1) Физическая защита пэвм и носителей информации;
2) опознавание (аутентификация) пользователей и используемых компонентов обработки информации;
3) разграничение доступа к элементам защищаемой информации;
4) криптографическое закрытие защищаемой информации, хранимой на носителях (архивация данных);
5) криптографическое закрытие защищаемой информации в процессе непосредственной ее обработки;
6) регистрация всех обращений к защищаемой информации.
1. Физическая защита ПЭВМ и носителей информации. Содержание физической защиты общеизвестно потому детально обсуждать ее здесь нет необходимости. Заметим только, что ПЭВМ лучше размещать в надежно запираемом помещении, причем в рабочее время помещение должно быть закрыто или ПЭВМ должна быть под наблюдением законного пользователя. При обработке же закрытой информации в помещении могут находиться только лица, допущенные к обрабатываемой информации. В целях повышения надежности физической защиты в нерабочее время 1 ГЭВМ следует хранить в опечатанном сейфе.
2. Опознавание (аутентификация) пользователей и используемых компонентов обработки информации. В концептуальном плане решение данной задачи принципиально не отличается от аналогичной задачи, решаемой в любой ЛС'ОД: система защиты должна надежно определять законность каждого обращения к ресурсам, а законный пользователь должен иметь возможность убедиться, что ему предоставляются именно те компоненты (аппаратура, программы, массивы данных), которые ему необходимы.
Для опознавания пользователей к настоящему времени разработаны и нашли практическое применение следующие способы:
1) с использованием простого пароля;
2) в диалоговом режиме с использованием нескольких паролей и/или персональной информации пользователей;
3) по индивидуальным особенностям и физиологическим характеристикам человека (отпечатки пальцев, геометрия руки, голос, персональная роспись, структура сетчатки глаза, фотография и некоторые другие);
4) с использованием радиокодовых устройств;
5) с использованием электронных карточек.
Рассмотрим коротко перечисленные способы.
Распознавание по простому паролю заключается в том, что каждому зарегистрированному пользователю выдается персональный пароль, который oн должен держать в тайне и вводить в ЗУ ЭВМ при каждом обращении к ней . Специальная программа сравнивает введенный пароль с эталоном, хранящимся в ЗУ ЭВМ, и при совпадении паролей запрос пользователя принимаем си к исполнению. Простота способа очевидна, но очевидны неявные недостатки: пароль можем быть утерян или подобран перебором возможных комбинаций, а искусный злоумышленник можем проникнуть в ту область ЗУ, в которой хранятся эталонные пароли. Попытки преодолеть указанные недостатки, естественно, ведут к усложнению способа.
Опознавание в диалоговом режиме может быть осуществлено но следующей схеме. В файлах механизмов защиты заблаговременно создаются записи, содержащие персонифицирующие пользователи данные (цата рождения, рост, вес, имена и даты рождения родных и близких и т.п.) или достаточно большой и упорядоченный набор паролей. При обращении пользователи программа механизма защиты предлагает пользователю назвать некоторые данные из имеющейся записи, которые сравниваются с .хранящимися в файле. По результатам сравнения принимается решение о допуске. Для повышения надежности опознавания запрашиваемые у пользователя данные могут выбираться каждый раз разные. Достоинства и недостатки данного способа очевидны.
Опознавание по индивидуальным особенностям и физиологическим характеристикам может быть весьма надежным, но для его реализации необходима специальная аппаратура для съема и ввода соответствующих параметров и достаточно сложные программы их обработки и сравнении с эталоном. Все это в настоящее время вполне разрешимо, однако сопряжено с удорожанием и усложнением аппаратуры и программ ПЭВМ. В силу сказанного данный способ применительно к ПЭВМ пока не получил сколько-нибудь значительного распространения, Заманчивым но сравнительной простите и доступности может оказаться опознавание пользователя по параметрам его работы с клавиатурой ПЭВМ (скорость набора текста, интервалы между нажатием клавиш и др.), которые тоже носят сугубо индивидуальный характер.
Опознавание по радиокодовым устройствам, как но следует из самого названия, заключаемся в том, что изготавливают специальные устройства, каждое из которых может генерировать радиосигналы, имеющие индивидуальные характеристики. ПЭВМ оснащается программно-аппаратными средствами приема (например, при приближении к экрану дисплея), регистрации и обработки сигналов. Каждому зарегистрированному пользователю выдается такое устройство, а его параметры заносятся в ЗУ механизмов защиты. Надежность опознавания по данному способу может быть высокой, однако такие устройства персонифицируют владельца, а не персону, полому похищение устройства дает злоумышленнику реальные шансы несанкционированного доступа.
