10.5. Обеспечение безопасности информации в вычислительных сетях

В вычислительных сетях сосредоточивается информация, исключительное право на пользование которой принадлежит определенным лицам или группам лиц, действующим в порядке личной инициативы или в соответствии с должностными обязанностями. Такая информация должна быть защищена от всех видов постороннего вмешательства: чтения лицами, не имеющими права доступа к информации, и преднамеренного изменения информации. К тому же в вычислительных сетях должны приниматься меры по защите вычислительных ресурсов сети от их несанкционированного использования, т.е. должен быть исключен доступ к сети лиц, не имеющих на это права.

Физическая защита системы и данных может осуществляться только в отношении рабочих ЭВМ и узлов связи и оказывается невозможной для средств передачи, имеющих большую протяженность. По этой причине в вычислительных сетях должны использоваться средства, исключающие несанкционированный доступ к данным и обеспечивающие их секретность.

Неизбежным следствием борьбы с этой опасностью стали постоянно увеличивающиеся расходы на защиту информации. Например по оценке немецких экспертов, лишь в 1987 г. в промышленности учебных заведениях Западной Европы потрачено 1,7 млрд. марок на обеспечение безопасности компьютеров.

Исследования практики функционирования систем обработки данных и вычислительных систем показали, что существует достаточно много возможных направлений утечки информации и путей несанкционированного доступа в системах и сетях. В их числе:

• чтение остаточной информации в памяти системы после выпол1ия санкционированных запросов;

• копирование носителей информации и файлов информации с преодолением мер защиты;

• маскировка под зарегистрированного пользователя;

• маскировка под запрос системы;

• использование программных ловушек;

• использование недостатков операционной системы;

• незаконное подключение к аппаратуре и линиям связи;

• злоумышленный вывод из строя механизмов защиты:

• внедрение и использование компьютерных вирусов.

Обеспечение безопасности информации в вычислительных сетях и автономно работающих ПЭВМ достигается комплексом организационных, организационно-технических и программных мер.

К организационным мерам защиты относятся:

• ограничение доступа в помещения;

• допуск к обработке и передаче конфиденциальной информации только проверенных должностных лиц;

• хранение магнитных носителей и регистрационных журналов в закрытых для доступа посторонних лиц сейфах;

• исключение просмотра посторонними лицами содержания обрабатываемых материалов через дисплей, принтер и т.д.;

• использование криптографических кодов при передаче по каналам связи ценной информации;

• уничтожение красящих лент, бумаги и иных материалов, содержащих фрагменты ценной информации.

Организационно-технические меры включают:

• осуществление питания оборудования, обрабатывающего ценную

• информацию от независимого источника питания или через специальные сетевые фильтры;

• установку на дверях помещений кодовых замков;

• использования для отображения информации при вводе-выводе жидкокристаллических или плазменных дисплеев, а для получения твердых копий - струйных принтеров и термопринтеров, поскольку дисплей дает такое высокочастотное электромагнитное излучение, что изображение с его экрана можно принимать на расстоянии нескольких сотен километров;

• уничтожение информации, хранящейся в ПЗУ и на НЖМД, при списании или отправке ПЭВМ в ремонт;

• установка клавиатуры и принтеров на мягкие прокладки с целью снижения возможности снятия информации акустическим способом;

• ограничение электромагнитного излучения путем экранирования помещений, где проходит обработка информации, листами из металла или из специальной пластмассы.

Технические средства защиты - это системы охраны территорий и помещений с помощью экранирования машинных залов и организации контрольно-пропускных систем.

Защита информации в сетях и вычислительных средствах с помощью технических средств реализуется на основе организации доступа к памяти с помощью:

• контроля доступа к различным уровням памяти компьютеров;

• блокировки данных и ввода ключей;

• выделения контрольных битов для записей с целью идентификации и др.

Архитектура программных средств защиты информации включает:

• контроль безопасности, в том числе контроль регистрации вхождения в систему, фиксацию в системном журнале, контроль действий пользователя;

• реакцию (в том числе звуковую) на нарушение системы защиты контроля доступа к ресурсам сети;

• контроль мандатов доступа;

• формальный контроль защищенности операционных систем (базовой общесистемной и сетевой);

• контроль алгоритмов защиты;

• проверку и подтверждение правильности функционирования технического и программного обеспечения.

Для надежной защиты информации и выявления случаев неправомочных действий проводится регистрация работы системы: создаются специальные дневники и протоколы, в которых фиксируются все действия, имеющие отношение к защите информации в системе.

