Для защиты информации от несанкционированного доступа применяются. Способы защиты от несанкционированного доступа. Классификация принципов защиты от НСД

Несанкционированный доступ – чтение, обновление или разрушение информации при отсутствии на это соответствующих полномочий.

Несанкционированный доступ осуществляется, как правило, с использованием чужого имени, изменением физических адресов устройств, использованием информации, оставшейся после решения задач, модификацией программного и информационного обеспечения, хищением носителя информации, установкой аппаратуры записи.

Для успешной защиты своей информации пользователь должен иметь абсолютно ясное представление о возможных путях несанкционированного доступа . Перечислим основные типовые пути несанкционированного получения информации:

· хищение носителей информации и производственных отходов;

· копирование носителей информации с преодолением мер защиты;

· маскировка под зарегистрированного пользователя;

· мистификация (маскировка под запросы системы);

· использование недостатков операционных систем и языков программирования;

· использование программных закладок и программных блоков типа "троянский конь";

· перехват электронных излучений;

· перехват акустических излучений;

· дистанционное фотографирование;

· применение подслушивающих устройств;

· злоумышленный вывод из строя механизмов защиты и т.д..

Для защиты информации от несанкционированного доступа применяются:

1) организационные мероприятия;

2) технические средства;

3) программные средства;

4) щифрование.

Организационные мероприятия включают в себя:

· пропускной режим;

· хранение носителей и устройств в сейфе (дискеты, монитор, клавиатура и т.д.);

· ограничение доступа лиц в компьютерные помещения и т.д..

Технические средства включают в себя:

· фильтры, экраны на аппаратуру;

· ключ для блокировки клавиатуры;

· устройства аутентификации – для чтения отпечатков пальцев, формы руки, радужной оболочки глаза, скорости и приемов печати и т.д.;

· электронные ключи на микросхемах и т.д.

Программные средства включают в себя:

· парольный доступ – задание полномочий пользователя;

· блокировка экрана и клавиатуры с помощью комбинации клавиш в утилите Diskreet из пакета Norton Utilites;

· использование средств парольной защиты BIOS – на сам BIOS и на ПК в целом и т.д.

Шифрование – это преобразование (кодирование) открытой информации в зашифрованную, не доступную для понимания посторонних. Шифрование применяется в первую очередь для передачи секретной информации по незащищенным каналам связи. Шифровать можно любую информацию - тексты, рисунки, звук, базы данных и т.д. Человечество применяет шифрование с того момента, как появилась секретная информация, которую нужно было скрыть от врагов. Первое известное науке шифрованное сообщение - египетский текст, в котором вместо принятых тогда иероглифов были использованы другие знаки. Методы шифрования и расшифровывания сообщения изучает наука криптология , история которой насчитывает около четырех тысяч лет. Она состоит двух ветвей: криптографии и криптоанализа.

Криптография - это наука о способах шифрования информации. Криптоанализ - это наука о методах и способах вскрытия шифров.

Обычно предполагается, что сам алгоритм шифрования известен всем, но неизвестен его ключ, без которого сообщение невозможно расшифровать. В этом заключается отличие шифрования от простого кодирования, при котором для восстановления сообщения достаточно знать только алгоритм кодирования.

Ключ - это параметр алгоритма шифрования (шифра), позволяющий выбрать одно конкретное преобразование из всех вариантов, предусмотренных алгоритмом. Знание ключа позволяет свободно зашифровывать и расшифровывать сообщения.

Все шифры (системы шифрования) делятся на две группы - симметричные и несимметричные (с открытым ключом). Симметричный шифр означает, что и для шифрования, и для расшифровывания сообщений используется один и тот же ключ. В системах с открытым ключом используются два ключа - открытый и закрытый, которые связаны друг с другом с помощью некоторых математических зависимостей. Информация шифруется с помощью открытого ключа, который доступен всем желающим, а расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю сообщения.

Криптостойкость шифра - это устойчивость шифра к расшифровке без знания ключа. Стойким считается алгоритм, который для успешного раскрытия требует от противника недостижимых вычислительных ресурсов, недостижимого объема перехваченных сообщений или такого времени, что по его истечении защищенная информация будет уже неактуальна.

Один из самых известных и самых древних шифров – шифр Цезаря . В этом шифре каждая буква заменяется на другую, расположенную в алфавите на заданное число позиций k вправо от нее. Алфавит замыкается в кольцо, так что последние символы заменяются на первые. Шифр Цезаря относится к шифрам простой подстановки , так как каждый символ исходного сообщения заменяется на другой символ из того же алфавита. Такие шифры легко раскрываются с помощью частотного анализа, потому что в каждом языке частоты встречаемости букв примерно постоянны для любого достаточно большого текста.

Значительно сложнее сломать шифр Виженера , который стал естественным развитием шифра Цезаря. Для использования шифра Виженера используется ключевое слово, которое задает переменную величину сдвига. Шифр Виженера обладает значительно более высокой криптостойкостью, чем шифр Цезаря. Это значит, что его труднее раскрыть - подобрать нужное ключевое слово. Теоретически, если длина ключа равна длине сообщения, и каждый ключ используется только один раз, шифр Виженера взломать невозможно.

Защита от несанкционированного доступа (защита от НСД) - это предотвращение или существенное затруднение несанкционированного доступа .

Средство защиты информации от несанкционированного доступа (СЗИ от НСД) - это программное, техническое или программно-техническое средство, предназначенное для предотвращения или существенного затруднения несанкционированного доступа .

Назначение и общая классификация СЗИ.

СЗИ от НСД можно разделить на универсальные и специализированные (по области применения), на частные и комплексные решения (по совокупности решаемых задач), на встроенные системные средства и добавочные (по способу реализации).

Классификация крайне важна, так как при построении СЗИ каждого типа разработчики формулируют и решают совершенно разные задачи (подчас противоречащие друг другу). Так, в основу концепции защиты универсальных системных средств закладываются принципы «полного доверия к пользователю», их защита во многом бесполезна в корпоративных системах, например, при решении задач противодействия внутренним ИТ-угрозам. В подавляющей части сегодня СЗИ создаются для усиления встроенных в универсальные ОС механизмов защиты, применительно к использованию в корпоративной среде. Если речь заходит о совокупности решаемых задач, то здесь следует говорить о комплексировании механизмов как в части эффективного решения конкретной задачи защиты, так и в части решения комплекса задач.