Опознавание по специальным идентификационным карточкам заключается в том, что изготавливаются специальные карточки, на которые наносятся данные, персонифицирующие пользователя: персональный идентификационный номер, специальный шифр или код и т.п. Эти данные на карточку заносятся в зашифрованном виде, причем ключ шифрования может быть дополнительным идентифицирующим параметром, поскольку он может быть известен только пользователю, вводится им каждый раз при обращении к системе и уничтожается сразу же после использования. Опознавание по карточкам может быть очень надежным, однако для его реализации необходимы предприятия - изготовители карточек, а ПЭВМ должна быть оснащена устройством считывания данных с карточки. Поскольку все это сопряжено со значительными дополнительными расходами, то данный способ опознавания оказывается эффективным при его использовании в больших территориально распределенных сетях, где он в последнее время находит все большее применение, причем особенно в автоматизированных банковских системах. Более детально он будет рассмотрен в § 8.7.
Для опознавания компонентов обработки данных, т.е. ЭВМ, ОС, программ функциональной обработки, массивов данных (такое опознавание особенно актуально при работе в сети ЭВМ) используются следующие средства:
1) специальные аппаратные блоки-приставки 0с"я опознавания ЭВМ, терминалов, внешних устройств);
2) специальные программы, реализующие процедуру "запрос-ответ";
3) контрольные суммы (для опознавания щкмрамм и массивов данных).
Опознавание с помощью блоков-приставок заключается в том, что технические средства оснащаются специальными устройствами, генерирующими индивидуальные сигналы. В целях предупреждения перехвата этих сигналов и последующего их злоумышленного использования они могут передаваться в зашифрованном виде, причем периодически может меняться не только ключ шифрования, но и используемый способ (алгоритм) криптографического преобразования.
Программное опознавание по процедуре "запрос-ответ" заключается в ТОМ, что в ЗУ опознающего и опознаваемого объектов заблаговременно вносится достаточно развитые массивы идентифицируемых данных. Тогда опознающий объект в диалоговом режиме запрашивает те или иные данные из массива опознаваемого объекта и сравнивает их с соответствующими данными своего массива. Опять-таки в целях предупреждения перехвата и злоумышленного использования передаваемых идентифицирующих данных может осуществляться их кришографическос закрытие. Опознавание по контрольной сумме заключается в том, что для про-|рамм и массивов данных заблаговременно вычисляются их контрольные суммы (или другие величины, зависящие от содержания опознаваемых объектов). Дальнейшая процедура опознавания очевидна.
3. Разграничение доступа к злеменпшм защищаемой информации. Сущность указанного разграничения заключается в том, чтобы каждому зарегистрированному пользователю предоставить возможности беспрепятственного доступа к информации в пределах его полномочий, и исключить возможности превышения своих полномочий. И лих целях разработаны и реализованы на практике методы и средства разграничения доступа к устройствам ЭВМ, к программам обработки информации, к нолям (областям ЗУ) и к массивам (базам) данных. Само разграничение можег осуществляться несколькими способами, а именно:
1) но уровням (кольцам) секретности;
2) по специальным спискам;
3) гго так называемым матрицам полномочий;
4) по специальным мандатам. .
Приведем краткую характеристику перечисленных способов.
Разграничение доступа по уровням (кольцам) секретности заключается в юм, что защищаемые данные распределяются по массивам (базам) таким образом, чтобы в каждом массиве (каждой базе) содержались данные одного уровня секретности (например, только с грифом "конфиденциально", или только "секретно", или только "совершенно секретно", ИЛИ каким-либо другим). Каждому зарегистрированному пользователю предоставляется вполне определенный уровень допуска (например, "секретно", "совершенно секретно" и т.н.). Тогда пользователю разрешается доступ к массиву (базе) своего уровня гг массивам (базам) низших уровней, и запрещается доступ к массивам (базам) более высоких уровней.
Разграничение доступа по специальным спискам заключается в том, что дня каждого элемента защищаемых данных (файла, базы, прсмрим мы) составляется список всех тех пользователей, которым предоставлено
право доступа к соответствующему элементу, или, наоборот, для каждого зарегистрированного пользователя составляется список тех элементов защищаемых данных, к которым ему предоставлено право доступа.