Фиксируются время поступления заявки, ее тип, имя пользователя терминала, с которого инициализируется заявка. При отборе событий, подлежащих регистрации, необходимо иметь в виду, что с ростом количества регистрируемых событий затрудняется просмотр дневника и обнаружение попыток преодоления защиты. В этом случае можно применять программный анализ и фиксировать сомнительные события.

Используются также специальные программы для тестирования системы защиты. Периодически или в случайно выбранные моменты времени они проверяют работоспособность аппаратных и программных средств защиты.

К отдельной группе мер по обеспечению сохранности информации и выявлению несанкционированных запросов относятся программы обнаружения нарушений в режиме реального времени. Программы данной группы формируют специальный сигнал при регистрации действий, которые могут привести к неправомерным действиям по отношению к защищаемой информации. Сигнал может содержать информацию о характере нарушения, месте его возникновения и другие характеристики.

Один из распространенных способов защиты - явное указание секретности выводимой информации. В системах, поддерживающих несколько уровней секретности, вывод на экран терминала или печа1 тощего устройства любой единицы информации сопровождается специальным грифом с указанием уровня секретности. Это требование реализуется с помощью соответствующих программных средств.

В отдельную группу выделены средства защиты от несанкционированного использования программного обеспечения. Они приобретают особое значение вследствие широкого распространения персональных компьютеров. Исследования, проведенные зарубежными экспертами, свидетельствуют, что на одну проданную копию оригинальной программы приходится минимум одна нелегальная копия.

Особое внимание уделяется законодательным средствам, регулирующим использование программных продуктов. В соответствии с законом Российской Федерации об информации, информатизации и защите информации от 25 января 1995 г. предусматриваются санкции к1 физическим и юридическим лицам за нелегальное приобретение и использование программных средств.

Большую опасность представляют компьютерные вирусы. Компьютерный вирус - это специально написанная небольшая по размерам программа, которая может <приписывать> себя к другим программам (т.е. заражать их), а также выполнять различные нежелательные действия. Программа, внутри которой находится компьютерный вирус, называется зараженной. Когда такая программа начинает работу, то сначала управление получает вирус, который находит и заражает другие программы, а также выполняет ряд вредных действий, в частности <засоряет> активную память, портит файлы и т.д.

Для маскировки вируса его действия по заражению других программ и нанесению вреда могут выполняться не всегда, а при выполнении каких-либо условий. После того как вирус выполнит нужные ему действия, он передает управление той программе, в которой он находится, и она работает как обычно, т.е. внешне работа зараженной программы какое-то время не отличается от работы незараженной программы.

Действия вируса могут выполняться достаточно быстро и без выдачи сообщений, поэтому пользователь часто и не замечает, что компьютер работает несколько странно. Однако по прошествии некоторого времени на компьютере может происходить следующее:

• некоторые программы перестают работать или работают неправильно;

• на экран выводятся посторонние сообщения, символы, рисунки и т.д.;

• работа на компьютере существенно замедляется;

• некоторые файлы оказываются испорченными и т.д.

Многие вирусы устроены так, что при запуске зараженной программы они остаются постоянно (точнее, до перезагрузки DOS в памяти компьютера и время от времени заражают программы. Кроме того, зараженные программы с данного компьютера могут быть перенесены с помощью дискет или по локальной сети на другие компьютеры.

Если не принимать мер по защите от вируса, то последствия заражения вирусом компьютеров могут быть серьезными. В число средств и методов защиты от компьютерных вирусов входят:

• общие средства защиты информации, которые полезны так же, как и страховка от физической порчи машинных дисков, неправильно работающих программ или ошибочных действий пользователя;

• профилактические меры, позволяющие уменьшить вероятное заражения вирусом;

• специализированные программы для защиты от вирусов.

Комплексное решение вопросов безопасности ВС принято именовать архитектурой безопасности, где выделяются угрозы безопасности, службы безопасности и механизмы обеспечения безопасности.

Под угрозой безопасности понимается действие или событие, которое может привести к разрушению, искажению или несанкциони1 званному использованию ресурсов сети, включая хранимую и обрабатываемую информацию, а также программные и аппаратные средства.

Угрозы подразделяются на случайные (непреднамеренные) и умышленные. Источником первых могут быть ошибки в ПО, неправильные (ошибочные) действия пользователей, выход из строя аппаратных средств и др.