Потребительские свойства (назначение) добавочного СЗИ от НСД определяются тем, в какой мере добавочным средством устраняются архитектурные недостатки встроенных в ОС механизмов защиты, применительно к решению требуемых задач в корпоративных приложениях, и насколько комплексно (эффективно) им решается эта совокупность задач защиты информации .

Вопросы оценки эффективности СЗИ от НСД

Эффективность СЗИ от НСД можно оценить, исследовав вопросы корректности реализации механизмов защиты и достаточности набора механизмов защиты применительно к практическим условиям использования.

Оценка корректности реализации механизмов защиты

На первый взгляд, такую оценку провести несложно, но на практике это не всегда так. Один пример: в NTFS файловый объект может быть идентифицирован различными способами: к файловым объектам, задаваемым длинными именами, можно обращаться по короткому имени (так, к каталогу «Program files» можно обратиться по короткому имени «Progra~1»), а некоторые программы обращаются к файловым объектам не по имени, а по ID. Если установленное в информационной системе СЗИ не перехватывает и не анализирует лишь один подобный способ обращения к файловому объекту, то, по большому счету, оно становится полностью бесполезным (рано или поздно злоумышленник выявит данный недостаток средства защиты и воспользуется им). Упомянем и о том, что файловые объекты, не разделяемые между пользователями системой и приложениями, могут служить «каналом» понижения категории документа, что сводит на нет защиту конфиденциальной информации. Подобных примеров можно привести много.

Требования к корректности реализации механизмов защиты определены в нормативном документе «Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищенности от НСД к информации» ; он используется при сертификации СЗИ от НСД.

Эти требования присутствуют в документе в необходимом объеме, они корректны, но сформулированы в общем виде (а как иначе, в противном случае потребовалось бы создавать свой нормативный документ под каждое семейство ОС, а возможно, и под каждую реализацию ОС одного семейства), и для выполнения одного требования может понадобиться реализация нескольких механизмов защиты. Следствием этого становится неоднозначность толкования данных требований (в части подходов к их реализации) и возможность принципиально разных подходов к реализации механизмов защиты в СЗИ от НСД разработчиками. Результат - разная эффективность СЗИ от НСД у производителей, реализующих одни и те же формализованные требования. А ведь невыполнение любого из этих требований может свести на нет все усилия по обеспечению информационной безопасности.

Оценка достаточности (полноты) набора механизмов защиты

Требования к достаточности (полноте, применительно к условиям использования) набора механизмов защиты определены документом «Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищенности от НСД к информации» , который используется при аттестации объектов информатизации, в том числе и при использовании в АС СЗИ от НСД. Однако и здесь ситуация во многом схожа с описанной выше.

Так, формулировку требования к достаточности механизмов в СЗИ от НСД для защиты конфиденциальных данных в нормативных документах, при которой возникает неоднозначность определения того, что отнести к защищаемым ресурсам, целесообразно было бы расширить, например, следующим образом: «Должен осуществляться контроль подключения ресурсов, в частности устройств, в соответствии с условиями практического использования защищаемого вычислительного средства, и контроль доступа субъектов к защищаемым ресурсам, в частности к разрешенным для подключения устройствам» .

Заметим, что механизмы контроля доступа к ресурсам, всегда присутствующим в системе, - файловые объекты, объекты реестра ОС и т.д. - априори защищаемые, и они должны присутствовать в СЗИ от НСД в любом случае, а что касается внешних ресурсов, то с учетом назначения СЗИ. Если предназначение СЗИ - защита компьютеров в сети, то оно должно иметь механизмы контроля доступа к сетевым ресурсам; если оно служит для защиты автономных компьютеров, то должно обеспечивать контроль (запрет) подключения к компьютеру сетевых ресурсов. Это правило, на наш взгляд, подходит без исключения ко всем ресурсам и может быть использовано в качестве базового требования к набору механизмов защиты при аттестации объектов информатизации.

Вопросы достаточности механизмов защиты должны рассматриваться не только применительно к набору ресурсов, но и применительно к решаемым задачам защиты информации. Подобных задач при обеспечении компьютерной безопасности всего две - противодействие внутренним и внешним ИТ-угрозам.

Общая задача противодействия внутренним ИТ-угрозам - обеспечение разграничения доступа к ресурсам в соответствии с требованиями к обработке данных различных категорий конфиденциальности. Возможны разные подходы к заданию разграничений: по учетным записям, по процессам, на основе категории прочтенного документа. Каждый из них задает свои требования к достаточности. Так, в первом случае надо изолировать буфер обмена между пользователями; во втором - между процессами; для третьего случая вообще необходимо кардинально пересмотреть всю разграничительную политику доступа ко всем ресурсам, так как один и тот же пользователь одним и тем же приложением может обрабатывать данные различных категорий конфиденциальности.

Существуют десятки способов межпроцессного обмена (поименованные каналы, сектора памяти и т.д.), поэтому необходимо обеспечить замкнутость программной среды - предотвратить возможность запуска программы, реализующей подобный канал обмена. Встают и вопросы неразделяемых системой и приложениями ресурсов, контроля корректности идентификации субъекта доступа, защиты собственно СЗИ от НСД (список необходимых механизмов защиты для эффективного решения данной задачи весьма внушительный). Большая их часть в явном виде не прописана в нормативных документах.

Задача эффективного противодействия внешним ИТ-угрозам, на наш взгляд, может быть решена только при условии задания разграничительной политики для субъекта «процесс» (т.е. «процесс» следует рассматривать как самостоятельный субъект доступа к ресурсам). Это обусловлено тем, что именно он несет в себе угрозу внешней атаки. Подобного требования в явном виде нет в нормативных документах, но в этом случае решение задачи защиты информации требует кардинального пересмотра базовых принципов реализации разграничительной политики доступа к ресурсам.

Если вопросы достаточности механизмов защиты применительно к набору защищаемых ресурсов еще как-то поддаются формализации, то применительно к задачам защиты информации формализовать подобные требования не представляется возможным.

В данном случае СЗИ от НСД разных производителей, выполняющих формализованные требования нормативных документов, также могут иметь кардинальные отличия как в реализуемых подходах и технических решениях, так и в эффективности этих средств в целом.

