Защита информации в компьютерных сетях. 4

      Введение 

      Нынешний  век, наверно, уже войдет в историю  человечества как век информации, и роль информации в жизни цивилизации  все возрастает. Информация сегодня  – это и средство обеспечения  успеха в бизнесе, и объект самой  серьезной защиты, это и один из наиболее значимых активов предприятия, и один из наиболее существенных элементов предпринимательских рисков. К сожалению, информационные системы становятся все более уязвимыми, требующими серьезной многоуровневой защиты, механизмов контроля и резервирования. Существенно вырастает цена, которую приходится платить владельцу ценной информации, не предпринимающему к защите своих тайн должных усилий. 

      Проблемы  защиты данных

      Основной  особенностью любой современной  сетевой системы является то, что  ее компоненты распределены в пространстве и связь между ними физически осуществляется при помощи сетевых соединений (коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно и т. п.) и программно при помощи механизма сообщений. При этом все управляющие сообщения и данные, пересылаемые между объектами распределенной вычислительной системы (ВС), передаются по сетевым соединениям в виде пакетов обмена.

     Под удаленной атакой понимается информационное разрушающее воздействие на распределенную ВС, программно осуществляемое по каналам связи. Это определение охватывает обе особенности сетевых систем - распределенность компьютеров и распределенность информации. Поэтому далее будут рассмотрены два подвида таких атак - это удаленные атаки на инфраструктуру и протоколы сети и удаленные атаки на телекоммуникационные службы. Первые используют уязвимости в сетевых протоколах и инфраструктуре сети, а вторые - уязвимости в телекоммуникационных службах. При этом под инфраструктурой сети мы понимаем сложившуюся систему организации отношений между объектами сети и используемые в сети сервисные службы. 

      При рассмотрении проблем защиты данных в сети прежде всего возникает  вопрос о классификации сбоев  и нарушений прав доступа, которые  могут привести к уничтожению  или нежелательной модификации  данных. Среди таких потенциальных “угроз” можно выделить:

      1. Сбои оборудования:

- сбои кабельной  системы;

- перебои электропитания;

- сбои дисковых  систем;

- сбои систем архивации  данных;

- сбои работы серверов, рабочих станций,  сетевых карт и  т.д.

      2. Потери информации  из-за некорректной работы ПО:

      - потеря или изменение  данных при ошибках  ПО;

      - потери при заражении  системы компьютерными  вирусами;

      3. Потери, связанные  с несанкционированным  доступом :

      - несанкционированное  копирование, уничтожение  или

      подделка  информации;

      - ознакомление с конфиденциальной информацией,  составляющей тайну, посторонних лиц;

      4. Потери информации, связанные с неправильным  хранением архивных  данных.

      5. Ошибки обслуживающего  персонала и пользователей:

      - случайное уничтожение  или изменение  данных;

      - некорректное использование программного и аппаратного обеспечения, ведущее к уничтожению или изменению  данных; 

      Из  высокой ценности информации и всё  более возрастающей роли её в жизни  людей наиболее опасной проблемой  защиты информации является несанкционированный доступ.

      В настоящее время злоумышленнику не составит особого труда проникнуть в ваш компьютер или сеть. В  Интернете публикуется огромное количество найденных уязвимостей  в популярных программных проектах, которые присутствуют практически  на каждом компьютере. В ужасно популярной ОС Windows  найдено огромное количество уязвимостей, дающих возможность без проблем получить, как удалённо, так и локально, права администратора. Одна из таких уязвимостей в службе RPC послужила причиной эпидемии, вызванной вирусом MyDoom. Было заражёно практически 2\3 всех компьютеров, так или иначе связанных с Internet.

      Известные сетевые ОС типа Unix, тоже не избежали ошибок в своём коде. Порой встречаются ошибки посерьёзнее, чем те, что найдены в Windows, хотя сетевые системы должны быть куда более защищены, ведь на них работают сразу несколько пользователей, а следовательно получение абсолютных прав на одной сетевой ОС означает, что файлы пользователей, которые хранит эта система уже не являются таковыми, т.к. хакер без труда может посмотреть, отредактировать и удалить их. 
 