Разграничение доступа по матрицам полномочий предполагает формирование двумерной матрицы, по строкам которой содержатся идентификаторы зарегистрированных пользователей, а по столбцам - идентификаторы защищаемых элементов данных. Элементы матрицы содержат информацию об уровне полномочий соответствующего пользователя относительно соответствующего элемента. Например, при размерах элементов матрицы в два бита их содержание может быть следующим: 00 - доступ запрещен, 01 - разрешено только чтение, 10 - разрешена только запись, 11 - разрешены и чтение и запись.
Разграничение доступа по мандатам есть способ разового разрешения на допуск к защищаемому элементу данных. Заключается он в том, что каждому защищаемому элементу присваивается персональная уникальная метка, после чего доступ к этому элементу будет разрешен только тому пользователю, который в своем запросе предъявит метку элемента (мандат), которую ему может выдать администратор защиты или владелец элемента.
4. Криптографическое закрытие защищаемой информации, хранимой на носителях (архивация данных). Данный механизм, как следует из самого названия, предназначается для обеспечения защиты информации, которая подлежит продолжительному хранению на машинньгх носителях. Но при разработке методов его реализации имелась в виду и еще одна весьма важная цель - уменьшение объемов ЗУ, занимаемых хранимой информацией. Указанные цели и выступают в качестве основных критериев при поиске оптимальных вариантов решения задачи архивации данных.
Для предупреждения несанкционированного доступа к хранимой информации могут и должны использоваться все три рассмотренных выше механизма. Но особенно эффективными оказались методы криптографического преобразования информации, поэтому они составляют основу практически всех известных механизмов архивации. Уменьшение объемов ЗУ достигается применением так называемых методов сжатия данных, сущность которых заключается в использовании таких систем кодирования архивируемых данных, которые при сохранении содержания информации требуют меньшего объема носителя. Но тогда естественной представляется идея вьгбора такого способа кодирования, который удовлетворял бы обоим гребованиям: обеспечивал бы уменьшение объема ЗУ и обладал бьг требуемой надежностью криптографической защиты.
Классическим примером такого способа кодирования может служить достаточно известный код Хоффмана, сугь которого заключается в том, что для кодирования часто встречающихся символов (букв) используются более короткие кодовые комбинации, чем для кодирования редко встречающихся. Нетрудно видеть, что если таблицу кодирования держать а секрете, го ^кодированный гаким образом'текст будет не только короче исходного, но и недоступен для чтения посторонними лицами.
5. Криптографическое закрытие защищаемой информации в процессе непосредственной ее обработки. Назначение указанного закрытия очевидно, а целесообразность применения определяется возможностями несанкционированного доступа к защищаемой информации в процессе непосредственной обработки. Если же обработка информации осуществляется в сетевой среде, то без применения криптографических средств надежное предотвращение несанкционированного доступа к ней практически не может быть обеспечено. Этим и обусловлено то достаточно большое внимание, которое уделяется разработке криптографических средств, ориентированных на применение в ПЭВМ
Рассмотрим краткое описание одной из серий криптографических устройств, получившей название "КРИПТОН".
КРИПТОН - это ряд выполненных в виде одноплатных устройств программно-аппаратных комплексов, обеспечивающих шифрование и дешифрование информации в ЭВМ и в информационно-вычислительных сетях. Устройства содержат датчики случайных чисел для генерации ключей и узлы шифрования, реализованные аппаратно в специализированных однокристальных микроЭВМ. Открытый интерфейс позволяет внедрять устройства КРИПТОН в любые системы и дополнять программным обеспечением специального назначения.
Устройства КРИПТОН позволяют осуществлять:
1) шифрование и дешифрование файлов, групп файлов и разделов дисков;
2) разграничение и контроль доступа к компьютеру;
3) защиту информации, передаваемой но открытым каналам связи и сетям межмашинного обмена;
4) электронную подпись документов;
5) прозрачное шифрование жестких и гибких дисков.
Для криптографического преобразования защищаемых данных использован алгоритм отечественного стандарта ГОСТ 28147-89. Длина ключа - 256 бит, причем предусмотрено 7 типов ключевых систем, любую из которых пользователь может выбрать по своему усмотрению. Конкретные ключи в пределах выбранного типа ключевой системы пользователь может изготовить самостоятельно или заказать в специализированном центре.