В заключение отметим, что нельзя недооценивать важность задачи выбора СЗИ от НСД, так как это особый класс технических средств, эффективность которых не может быть высокой или низкой. С учетом сложности оценки реальной эффективности СЗИ от НСД рекомендуем потребителю привлекать специалистов (желательно из числа разработчиков, практически сталкивающихся с этими проблемами) на стадии выбора СЗИ от НСД.

Наблюдаемые в последние годы тенденции к развитию информационных технологий могут привести к появлению качественно новых (информационных) форм борьбы, получивших название информационной войны. Устоявшегося, международного признанного определения информационной войны нет. Одним из компонентов ведения информационной войны является так называемое информационное оружие, которое эксперты определяют как совокупность средств и методов, позволяющих похищать, искажать или уничтожать информацию, ограничивать или прекращать доступ к ней законных покупателей, нарушать работу или выводить из строя телекоммуникационные сети и компьютерные системы, используемые в обеспечении жизнедеятельности общества и государства.

Классификация принципов защиты от НСД

Принцип обоснованности доступа. Данный принцип заключается в обязательном выполнении 2-х основных условий: пользователь должен иметь достаточную "форму допуска" для получения информации требуемого им уровня конфиденциальности, и эта информация необходима ему для выполнения его производственных функций.

Принцип достаточной глубины контроля доступа. Средства защиты информации должны включать механизмы контроля доступа ко всем видам информационных и программных ресурсов автоматизированных систем, которые в соответствии с принципом обоснованности доступа следует разделять между пользователями.

Принцип разграничения потоков информации. Для предупреждения нарушения безопасности информации, которое, например, может иметь место при записи секретной информации на несекретные носители и в несекретные файлы, ее передаче программам и процессам, не предназначенным для обработки секретной информации, а также при передаче секретной информации по незащищенным каналам и линиям связи, необходимо осуществлять соответствующее разграничение потоков информации.

Принцип чистоты повторно используемых ресурсов. Данный принцип заключается в очистке ресурсов, содержащих конфиденциальную информацию, при их удалении или освобождении пользователем до перераспределения этих ресурсов другим пользователям.

Принцип персональной ответственности. Каждый пользователь должен нести персональную ответственность за свою деятельность в системе, включая любые операции с конфиденциальной информацией и возможнее нарушения ее защиты, т.е. какие-либо случайные или умышленные действия, которые приводят или могут привести к несанкционированному ознакомлению с конфиденциальной информацией, ее искажению или уничтожению, или делают такую информацию недоступной для законных пользователей.

Принцип целостности средств защиты. Данный принцип подразумевает, что средства защиты информации в автоматизированных системах должны точно выполнять свои функции в соответствии с перечисленными принципами и быть изолированными от пользователей, а для своего сопровождения должна включать специальный защищенный интерфейс для средств контроля, сигнализации о попытках нарушения защиты информации и воздействия на процессы в системе.

Основные направления обеспечения защиты от НСД

Обеспечение защиты средств вычислительной техники (СВТ) и автоматизированных систем (АС) осуществляется: системой разграничения доступа (СРД) субъектов к объектам доступа; обеспечивающими средствами для СРД.

Основными функциями СРД являются:

• - реализация правил разграничения доступа (ПРД) субъектов и их процессов к данным;
• - реализация ПРД субъектов и их процессов к устройствам создания твердых копий;
• - изоляция программ процесса, выполняемого в интересах субъекта, от других субъектов;
• - управление потоками данных в целях предотвращения записи данных на носители несоответствующего грифа;
• - реализация правил обмена данными между субъектами для АС и СВТ, построенных по сетевым принципам.

Обеспечивающие средства для СРД выполняют следующие функции:

• - идентификацию и опознание (аутентификацию) субъектов и поддержание привязки субъекта к процессу, выполняемому для субъекта;
• - регистрацию действий субъекта и его процесса;
• - предоставление возможностей исключения и включения новых субъектов и объектов доступа, а также изменение полномочий субъектов; реакцию на попытки НСД, например, сигнализацию, блокировку, восстановление после НСД;
• - тестирование;
• - очистку оперативной памяти и рабочих областей на магнитных носителях после завершения работы пользователя с защищаемыми данными;
• - учет выходных печатных и графических форм и твердых копий в АС;
• - контроль целостности программной и информационной части как СРД, так и обеспечивающих ее средств.

Способы реализации СРД зависят от конкретных особенностей СВТ и АС. Возможно применение следующих способов защиты и любых их сочетаний:

• - распределенная СРД и СРД, локализованная в программно-техническом комплексе (ядро защиты);
• - СРД в рамках операционной системы, СУБД или прикладных программ;
• - СРД в средствах реализации сетевых взаимодействий или на уровне приложений; использование криптографических преобразований или методов непосредственного контроля доступа; программная и (или) техническая реализация СРД.

Вывод: невозможно абсолютно защитить информацию от несанкционированного доступа. Для выбора принципа организации защиты от НСД необходим индивидуальный подход в каждом конкретном случае.

Сравнительный анализ наиболее распространенных средств защиты информации от несанкционированного доступа

Проведен сравнительный анализ наиболее распространенных средств защиты информации (СЗИ) от несанкционированного доступа (НСД), применяемых для защиты данных в информационных системах. Критерии сравнения выбраны исходя из характеристик СЗИ от НСД.

Для защиты информации в компьютерных системах от атак на уровне операционной системы, системы сетевого программного обеспечения и системы управления базами данных применяются средства защиты информации от несанкционированного доступа (СЗИ от НСД). Определяющим фактором выбора СЗИ от НСД в информационной системе является соответствие нормам и требованиям уполномоченных органов в сфере обработки данных. Наиболее распространенными средствами защиты информации от несанкционированного доступа в ИСПДн семейства MS Windows являются средства : "Secret Net LSP", "Dallas Lock 8.0?K", "Панцирь?К", "Аура 1.2.4".