 
 

      Средства  защиты информации

      Основными средствами для решения проблемы защиты информации, используемыми для  создания механизмов защиты принято  считать:

     1. Технические средства - реализуются в виде электрических, электромеханических, электронных устройств. Вся совокупность технических средств принято делить на:

     -    аппаратные - устройства, встраиваемые непосредственно в аппаратуру, или устройства, которые сопрягаются с аппаратурой сети по стандартному интерфейсу (схемы контроля информации по четности, схемы защиты полей памяти по ключу, специальные регистры);

     -  физические - реализуются в виде автономных устройств и систем (электронно-механическое оборудование охранной сигнализации и наблюдения. Замки на дверях, решетки на окнах).

      2. Программные средства - программы, специально предназначенные для выполнения функций, связанных с защитой информации.

      В ходе развития концепции защиты информации специалисты пришли к выводу, что  использование какого-либо одного из выше указанных способов защиты, не обеспечивает надежного сохранения информации. Необходим комплексный подход к использованию и развитию всех средств и способов защиты информации. В результате были созданы следующие способы защиты информации :

      1. Препятствие - физически преграждает злоумышленнику путь к защищаемой информации (на территорию и в помещения с аппаратурой, носителям информации).

      2. Управление доступом - способ защиты информации регулированием использования всех ресурсов системы (технических, программных средств, элементов данных).

     3.  Маскировка - способ защиты информации в сети путем ее криптографической обработки. При передаче информации по линиям связи большой протяженности криптографическое закрытие является единственным способом надежной ее защиты.

     4.  Регламентация - заключается в разработке и реализации в процессе функционирования сети комплексов мероприятий, создающих такие условия автоматизированной обработки и хранения в сети защищаемой информации, при которых возможности несанкционированного доступа к ней сводились бы к минимуму. Для эффективной защиты необходимо строго регламентировать структурное построение сети (архитектура зданий, оборудование помещений, размещение аппаратуры), организацию и обеспечение работы всего персонала, занятого обработкой информации.

     5.  Принуждение - пользователи и персонал сети вынуждены соблюдать правила обработки и использования защищаемой информации под угрозой материальной, административной или уголовной ответственности.

     Рассмотренные способы защиты информации реализуются применением различных средств защиты, причем различают технические, программные, организационные законодательные и морально-этические средства.

     Организационными  средствами защиты называются организационно-правовые мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации сети для обеспечения защиты информации. Организационные мероприятия охватывают все структурные элементы сети на всех этапах: строительство помещений, проектирование системы, монтаж и наладка оборудования, испытания и проверки, эксплуатация.

     К законодательным средствам защиты относятся законодательные акты страны, которыми регламентируются правила использования и обработки информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

     К морально-этическим средствам защиты относятся всевозможные нормы, которые сложились традиционно или складываются по мере распространения вычислительных средств в данной стране или обществе. Эти нормы большей частью не являются обязательными, как законодательные меры, однако несоблюдение их ведет обычно к потере авторитета, престижа человека или группы лиц.

Физическая  защита данных 

Кабельная система

      Кабельная система остается главной “ахилессовой пятой” большинства локальных вычислительных сетей: по данным различных исследований, именно кабельная система является причиной более чем половины всех отказов сети. В связи с этим кабельной системе должно уделяться особое внимание с самого момента проектирования сети.

      Наилучшим образом избавить себя от “головной боли”  по поводу неправильной прокладки кабеля является использование получивших широкое распространение в последнее время так называемых структурированных кабельных систем, использующих одинаковые кабели для передачи данных в локальной вычислительной сети, локальной телефонной сети, передачи видеоинформации или сигналов от датчиков пожарной безопасности или охранных систем. К структурированным кабельным системам относятся, например, SYSTIMAX  SCS фирмы AT&T, OPEN DECconnect компании Digital, кабельная система корпорации IBM.