Умышленные угрозы преследуют цель нанесения ущерба пользователям (абонентам) ВС и подразделяются на активные и пассивные.

Пассивные угрозы не разрушают информационные ресурсы и не оказывают влияния на функционирование ВС. Их задача - несанкциопированно получать информацию. Активные угрозы преследуют цель нарушать нормальный процесс функционирования ВС путем разрушения или радиоэлектронного подавления линий связи ВС, вывод из строя ЭВМ или ее ОС, искажение баз данных и т.д. Источниками активных угроз могут быть непосредственные действия физических лиц, злоумышленников, компьютерные вирусы и т.д.

К основным угрозам безопасности относятся: раскрытие конфиденциальной информации, несанкционированное использование ресурсов ВС, отказ от информации.

Создаваемая служба безопасности вычислительной сети призвана обеспечивать:

• подтверждение подлинности того, что объект, который предлагают себя в качестве отправителя информации в сети, действительно им является;

• целостность информации, выявляя искажения, вставки, повторы и уничтожение данных, передаваемых в сетях, а также последующее восстановление данных;

• секретность всех данных, передаваемых по каналам ВС; нейтрализацию попыток несанкционированного использования ресурсов ЭВМ. При этом контроль доступа может быть либо избирательным, т.е. распространяться только на некоторые виды доступа к ресурсам, например, на обновление информации в базе данных, либо полным;

• нейтрализацию угрозы отказа от информации со стороны ее отправителя и/или получателя;

• получателя информации доказательствами, которые исключают попытки отправителя отрицать факты передачи указанной информации или ее содержания.

К механизмам обеспечения безопасности относятся: идентификация пользователей, шифрование данных, электронная подпись управление маршрутизацией и др.

Рассмотрим некоторые из них.

Идентификация пользователей. Для защиты вычислительной сети от несанкционированного доступа применяется идентификация пользователей (сообщений), позволяющая устанавливать конкретного пользователя, работающего за терминалом и принимающего либо отправляющего сообщения. Право доступа к определенным вычислительным и информационным ресурсам, программам и наборам данных, а также вычислительной сети в целом предоставляется ограниченному контингенту лиц, и система должна идентифицировать пользователей, работающих за терминалами. Идентификация пользователей чаще всего производится с помощью паролей. Пароль - совокупность символов, известных подключенному к сети абоненту, - вводится им в начале сеанса взаимодействия с сетью, а иногда и в конце сеанса (в особо ответственных случаях пароль нормального выхода из сети может отличаться от входного). Наконец, система может предусматривать ввод пароля для подтверждения правомочности пользователя через определенные кванты времени. Вычислительная система определяет подлинность пароля и тем самым - пользователя. Для защиты средств идентификации пользователей от неправомочного использования пароли передаются и сравниваются в зашифрованном виде, а таблицы паролей также хранятся в зашифрованном виде, что исключает возможность прочтения паролей без знания ключей. Для идентификации пользователей могут использоваться и физические методы, например карточка с магнитным покрытием, на которой записывается персональный идентификатор пользователя, карточки с встроенным чипом. Для уменьшения риска злоупотреблений карточки, как правило, используются с каким-либо другим способом идентификации пользователя, например с коротким паролем. Наиболее надежным (хотя и наиболее сложным) является способ идентификации пользователя на основе анализа его индивидуальных параметров: отпечатков пальцев, рисунка линий руки, радужной оболочки глаз и др.

Шифрование данных. Секретность данных обеспечивается методами криптографии, т.е. методами преобразования данных из общепринятой формы в кодированную (шифрование) и обратного преобразования (дешифрование) на основе правил, известных только взаимодействующим абонентам сети. Криптография применяется для защиты передаваемых данных, а также информации, хранимой в базах данных: в пакетах дисков, на гибких дисках и лентах. Шифрование данных производится по алгоритму, определяющему порядок преобразования исходного текста в шифрованный текст, а дешифрование - по алгоритму, реализующему обратное преобразование. К криптографическим средствам предъявляются требования <охранения секретности, даже когда известна сущность алгоритмов шифрования-дешифрования. Секретность обеспечивается введением в алгоритмы специальных ключей (кодов). Зашифрованный текст превращается в исходный только в том случае, когда и в процессе шифрования и дешифрования использовался один и тот же ключ. Область значений ключа выбирается столь большой, что практически исключается возможность его определения путем простого перебора возможных значений.