Все вышеперечисленные СЗИ являются сертифицированными программными средствами защиты информации, поддерживающими автономный и сетевой режим работы. Кроме того, они выполняют схожие функции, такие как:

• 1. Идентификация и аутентификация пользователей.
• 2. Разграничение и контроль доступа пользователей к ресурсам системы, терминалам, ЭВМ, узлам сети ЭВМ, внешним устройствам, программам, томам, каталогам, файлам и т. д.
• 3. Учет носителей информации.
• 4. Контроль целостности защищаемых ресурсов.
• 5. Контроль компонентов СЗИ.
• 6. Контроль вывода на печать и маркировка документов.
• 7. Уничтожение (затирание) содержимого файлов при их удалении.
• 8. Регистрация событий безопасности в журнале.
• 9. Теневое копирование выводимой информации.

В сетевом режиме СЗИ выполняют следующие функции:

• 1. Централизованное управление настройками СЗИ.
• 2. Централизованный сбор информации о событиях безопасности на защищаемых компьютерах.

Методика сравнительного анализа СЗИ от НСД "Secret Net LSP", "Dallas Lock 8.0?K", "Панцирь?К", "Аура 1.2.4" приводится ниже.

Критериями для сравнительного анализа в настоящей работе выбраны следующие технические характеристики СЗИ от НСД:

• 1. Класс защищенности.
• 2. Уровень контроля НДВ.
• 3. .
• 4. Дополнительные аппаратные требования: требуемый объем свободного места на жестком диске для размещения СЗИ.
• 5. : есть или нет.

Указанные технические характеристики для выбранных СЗИ от НСД приводятся в таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики СЗИ от НСД

Таблица 2 - Матрица показателей

В данной матрице каждому показателю Aij присваивается определенное числовое значение.

Поясним назначение числовых значений показателей Aij на примере СЗИ от НСД "Secret Net LSP". Класс защищенности, уровень контроля НДВ и класс автоматизированной системы выше, чем у остальных СЗИ, принятых для сравнительного анализа. С другой стороны, требуемый объем жесткого диска для реализации этого СЗИ значительно больше, что вводит ограничения на возможности аппаратных средств. Теперь необходимо ввести следующее правило для количественной оценки показателя Aij: показатель должен принимать тем большее значение, чем выше значимость выбранного критерия для принятия решения. В данном конкретном случае, количественную оценку показателей для принятых критериев сравнения будем выполнять следующим образом:

А 1J = 1 / (Класс защищенности: 3 или 5);

А 2J = 1 / (Уровень контроля НДВ: 2 или 4);

А 3J = 1 / (Класс автоматизированных систем: 2 - для класса 1Б или 4 - для класса 1Г);

А 4J = 1 / (Требуемый объем жесткого диска в Гб);

А 5J = 1 - дополнительная аппаратная поддержка есть; 0 - дополнительной аппаратной поддержки нет.

Таким образом, нетрудно получить числовые значения матрицы показателей (таблица 3).

Таблица 3 - Матрица показателей. Числовые значения

Дальнейший сравнительный анализ проводится с помощью расчета рейтинга по критериям сравнения.

где Aij - текущее значение показателя;

Aimin - минимальное значение показателя для указанного критерия;

Aimax - максимальное значение показателя для указанного критерия;

где m - количество критериев средства защиты информации.

Пример расчета по предложенной методике приводится ниже в таблицах 4 и 5. Весовые коэффициенты назначены из условия приоритетных требований по первым трем критериям сравнения.

Таблица 4 - Исходные данные для расчета итогового рейтинга СЗИ от НСД

Вывод: проанализировав основные критерии выбранных СЗИ от НСД, предложена методика их сравнительного анализа. С точки зрения технического уровня, из числа рассмотренных средств защиты информации, бесспорным преимуществом обладает СЗИ от НСД "Secret Net LSP". Однако необходимо учитывать, что данное СЗИ может применяться не только для защиты конфиденциальной информации, но и для защиты секретной (сертифицирован по 3 классу защищенности СВТ и по 2 уровню контроля НДВ), поэтому для защиты ИСПДн "Secret Net LSP", в данном случае, избыточен. Далее приоритеты распределяются следующим образом: "Панцирь?К", "Dallas Lock 8.0?K" и СЗИ "Аура 1.2.4".

Существует притча о самом надежном способе хранения информации: Информация должна быть в одном экземпляре на компьютере, который находится в бронированном сейфе, отключенный от всех сетей и обесточенный.

Понятно, что работать с такой информацией, мягко говоря, неудобно. В то же время хочется защитить программы и данные от несанкционированного доступа (НСД). А чтобы доступ был санкционированным, нужно определиться, кому что можно, а что нельзя.

Для этого нужно:

1. разбить на классы информацию, хранящуюся и обрабатывающуюся в компьютере;
2. разбить на классы пользователей этой информации;
3. поставить полученные классы информации и пользователей в определенное соответствие друг другу.

Доступ пользователей к различным классам информации должен осуществляться согласно системе паролей, в качестве которой могут выступать:

• обычные пароли;
• настоящие замки и ключи;
• специальные тесты идентификации пользователей;
• специальные алгоритмы идентификации ПЭВМ, дискеты, программного обеспечения.

Системы защиты информации от НСД обеспечивают выполнение следующих функций:

1. идентификация, т.е. присвоение уникальных признаков - идентификаторов, по которым в дальнейшем система производит аутентификацию;
2. аутентификация, т.е. установление подлинности на основе сравнения с эталонными идентификаторами;
3. разграничение доступа пользователей к ПЭВМ;
4. разграничение доступа пользователей по операциям над ресурсами (программы, данные и т.д.);
5. администрирование:
   • определение прав доступа к защищаемым ресурсам,
   • обработка регистрационных журналов,
   • установка системы защиты на ПЭВМ,
   • снятие системы защиты с ПЭВМ;
6. регистрация событий:
   • входа пользователя в систему,
   • выхода пользователя из системы,
   • нарушения прав доступа;
7. реакция на попытки НСД;
8. контроль целостности и работоспособности систем защиты;
9. обеспечение информационной безопасности при проведении ремонтно-профилактических работ;
10. обеспечение информационной безопасности в аварийных ситуациях.

Права пользователей по доступу к программам и данным описывают таблицы, на основе которых и производится контроль и разграничение доступа к ресурсам. Доступ должен контролироваться программными средствами защиты. Если запрашиваемый доступ не соответствует имеющемуся в таблице прав доступа, то системы защиты регистрирует факт НСД и инициализирует соответствующую реакцию.