      Понятие “структурированность” означает, что кабельную систему здания можно разделить на несколько  уровней в зависимости от назначения и месторасположения компонентов  кабельной системы. Например, кабельная  система SYSTIMAX  SCS  состоит из :

      - Внешней подсистемы (campus subsystem)

      - Аппаратных (equipment room)

      - Административной подсистемы (administrative subsystem)

      - Магистрали  (backbone cabling)

      - Горизонтальной подсистемы (horizontal subsystem)

      - Рабочих мест (work location subsystem)

      Внешняя подсистема состоит из медного оптоволоконного  кабеля, устройств электрической  защиты и заземления и связывает  коммуникационную и обрабатывающую аппаратуру в здании (или комплексе  зданий). Кроме того, в эту подсистему входят устройства сопряжения внешних кабельных линий и внутренними.

      Аппаратные  служат для размещения различного коммуникационного  оборудования, предназначенного для  обеспечения работы административной подсистемы.

      Административная  подсистема предназначена для быстрого и легкого управления кабельной системы SYSTIMAX  SCS при изменении планов размещения персонала и отделов. В ее состав входят кабельная система (неэкранированная витая пара и оптоволокно), устройства коммутации и сопряжения магистрали и горизонтальной подсистемы, соединительные шнуры, маркировочные средства и т.д.

      Магистраль  состоит из медного кабеля или  комбинации медного и оптоволоконного  кабеля и вспомогательного оборудования. Она связывает между собой  этажи здания или большие площади  одного и того же этажа.

      Горизонтальная система на базе витого медного кабеля расширяет основную магистраль от входных точек административной системы этажа к розеткам на рабочем месте.

      И, наконец, оборудование рабочих мест включает в себя соединительные шнуры, адаптеры, устройства сопряжения и обеспечивает механическое и электрическое соединение между оборудованием рабочего места и горизонтальной кабельной подсистемы.

      Наилучшим способом защиты кабеля от является прокладка  кабелей с использованием в различной  степени защищенных коробов. При  прокладке сетевого кабеля вблизи источников электромагнитного излучения необходимо выполнять следующие требования :

      а) неэкранированная витая пара должна отстоять минимум на 15-30 см от электрического кабеля, розеток, трансформаторов и  т.д.

      б) требования к коаксиальному кабелю менее жесткие - расстояние до электрической линии или электроприборов должно быть не менее 10-15 см. 
 

      Системы электроснабжения. 

      Наиболее  надежным средством предотвращения потерь информации при кратковременном  отключении электроэнергии в настоящее время является установка источников бесперебойного питания. Различные по своим техническим и потребительским характеристикам, подобные устройства могут обеспечить питание всей локальной сети или отдельной компьютера в течение промежутка времени, достаточного для восстановления подачи напряжения или для сохранения информации на магнитные носители. Большинство источников бесперебойного питания одновременно выполняет функции и стабилизатора напряжения, что является дополнительной защитой от скачков напряжения в сети. Многие современные сетевые устройства - серверы, концентраторы, мосты и т.д. - оснащены собственными дублированными системами электропитания. 

      Системы архивирования и  дублирования информации. 

      Организация надежной и эффективной системы архивации данных является одной из важнейших задач по обеспечению сохранности информации в сети. В небольших сетях, где установлены один-два сервера, чаще всего применяется установка системы архивации непосредственно в свободные слоты серверов. В крупных корпоративных сетях наиболее предпочтительно организовать выделенный специализированный архивационный сервер.

      Хранение  архивной информации, представляющей особую ценность, должно быть организовано в специальном охраняемом помещении. Специалисты рекомендуют хранить дубликаты архивов наиболее ценных данных в другом здании, на случай пожара или стихийного бедствия. 

      Программно-технические  средства 

      ИДЕНТИФИКАЦИЯ И АУТЕНТИФИКАЦИЯ

     Идентификацию и аутентификацию можно считать  основой программно-технических  средств безопасности, поскольку остальные сервисы рассчитаны на обслуживание именованных субъектов. Идентификация и аутентификация - это первая линия обороны, "проходная" информационного пространства организации.

      Идентификация позволяет субъекту - пользователю или процессу, действующему от имени определенного пользователя, назвать себя, сообщив свое имя. Посредством аутентификации вторая сторона убеждается, что субъект действительно тот, за кого себя выдает. В качестве синонима слова "аутентификация" иногда используют сочетание "проверка подлинности". Субъект может подтвердить свою подлинность, если предъявит по крайней мере одну из следующих сущностей:

      •нечто, что он знает: пароль, личный идентификационный  номер, криптографический ключ и  т.п.,

      •нечто, чем он владеет: личную карточку или иное устройство аналогичного назначения,

      •нечто, что является частью его самого: голос, отпечатки пальцев и т.п., то есть свои биометрические характеристики,

      •нечто, ассоциированное с ним, например координаты.

