисленными  подсистемами в локальных   вычислительных сетях   обеспечивается   с помощью   автоматизированного   рабочего    места администратора   безопасности   (АРМ АБИ).   Данная   технология   позволяет  администратору безопасности информации  однозначно опознавать  авторизованных  пользователей  и зарегистрированные   рабочие   станции   в сети;   в режиме реального  времени   контролировать   задачи,   выполняемые   пользователями; в случае   несанкционированных   действий   блокировать   рабочие   станции, с которых такие действия  осуществлялись; удаленно  вести   администрирование.

Особый  интерес  представляет  подсистема  усиленной  аутентификации,   суть которой заключается в дополнительном механизме проверки подлинности  рабочих станций.  Процедура  проверки  подлинности  выполняется  не только  в момент подключения станции, но и  с установленной  администратором  периодичностью.

Подсистема предотвращает  как  подмену  локальной  станции  или  сервера,  так и подключение    в ЛВС    нелегальных    станций /    серверов.    Усиленная аутентификация  в ЛВС   основана   на применении   математических   методов, позволяющих однозначно опознать участников диалога.

      Как известно, невозможно  решить все вопросы обработки  информации  в АС только средствами  защиты от НСД к защищаемой  информации. Поэтому  необходимо  также  обеспечить  юридическую   доказательность   подлинности   электронных документов.  Специалистами   ОКБ САПР был предложен   и реализован  новый  путь  — разработка  контролируемой  технологии  обработки   электронных   документов в вычислительных  системах —  технология   защиты   электронных   документов  с использованием защитных  кодов   аутентификации  (ЗКА).  Данная  технология уже используется  в банковских  платежных  системах  с целью  предотвращения попыток  злоумышленников ввести фиктивные   или модифицировать  обрабатываемые  электронные банковские  документы,  а также  с целью  организации   сквозного контроля при прохождении  электронных  документов  всех  предписанных  этапов их существования  (создание,  обработка,  передача,  хранение,  окончательный зачет).   Это обеспечивается   установкой   на документ ЗКА.    В результате  электронный  документ  на каждом  этапе  обработки  имеет   два ЗКА,   первый из которых   позволяет   авторизовать   и проконтролировать   его целостность  на предыдущем  этапе   обработки,   а второй   является   его  индивидуальным признаком на  текущем.

      Технологическая  защита электронного документооборота  реализуется всеми типами контроллеров  семейства «Аккорд».  Кроме того,  для реализации  данной технологии   при использовании   других   СЗИ НСД   в ОКБ САПР   разработаны эффективные устройства: блок установки кодов аутентификации (БУКА),  изделие «ШИПКА» (Шифрование, Аутентификация, Подпись, Коды Аутентификации). “ШИПКА” содержит микропроцессор  с встроенным программным обеспечением, аппаратный датчик случайных  чисел, подключается через имеющийся   интерфейс — шину USB — и может  выполнять операции:

• шифрование по ГОСТ 28147-89;
• хеширование по ГОСТ Р 34.11-94;
• формирование и проверка электронной цифровой подписи по ГОСТ Р 34.10- 94;
• выработка и проверка защитных кодов аутентификации.

     В последней модификации изделия  имеется  защищенный  электронный   диск  объемом  16 Мбайт,  32,  64  или  128  Мбайт   для записи   пользовательской информации.

   Любая  система  защиты   информации —   это комплекс   организационно- технических  мероприятий,  который  включает  в себя  совокупность  правовых норм,   организационных   мер   и  программно-технических   средств   защиты, направленных  на противодействие   угрозам  объекту  информатизации   с целью сведения до минимума  возможного ущерба пользователям   и владельцам  системы.