Идентификация и аутентификация пользователя

Прежде чем получить доступ к ресурсам, пользователь должен пройти процесс представления компьютерной системе, который включает две стадии:

• идентификацию - пользователь сообщает системе по ее запросу свое имя (идентификатор);
• аутентификацию - пользователь подтверждает идентификацию, вводя в систему уникальную, не известную другим пользователям информацию о себе (например, пароль).

Для проведения процедур идентификации и аутентификации пользователя необходимо наличие:

• программы аутентификации;
• уникальной информации о пользователе.

Различают две формы хранения информации о пользователе: внешняя (например, пластиковая карта или голова пользователя) и внутренняя (например, запись в базе данных). Естественно, что информация, хранящаяся в голове, и информация в базе данных должны быть семантически тождественны. Беда с жадным братом Али-Бабы Касимом приключилась именно из-за несовпадения внешней и внутренней форм: сим-сим не тождественен гороху, рису и т.д.

Рассмотрим структуры данных и протоколы идентификации и аутентификации пользователя.

Практически любому ключевому носителю информации, используемому для опознания, соответствует следующая структура данных о пользователе:

• ID i - неизменный идентификатор i-го пользователя, который является аналогом имени и используется для идентификации пользователя;
• K i - аутентифицирующая информация пользователя, которая может изменяться и служит для аутентификации (например, пароль P i = K i).

Так для носителей типа пластиковых карт выделяется неизменяемая информация ID i и объект в файловой структуре карты, содержащий K i .

Совокупную информацию в ключевом носителе можно назвать первичной аутентифицирующей информацией i-го пользователя. Очевидно, что внутренний аутентифицирующий объект не должен существовать в системе длительное время (больше времени работы конкретного пользователя). Например, Вы ввели пароль, который программа аутентификации занесла в переменную для сравнения с хранящимися в базе данных. Эта переменная должна быть обнулена не позже, чем Вы закончите свой сеанс. Для длительного хранения следует использовать данные в защищенной форме.

Рассмотрим две типовые схемы идентификации и аутентификации.

Схема 1.

Здесь E i = F(ID i , K i), где "невосстановимость" K i оценивается некоторой пороговой трудоемкостью T 0 решения задачи восстановления K i по E i и ID i . Кроме того для пары K i и K j возможно совпадение соответствующих значений E. В связи с этим вероятность ложной аутентификации пользователей не должна быть больше некоторого порогового значения P 0 . На практике задают T 0 = 10 20 ...10 30 , P 0 = 10 -7 ...10 -9 .

Протокол идентификации и аутентификации (для схемы 1).

1. Вычисляется значение E = F(ID, K).

Схема 2 (модифицированная). В компьютерной системе хранится:

Здесь E i = F(S i , K i), где S - случайный вектор, задаваемый при создании идентификатора пользователя; F - функция, которая обладает свойством "невосстановимости" значения K i по E i и S i .

Протокол идентификации и аутентификации (для схемы 2).

1. Пользователь предъявляет свой идентификатор ID.
2. Если существует i = 1...n, для которого ID = ID i , то пользователь идентификацию прошел успешно. Иначе пользователь не допускается к работе.
3. По идентификатору ID выделяется вектор S.
4. Модуль аутентификации запрашивает у пользователя его аутентификатор K.
5. Вычисляется значение E = F(S, K).
6. Если E = E i , то аутентификация прошла успешно. Иначе пользователь не допускается к работе.

Вторая схема аутентификации применяется в OC UNIX. В качестве идентификатора используется имя пользователя (запрошенное по Login), в качестве аутентификатора - пароль пользователя (запрошенный по Password). Функция F представляет собой алгоритм шифрования DES. Эталоны для идентификации и аутентификации содержатся в файле Etc/passwd.

Следует отметить, что необходимым требованием устойчивости схем идентификации и аутентификации к восстановлению информации K i является случайный равновероятный выбор K i из множества возможных значений.

Простейший метод применения пароля основан на сравнении представленного пароля с исходным значением, хранящимся в памяти. Если значения совпадают, то пароль считается подлинным, а пользователь - законным. Перед пересылкой по незащищенному каналу пароль должен шифроваться. Если злоумышленник каким-либо способом все же узнает пароль и идентификационный номер законного пользователя, он получит доступ в систему.

Лучше вместо открытой формы пароля P пересылать его отображение, получаемое с использованием односторонней функции f(P). Это преобразование должно гарантировать невозможность раскрытия пароля по его отображению. Так противник наталкивается на неразрешимую числовую задачу.

Например, функция f может быть определена следующим образом:

f(P) = E P (ID) ,
где P - пароль, ID - идентификатор, E P - процедура шифрования, выполняемая с использованием пароля в качестве ключа.

На практике пароль состоит из нескольких букв. Но короткий пароль уязвим к атаке полного перебора. Для того, чтобы предотвратить такую атаку, функцию f определяют иначе:

f(P) = E P + K (ID) ,
где K - ключ (таблетка Toch-memory, USB-ключ и т.п.)

Процедуры идентификации и аутентификации пользователя могут базироваться не только на секретной информации, которой обладает пользователь (пароль, секретный ключ, персональный идентификатор и т.п.). В последнее время все большее распространение получает биометрическая идентификация и аутентификация, позволяющая уверенно идентифицировать потенциального пользователя путем измерения физиологических параметров и характеристик человека, особенностей его поведения.

Основные достоинства биометрических методов идентификации и аутентификации:

• высокая степень достоверности идентификации по биометрических признакам из-за их уникальности;
• неотделимость биометрических признаков от дееспособной личности;
• трудность фальсификации биометрических признаков.

В качестве биометрических признаков, которые могут быть использованы для идентификации потенциального пользователя, используются:

• узор радужной оболочки и сетчатки глаз;
• отпечатки пальцев;
• геометрическая форма руки;
• форма и размеры лица;
• термограмма лица;
• форма ушей;
• особенности голоса;
• биомеханические характеристики рукописной подписи;
• биомеханические характеристики "клавиатурного почерка".

При регистрации пользователь должен продемонстрировать один или несколько раз свои характерные биометрические признаки. Эти признаки (известные как подлинные) регистрируются системой как контрольный "образ" законного пользователя. Этот образ пользователя хранится в электронной форме и используется для проверки идентичности каждого, кто выдает себя за соответствующего законного пользователя.