      Надежная  идентификация и аутентификация затруднена по ряду принципиальных причин. Во-первых, компьютерная система основывается на информации в том виде, в каком она была получена; строго говоря, источник информации остается неизвестным. Например, злоумышленник мог воспроизвести ранее перехваченные данные. Следовательно, необходимо принять меры для безопасного ввода и передачи идентификационной и аутентификационной информации; в сетевой среде это сопряжено с особыми трудностями. Во-вторых, почти все аутентификационные сущности можно узнать, украсть или подделать. В-третьих, имеется противоречие между надежностью аутентификации с одной стороны, и удобствами пользователя и системного администратора с другой. Так, из соображений безопасности необходимо с определенной частотой просить пользователя повторно вводить аутентификационную информацию (ведь на его место мог сесть другой человек), а это повышает вероятность подглядывания за вводом. В-четвертых, чем надежнее средство защиты, тем оно дороже.

      Необходимо  искать компромисс между надежностью, доступностью по цене и удобством использования и администрирования средств идентификации и аутентификации. Обычно компромисс достигается за счет комбинирования двух первых из перечисленных базовых механизмов проверки подлинности.

      Наиболее  распространенным средством аутентификации являются пароли. Система сравнивает введенный и ранее заданный для данного пользователя пароль; в случае совпадения подлинность пользователя считается доказанной. Другое средство, постепенно набирающее популярность и обеспечивающее наибольшую эффективность, - секретные криптографические ключи пользователей.

      Главное достоинство парольной аутентификации - простота и привычность. Пароли давно  встроены в операционные системы  и иные сервисы. При правильном использовании  пароли могут обеспечить приемлемый для многих организаций уровень  безопасности. Тем не менее по совокупности характеристик их следует признать самым слабым средством проверки подлинности. Надежность паролей основывается на способности помнить их и хранить в тайне. Ввод пароля можно подсмотреть. Пароль можно угадать методом грубой силы(Brutforce)¹, используя, быть может, словарь. Если файл паролей зашифрован, но доступен на чтение, его можно перекачать к себе на компьютер и попытаться подобрать пароль, запрограммировав полный перебор.

      Пароли  уязвимы по отношению к электронному перехвату - это наиболее принципиальный недостаток, который нельзя компенсировать улучшением администрирования или обучением пользователей. Практически единственный выход - использование криптографии для шифрования паролей перед передачей по линиям связи или вообще их не передавать, как это делается в сервере аутентификации Kerberos.

      Тем не менее, следующие меры позволяют  значительно повысить надежность парольной  защиты:

•наложение  технических ограничений (пароль должен быть не слишком коротким, он должен содержать буквы, цифры, знаки пунктуации и т.п.);

•управление сроком действия паролей, их периодическая  смена;

•ограничение  доступа к файлу паролей;

•ограничение  числа неудачных попыток входа  в систему, что затруднит применение метода грубой силы;

•обучение и воспитание пользователей.

      Перечисленные меры целесообразно применять всегда, даже если наряду с паролями используются другие методы аутентификации, основанные, например, на применении токенов.

      Токен - это предмет или устройство, владение которым подтверждает подлинность  пользователя. Различают токены с памятью (пассивные, которые только хранят, но не обрабатывают информацию) и интеллектуальные токены (активные).

      Самой распространенной разновидностью токенов  с памятью являются карточки с  магнитной полосой. Для использования  подобных токенов необходимо устройство чтения, снабженное также клавиатурой и процессором. Обычно пользователь набирает на этой клавиатуре свой личный идентификационный номер, после чего процессор проверяет его совпадение с тем, что записано на карточке, а также подлинность самой карточки. Таким образом, здесь фактически применяется комбинация двух способов защиты, что существенно затрудняет действия злоумышленника.

      Необходима  обработка аутентификационной информации самим устройством чтения, без  передачи в компьютер - это исключает возможность электронного перехвата.