КРИПTOH работает в среде MS DOS версии 3.0 и выше.
На базе устройств КРИПТОН разработана и серийно выпускается система КРИПТОН-ИК, обеспечивающая дополнительно к перечисленным выше функциям также чтение, запись и защиту данных, хранящихся на так называемых интеллектуальных идентификационных карточках, получающих в последнее время широкое применение как в виде дебетно-кредитных карточек при безналичных расчетах, так и в виде средства хранения прав доступа, ключей шифрования и другой конфиденциальной информации.
6. Регистрация всех обращений к защищаемой информации. Регистрация обращений к защищаемой информации позволяет решать ряд важных задач, способствующих существенному повышению эффективности защиты, поэтому оно непременно присутствует во всех системах защиты информации.
Основные задачи, при решении которых заметную роль играет регистрация обращений, могут быть представлены следующим перечнем:
1) контроль использования защищаемой информации;
2) выявление попыток несанкционированного доступа к защищаемой информации;
3) накопление статистических данных о функционировании систем защиты.
Вообще говоря, регистрация обращений может быть осуществлена серийными средствами операционных систем ПЭВМ. Однако учитывая специфичность и избирательность необходимой регистрации в системах защиты, разработчики этих систем предпочитают создавать свои версии программ регистрации.
Таким образом, даже такое беглое рассмотрение вопросов предупреждения несанкционированного доступа достаточно убедительно показывает, что они, во-первых, составляют основу систем защиты инфорнации в ПЭВМ, а во-вторых, что их реализация сопряжена с решением широкою спектра разноплановых задач. Теоретические исследования и практический опыт показали, что наиболее эффективным способом их решения является создание комплексных систем защиты ПЭВМ от несанкционированного доступа.
Лекция 14
Программно-аппаратные средства шифрования. Защита алгоритма шифрования. Необходимые и достаточные функции аппаратного средства криптозащиты. Построение аппаратных компонент криптозащиты данных
- Министерство образования и науки российской федерации
- Лекция 1
- Предмет и задачи программно-аппаратной защиты информации.
- Лекция 2
- Информационная безопасность
- В компьютерных системах
- Компьютерная система как объект защиты информации
- Понятие угрозы информационной безопасности в кс
- Классификация и общий анализ угроз информационной безопасности в кс
- Лекция 3 Случайные угрозы информационной безопасности
- Лекция 4 понятие политики безопасности в компьютерных системах
- 1. Разработка политики информационной безопасности
- 2. Методология политики безопасности компьютерных систем
- 3. Основные положения политики информационной безопасности
- 4. Жизненный цикл политики безопасности
- 5. Принципы политики безопасности
- Лекция 5 Идентификации субъекта. Понятие протокола идентификации. Идентифицирующая информация. Пароли. Программно-аппаратные средства идентификации и аутентификации пользователей
- Идентификация и аутентификация. Основные понятия и классификация
- Лекция 6 Простая аутентификация
- 1. Аутентификация на основе многоразовых паролей
- 2. Аутентификация на основе одноразовых паролей
- 3. Аутентификация, на основе сертификатов
- Лекция 7
- 2. Строгая аутентификация
- 2.1. Протоколы аутентификации с симметричными алгоритмами шифрования
- 2.2. Протоколы, основанные на использовании однонаправленных ключевых хэш-функций
- Лекция 8 Аутентификация с использованием асимметричных алгоритмов шифрования
- Электронная цифровая подпись (эцп). Аутентификация, основанная на использовании цифровой подписи
- Протоколы аутентификации с нулевой передачей значений
- Упрощенная схема аутентификации с нулевой передачей знаний
- Лекция 9 системы идентификации и аутентификации
- Классификация систем идентификации и аутентификации
- Комбинированные системы
- Лекция 10 Бесконтактные смарт-карты и usb-ключи
- Гибридные смарт-карты
- Биоэлектронные системы
- 1. Ключи. Организация хранения ключей
- Утверждение о подмене эталона
- Защита баз данных аутентификации операционных систем класса Windows nt.