Системы идентификации по узору радужной оболочки и сетчатки глаз могут быть разделены на два класса:

• использующие рисунок радужной оболочки глаза;
• использующие рисунок кровеносных сосудов сетчатки глаза.

Поскольку вероятность повторения данных параметров равна 10 -78 , эти системы являются наиболее надежными среди всех биометрических систем. Такие средства применяются, например, в США в зонах военных и оборонных объектов.

Системы идентификации по отпечаткам пальцев являются самыми распространенными. Одна из основных причин широкого распространения таких систем заключается в наличии больших банков данных по отпечаткам пальцев. Основными пользователями таких систем во всем мире являются полиция, различные государственные организации и некоторые банки.

Системы идентификации по геометрической форме руки используют сканеры формы руки, обычно устанавливаемые на стенах. Следует отметить, что подавляющее большинство пользователей предпочитают системы именно этого типа.

Системы идентификации по лицу и голосу являются наиболее доступными из-за их дешевизны, поскольку большинство современных компьютеров имеют видео- и аудиосредства. Системы данного класса широко применяются при удаленной идентификации в телекоммуникационных сетях.

Системы идентификации по динамике рукописной подписи учитывают интенсивность каждого усилия подписывающегося, частотные характеристики написания каждого элемента подписи и начертания подписи в целом.

Системы идентификации по биомеханическим характеристикам "клавиатурного почерка" основываются на том, что моменты нажатия и отпускания клавиш при наборе текста на клавиатуре существенно различаются у разных пользователей. Этот динамический ритм набора ("клавиатурный почерк") позволяет построить достаточно надежные средства идентификации.

Следует отметить, что применение биометрических параметров при идентификации субъектов доступа автоматизированных систем пока не получило надлежащего нормативно-правового обеспечения, в частности в виде стандартов. Поэтому применение систем биометрической идентификации допускается только в системах, обрабатывающих и хранящих персональные данные, составляющие коммерческую и служебную тайну.

Взаимная проверка подлинности пользователей

Обычно стороны, вступающие в информационный обмен, нуждаются во взаимной аутентификации. Этот процесс выполняется в начале сеанса связи.

Для проверки подлинности применяют следующие способы:

• механизм запроса-ответа;
• механизм отметки времени ("временной штемпель").

Механизм запроса-ответа . Если пользователь A хочет быть уверен, что сообщения, получаемые им от пользователя B, не являются ложными, он включает в посылаемое для B сообщение непредсказуемый элемент - запрос X (например, некоторое случайное число). При ответе пользователь B должен выполнить над этим числом некоторую заранее оговоренную операцию (например, вычислить некоторую функцию f(X)). Это невозможно осуществить заранее, так как пользователю B неизвестно, какое случайное число X придет в запросе. Получив ответ с результатом действий B, пользователь A может быть уверен, что B - подлинный. Недостаток этого метода - возможность установления закономерности между запросом и ответом.

Механизм отметки времени подразумевает регистрацию времени для каждого сообщения. В этом случае каждый пользователь сети может определить насколько "устарело" пришедшее сообщение и не принимать его, поскольку оно может быть ложным.

В обоих случаях для защиты механизма контроля следует применять шифрование, чтобы быть уверенным, что ответ послан не злоумышленником.

При использовании отметок времени возникает проблема допустимого временного интервала задержки для подтверждения подлинности сеанса. Ведь сообщение с "временным штемпелем" в принципе не может быть передано мгновенно. Кроме того, компьютерные часы получателя и отправителя не могут быть абсолютно синхронизированы.

Для взаимной проверки подлинности обычно используют процедуру "рукопожатия" , которая базируется на указанных выше механизмах и заключается во взаимной проверке ключей, используемых сторонами. Иначе говоря, стороны признают друг друга законными партнерами, если докажут друг другу, что обладают правильными ключами. Процедуру "рукопожатия" применяют в компьютерных сетях при организации связи между пользователями, пользователем и хост-компьютером, между хост-компьютерами и т.д.

В качестве примера рассмотрим процедуру "рукопожатия" для двух пользователей A и B. Пусть применяется симметричная криптосистема. Пользователи A и B разделяют один и тот же секретный ключ K AB .

• Пользователь A инициирует "рукопожатие", отправляя пользователю B свой идентификатор ID A в открытой форме.
• Пользователь B, получив идентификатор ID A , находит в базе данных секретный ключ K AB и вводит его в свою криптосистему.
• Тем временем пользователь A генерирует случайную последовательность S с помощью псевдослучайного генератора PG и отправляет ее пользователю B в виде криптограммы E K AB (S).
• Пользователь B расшифровывает эту криптограмму и раскрывает исходный вид последовательности S.
• Затем оба пользователя преобразуют последовательность S, используя одностороннюю функцию f.
• Пользователь B шифрует сообщение f(S) и отправляет криптограмму E K AB (f(S)) пользователю A.
• Наконец, пользователь A расшифровывает эту криптограмму и сравнивает полученное сообщение f"(S) с исходным f(S). Если эти сообщения равны, то пользователь A признает подлинность пользователя B.

Пользователь A проверяет подлинность пользователя B таким же способом. Обе эти процедуры образуют процедуру "рукопожатия", которая обычно выполняется в самом начале любого сеанса связи между любыми двумя сторонами в компьютерных сетях.

Достоинством модели "рукопожатия" является то, что ни один из участников связи не получает никакой секретной информации во время процедуры подтверждения подлинности.

Иногда пользователи хотят иметь непрерывную проверку подлинности отправителей в течение всего сеанса связи. Рассмотрим один из простейших способов непрерывной проверки подлинности.

Чтобы отправить сообщение M, пользователь A передает криптограмму E K (ID A , M). Получатель расшифровывает ее и раскрывает пару (ID A , M). Если принятый идентификатор ID A совпадает с хранимым, получатель принимает во внимание это сообщение.

Вместо идентификаторов можно использовать секретные пароли, которые подготовлены заранее и известны обеим сторонам. Продолжение: Протоколы идентификации с нулевой передачей знаний

Литература

1. Романец Ю.В., Тимофеев П.А., Шаньгин В.Ф. Защита информации в компьютерных системах и сетях. Под ред. В.Ф. Шаньгина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.:Радио и связь, 2001. - 376 с.: ил.