      Иногда (обычно для физического контроля доступа) карточки применяют сами по себе, без запроса личного идентификационного номера.

      Как известно, одним из самых мощных средств в руках злоумышленника является изменение программы аутентификации, при котором пароли не только проверяются, но и запоминаются для последующего несанкционированного использования.

      Интеллектуальные  токены характеризуются наличием собственной  вычислительной мощности. Они подразделяются на интеллектуальные карты, стандартизованные ISO и прочие токены. Карты нуждаются в интерфейсном устройстве, прочие токены обычно обладают ручным интерфейсом (дисплеем и клавиатурой) и по внешнему виду напоминают калькуляторы. Чтобы токен начал работать, пользователь должен ввести свой личный идентификационный номер.

      По  принципу действия интеллектуальные токены можно разделить на следующие  категории.

      •Статический  обмен паролями: пользователь обычным  образом доказывает токену свою подлинность, затем токен проверяется компьютерной системой.

      •Динамическая генерация паролей: токен генерирует пароли, периодически изменяя их. Компьютерная система должна иметь синхронизированный генератор паролей. Информация от токена поступает по электронному интерфейсу или набирается пользователем на клавиатуре терминала.

      •Запросно-ответные системы: компьютер выдает случайное  число, которое преобразуется криптографическим  механизмом, встроенным в токен, после  чего результат возвращается в компьютер  для проверки. Здесь также возможно использование электронного или ручного интерфейса. В последнем случае пользователь читает запрос с экрана терминала, набирает его на клавиатуре токена (возможно, в это время вводится и личный номер), а на дисплее токена видит ответ и переносит его на клавиатуру терминала.

      Главным достоинством интеллектуальных токенов  является возможность их применения при аутентификации по открытой сети. Генерируемые или выдаваемые в ответ  пароли постоянно меняются, и злоумышленник  не получит заметных дивидендов, даже если перехватит текущий пароль. С практической точки зрения, интеллектуальные токены реализуют механизм одноразовых паролей.

      Еще одним достоинством является потенциальная  многофункциональность интеллектуальных токенов. Их можно применять не только для целей безопасности, но и, например, для финансовых операций.

      Устройства  контроля биометрических характеристик  сложны и недешевы, поэтому пока они применяются только в специфических  организациях с высокими требованиями к безопасности.

      В последнее время набирает популярность аутентификация путем выяснения координат пользователя. Идея состоит в том, чтобы пользователь посылал координаты спутников системы GPS (Global Positioning System), находящихся в зоне прямой видимости. Сервер аутентификации знает орбиты всех спутников, поэтому может с точностью до метра определить положение пользователя.

      Поскольку орбиты спутников подвержены колебаниям, предсказать которые крайне сложно, подделка координат оказывается  практически невозможной. Ничего не даст и перехват координат - они постоянно меняются. Непрерывная передача координат не требует от пользователя каких-либо дополнительных усилий, поэтому он может без труда многократно подтверждать свою подлинность. Аппаратура GPS сравнительно недорога и апробирована, поэтому в тех случаях, когда легальный пользователь должен находиться в определенном месте, данный метод проверки подлинности представляется весьма привлекательным.

      Централизация облегчает работу не только системным  администраторам, но и пользователям, поскольку позволяет реализовать важную концепцию единого входа. Единожды пройдя проверку подлинности, пользователь получает доступ ко всем ресурсам сети в пределах своих полномочий.

      Однако  этот способ имеет и отрицательную  сторону. Например, злоумышленник, завладев подобным центром практически сразу получит доступ ко всей сети, что будет совсем не просто, если хакер имеет доступ только к одному компьютеру сети.

      УПРАВЛЕНИЕ  ДОСТУПОМ

      Средства  управления доступом позволяют специфицировать и контролировать действия, которые субъекты - пользователи и процессы могут выполнять над объектами - информацией и другими компьютерными ресурсами. Речь идет о логическом управлении доступом, который реализуется программными средствами. Логическое управление доступом - это основной механизм многопользовательских систем, призванный обеспечить конфиденциальность и целостность объектов и, до некоторой степени, их доступность путем запрещения обслуживания неавторизованных пользователей.