- Алгоритм вычисления хэша lanman
- Хэш ntlm
- 2. Распределение ключей
- Лекция 12 Использование комбинированной криптосистемы
- Метод распределения ключей Диффи-Хеллмана
- Протокол вычисления ключа парной связи ескер
- Лекция 13 Основные подходы к защите данных от нсд. Защита пэвм от несанкционированного доступа
- 1) Физическая защита пэвм и носителей информации;
- 1. Полностью контролируемые компьютерные системы.
- Программная реализация функций кс.
- Аппаратная реализация функций кс.
- 2. Частично контролируемые компьютерные системы.
- Основные элементы и средства защиты от несанкционированного доступа. "Снег-2.0"
- Лекция 15 Устройства криптографической защиты данных серии криптон.
- Устройства для работы со смарт-картами.
- Лекция 16 Программные эмуляторы функций шифрования устройств криптон
- Системы защиты информации от несанкционированного доступа Система криптографической защиты информации от нсд криптон –вето
- Лекция 17 Комплекс криптон -замок для ограничения доступа компьютеру.
- Система защиты конфиденциальной информации Secret Disk.
- Система защиты данных Crypton Sigma.
- Лекция 18 Модель компьютерной системы. Методы и средства ограничения доступа к компонентам эвм. Понятие изолированной программной среды.
- 1. Понятие доступа и монитора безопасности
- 2. Обеспечение гарантий выполнения политики безопасности
- 3. Методология проектирования гарантированно защищенных кс
- Лекция 19 Метод генерации изолированной программной среды
- Лекция 20
- Модели управления доступом
- Системы разграничения доступа
- Диспетчер доступа
- Списки управления доступом к объекту
- Списки полномочий субъектов
- Атрибутные схемы
- Лекция 21
- 1. Подходы к защите информационных систем Устойчивость к прямому копированию
- Устойчивость к взлому
- Аппаратные ключи
- 2. Структура системы защиты от несанкционированного копирования
- Блок установки характеристик среды
- 3. Защита дискет от копирования
- Лекция 22 Электронные ключи hasp
- Лекция 23
- 1. Разрешения для файлов и папок
- 2. Шифрующая файловая система (efs)
- 2.1. Технология шифрования
- 2.2. Восстановление данных
- Лекция 24
- 1. Драйвер еfs
- 2. Библиотека времени выполнения efs (fsrtl)
- 4. Win32 api
- 11.4. Взаимодействие файловой системы защиты ntfs и защиты ресурса общего доступа (Sharing)
- 11.5. Типовые задачи администрирования
- Оснастка Локальные пользователи и группы (Local Users and Groups)
- 11.6. Администрирование дисков в Windows 2000
- Лекция 25
- 2. Обзор современных средств защиты
- Лекция 26 Защита файлов от изменения. Защита программ от изучения. Защита от дизассемблирования. Защита от отладки. Защита от трассировки по прерываниям. Защита от исследований.
- Обычные проблемы хакера
- Защита от исследований на уровне текстов
- Защита от исследований в режиме отладки.
- Защита программ от трассировки
- Лекция 27
- 1. Базовые методы нейтрализации систем защиты от несанкционированного использования
- 2. Понятие и средства обратного проектирования
- Лекция 28 Локализация кода модуля защиты посредством отлова WinApi функций в режиме отладки
- Базовые методы противодействия отладчикам
- Лекция 29 Базовые методы противодействия дизассемблированию по
- Защита от отладки, основанная на особенностях конвейеризации процессора
- Лекция 30 Использование недокументированных инструкций и недокументированных возможностей процессора
- Шифрование кода программы как универсальный метод противодействия отладке и дизассемблированию
- Основные модели работы рпв
- Компьютерные вирусы.
- Классификация вирусов
- Лекция 32 Механизмы заражения компьютерными вирусами
- Признаки появления вирусов
- Методы и средства защиты от компьютерных вирусов
- Лекция 33
- Ibm antivirus/dos
- Viruscan/clean-up
- Panda Antivirus
- Профилактика заражения вирусами компьютерных систем
- Антивирус. Алгоритм работы
- Проверочные механизмы
- Постоянная проверка и проверка по требованию
- Лекция 34 Структура антивирусной защиты предприятия
- Функциональные требования
- Общие требования
- Пример вируса
- Список литературы Основная литература
- Дополнительная литература
- Периодические издания
- Методические указания к лабораторным занятиям
- Методические указания к практическим занятиям
- Методические указания к курсовому проектированию и другим видам самостоятельной работы