При рассмотрении вопросов, связанных с получением информации, хранящейся и обрабатываемой в компьютерных системах, под основными способами несанкционированного доступа предполагались следующие:

Преодоление программных средств защиты;

Несанкционированное копирование информации;

Перехват информации в каналах связи;

Использование программных закладок;

Использование аппаратных закладок;

Перехват побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН).

При рассмотрении методов защиты мы не будем разделять их по вышеперечисленным способам, так как во многих случаях одни и те же методы оказываются эффективным средством предотвращения различных видов несанкционированного доступа.

Основными способами защиты являются следующие:

Аутентификация пользователей на этапе регистрации их полномочий;

Физическая защита компьютерных систем;

Выявление программных и аппаратных закладок;

Кодирование информации.

Эти (и другие) способы в тех или иных сочетаниях реализованы в программных и программно-аппаратных системах защиты компьютерной информации от несанкционированного доступа. Некоторые из этих систем будут описаны ниже.

Естественно, что для защиты компьютерной информации должен применяться весь комплекс организационных и технических мероприятий, включая физическую охрану территории, введение пропускного режима, осуществление линейного и пространственного зашумления, выявление закладных устройств и т. д. Но они характерны для любых информационных систем, поэтому здесь отдельно рассматриваться не будут.

Аутентификация пользователей на этапе регистрации их полномочий. Разграничение доступа пользователей к ресурсам вычислительных средств сопряжено с использованием таких понятий, как идентификация и аутентификация.

Идентификация - это присвоение субъекту (человеку) или объекту (компьютеру, диску и т. п.) индивидуального образа, имени или числа, по которому он будет опознаваться в системе.

Аутентификация - проверка подлинности объекта или субъекта на основе его идентификационных признаков.

Установление подлинности может производиться человеком, аппаратным устройством или программой вычислительной системы. В автоматизированных устройствах аутентификации в качестве идентификатора обычно используются:

индивидуальные физиологические признаки: отпечаток пальца (рис. 185), контур ладони (рис. 189), изображение сетчатки глаза и др.

Рис. 185. Внешний вид устройства аутентификации по отпечатку пальца

Рис. 186. Внешний вид устройства аутентификации по контур ладони пароли;

специальные устройства-идентификаторы (ТоисЬ Метогу), выполненные в виде брелков - «таблеток», пластиковых магнитных карт и т.п., опознаваемых с помощью специальных устройств считывания информации (см. рис. 187).

Рис. 187. Устройство считывания установленное на компьютере

Каждый из этих признаков обладает своими достоинствами и недостатками. Так, например, пароли часто бывают тривиальными и легко угадываются, кроме того пользователи обычно их записывают в блокнотах; индивидуальные физиологические признаки человека могут изменяться (например, порез пальца руки); устройство-идентификатор может быть утеряно пользователем или украдено у него. Поэтому в настоящее время в системах аутентификации стараются комплексировать разные виды идентификационных признаков: пароль - отпечаток руки, пароль -магнитная карта и т. д.

В результате аутентификации происходит определение полномочий пользователя по допуску к ресурсам вычислительной системы (файлам, базам данных, сегментам памяти) и по видам производимых операций (чтение, запись, выполнение и т. д.).

Проведение аутентификации - принципиально необходимый процесс, присущий всем системам защиты, информации, роль ее особенно возрастает при удаленном доступе в сети.

Физическая защита компьютерных систем предполагает применение таких устройств, которые бы исключали доступ к информации без нарушения физической целостности персонального компьютера.

В ряде случаев принципиальным оказывается применение мер, исключающих негласный (в том числе и регулярный) доступ к компьютеру с целью копирования или модифицирования информации. Для решения этой задачи как нельзя лучше подходят средства физической защиты.

1. Опечатывание системного блока и других элементов компьютерной системы специальными пломбами или печатью руководителя службы безопасности.

Опечатывание системного блока позволяет исключить бесконтрольный несанкционированный доступ к информации на жестком диске (в обход установленной системы защиты) посредством извлечения диска и подключения его к другому компьютеру. Кроме того, данная процедура позволяет устранить опасность нахождения в вашем вычислительном средстве аппаратных закладок, естественно, если вы позаботились провести проверку на их отсутствие до опечатывания компьютера. Не поленитесь после проверки провести опломбирование и всех других компонентов, включая коммутационные кабели, так как современные технологии позволяют установить закладки и в них.

2. Установка специальных вставок в «карман» гибкого дисковода, оборудованных замком с фиксацией на ключ.

Данная мера может применяться как средство защиты от негласного копирования информации, от заражения компьютера вирусами и программными закладками.

3. Применение специальных замков, блокирующих клавиатуру компьютера. Это эффективное средство защиты информации от возможной преднамеренной модификации, а также от заражения компьютерными вирусами и установки программных закладок.

4. Организация хранения магнитных и оптических носителей информации в сейфах либо в запирающихся на замок специальных дискетницах. Позволяет исключить негласное копирование информации с этих носителей, модификацию ее, заражение компьютерными вирусами, внедрение программных закладок.

Выявление программных и аппаратных закладок. Устранение программных закладок в персональном компьютере задача близкая по своей сути к задаче борьбы с компьютерными вирусами. Дело в том, что в настоящее время не существует четкой классификации программ с потенциально опасными воздействиями. Так, например, обычно выделяют программы типа «троянский конь», логические бомбы, вирусы и некоторые другие.

Под «троянским конем» при этом понимают программы, предназначенные для решения каких-то тайных задач, но замаскированные под «благородные» программные продукты. Классическим примером «троянцев» могут служить программы, выявленные в некоторых программах обеспечения финансовых операций локальных банковских сетей. Программы эти совершали операцию зачисления на счет ее владельцев сумм, эквивалентных «полкопейке». Такие суммы, возникающие в результате банковских пересчетных операций, должны округляться, поэтому исчезновение их оставалось незамеченным. Выявлено воровство было только благодаря быстрому росту личных счетов сотрудников, отвечающих за программное обеспечение. Небывалый рост происходил вследствие огромного числа пересчетных операций. К программам типа «троянский конь» относятся и программные закладки, рассмотренные выше.

К логическим бомбам относят, как правило, программы, совершающие свои деструктивные действия при выполнении каких-то условий например, если тринадцатый день месяца приходится на пятницу, наступает 26 апреля и т. д.

Под вирусами, как отмечалось выше, понимаются программы способные к «размножению» и совершению негативных действий.

Об условности такой классификации можно говорить на том основании, что пример с программой-закладкой в финансовой системе банка может быть отнесен и к логической бомбе, так как событие зачисления «пол-копейки» на личный счет наступало в результате выполнения условия - дробного остатка в результате операции над денежной суммой. Логическая бомба «пятница, тринадцатое» есть ничто иное как вирус, так как обладает способностью к заражению других программ. Да и вообще, программы-закладки могут внедряться в компьютер не только в результате их прямого внесения в текст конкретных программных продуктов, а и подобно вирусу благодаря указанию им конкретного адреса для будущего размещения и точек входа.

Из вышесказанного следует, что для защиты вашего компьютера от программных закладок необходимо соблюдать все требования, изложенные при рассмотрении вопросов борьбы с компьютерными вирусами. Кроме того, необходимо исключить бесконтрольный доступ к вашим вычислительным средствам посторонних лиц, что может быть обеспечено, в том числе, благодаря применению уже рассмотренных средств физической защиты.

Что же касается вопросов борьбы с программными закладками - перехватчиками паролей, то здесь следует отметить следующие меры.

1. Требования по защите от программ-имитаторов системы регистрации:

Системный процесс, который получает от пользователя его имя и пароль при регистрации, должен иметь свой рабочий стол, недоступный другим программным продуктам;

Ввод идентификационных признаков пользователя (например, пароля) должен осуществляться с использованием комбинаций клавиш, недоступных другим прикладным программам;

Время на аутентификацию должно быть ограничено (примерно 30 с), что позволит выявлять программы-имитаторы по факту длительного нахождения на экране монитора регистрационного окна.

2. Условия, обеспечивающие защиту от программ-перехватчиков паролей типа фильтр:

Запретить переключение раскладок клавиатур во время ввода пароля;

Обеспечить доступ к возможностям конфигурации цепочек программных модулей и к самим модулям, участвующим в работе с паролем пользователя, только системному администратору.

3. Защита от проникновения заместителей программных модулей системы аутентификации не предусматривает каких-то определенных рекомендаций, а может быть реализована только на основе проведения перманентной продуманной политики руководителя службы безопасности и системного администратора; некоторым утешением здесь может служить малая вероятность применения вашими конкурентами программ-заместителей ввиду сложности их практической реализации.

Наиболее полно всем изложенным требованиям по защите от программных закладок -перехватчиков паролей отвечает операционная система Windows NT и отчасти UNIX.

Выявлением аппаратных закладок профессионально могут заниматься только организации, имеющие лицензию от Федерального агентства правительственной связи и информации на этот вид деятельности. Эти организации обладают соответствующей аппаратурой, методиками и подготовленным персоналом. Кустарно можно выявить только самке примитивные аппаратные закладки. Если же вы испытываете определенные финансовые трудности и не можете себе позволить заключить соответствующий договор, то предпримите хотя бы меры физической защиты вашего компьютера.

Кодирование информации обеспечивает самый высокий уровень защиты от несанкционированного доступа. В качестве простейшего вида кодирования может рассматриваться обычная компрессия данных с помощью программ-архиваторов, но так как защитить она может лишь от неквалифицированного пользователя, то и рассматриваться архивирование как самостоятельный способ защиты не должно. Однако такое кодирование позволяет повысить криптостойкость других методов при их совместном использовании.

Не касаясь основных методов кодирования рассмотрим только примеры программно-аппаратных и программных систем защиты информации, в которых кодирование выступает одним из равноправных элементов наряду с другими методами защиты.

Программно-аппаратный комплекс «Аккорд». В его состав входит одноплатовый контроллер, вставляемый в свободный слот компьютера, контактное устройство аутентификации, программное обеспечение и персональные идентификаторы DS199x Touch Memory в виде таблетки. Контактное устройство (съемник информации) устанавливается на передней панели компьютера, а аутентификация осуществляется путем прикосновения «таблетки» (идентификатора) к съемнику. Процесс аутентификации осуществляется до загрузки операционной системы. Ко-

дирование информации предусмотрено как дополнительная функция и осуществляется с помощью дополнительного программного обеспечения.

Программно-аппаратный комплекс «Dallas LockЗ.1». Предоставляет широкие возможности по защите информации, в том числе: обеспечивает регистрацию пользователей до загрузки операционной системы и только по предъявлению личной электронной карты Touch Memory и вводе пароля; реализует автоматическую и принудительную блокировку компьютера с гашением экрана монитора на время отсутствия зарегистрированного пользователя; осуществляет гарантированное стирание файлов при их удалении; выполняет помехоустойчивое кодирование файлов.

Программная система защиты информации «Кобра». Осуществляет аутентификацию пользователей по паролю и разграничение их полномочий. Позволяет работать в режиме прозрачного шифрования. Обеспечивает высокую степень защиты информации в персональных ЭВМ.

Программная система защиты «Снег-1.0». Предназначена для контроля и разграничения доступа к информации, хранящейся в персональном компьютере, а также защиту информационных ресурсов рабочей станции локальной вычислительной сети. «Снег-1.0» включает в себя сертифицированную систему кодирования информации «Иней», построенную с использованием стандартного алгоритма криптографического преобразования данных ГОСТ 28147-89.

В качестве примера системы, выполняющей только кодирование информации, можно привести устройство «Криптон-ЗМ».

Напоминаем, что в данном подразделе рассматривались методы защиты, характерные исключительно для компьютерных сетей. Однако полноценная защита информации в вычислительных средствах невозможна без комплексного применения всех вышеописанных организационных и технических мер.

Если работа вашей фирмы связана с выполнением государственного заказа, то скорее всего вам не обойтись без получения лицензии на работу с государственной тайной, а следовательно и проверки аппаратуры на наличие возможно внедренных «закладок» и на наличие и опасность технических каналов утечки информации. Однако если такой необходимости нет, то в ряде случаев можно обойтись и своими силами, так как стоимость подобных работ все же достаточно высока.