Защита информации

Сеансовый уровень отвечает за процедуру  установления начала сеанса и подтверждение (квитирование) прихода каждого пакета от отправителя получателю. В сети Интернет протоколом сеансого уровня является протокол TCP (он занимает и 4, и 5 уровни модели OSI). В отношении сеансового уровня очень широко распространена специфичная атака класса "отказ в сервисе", основанная на свойствах процедуры установления соединения в протоколе TCP. Она получила название SYN-Flood (зд. flood – англ. "большой поток").

При попытке клиента подключиться к серверу, работающему по протоколу TCP (а его используют более 80% информационных служб, в том числе HTTP, FTP, SMTP, POP3), он посылает серверу пакет без информации, но с битом SYN, установленным в 1 в служебной области пакета – запросом на соединение. По получении такого пакета сервер обязан выслать клиенту подтверждение приема запроса, после чего с третьего пакета начинается собственно диалог между клиентом и сервером. Одновременно сервер может поддерживать в зависимости от типа сервиса от 20 до нескольких тысяч клиентов.

При атаке типа SYN-Flood злоумышленник  начинает на своей ЭВМ создавать  пакеты, представляющие собой запросы  на соединение (то есть SYN-пакеты) от имени произвольных IP-адресов (возможно даже несуществующих) на имя атакуемого сервера по порту сервиса, который он хочет приостановить. Все пакеты будут доставляться получателю, поскольку при доставке анализируется только адрес назначения. Сервер, начиная соединение по каждому из этих запросов, резервирует под него место в своем буфере, отправляет пакет-подтверждение и начинает ожидать третьего пакета клиента в течение некоторого промежутка времени (1-5 секунд). Пакет-подтверждение уйдет по адресу, указанному в качестве ложного отправителя в произвольную точку Интернета и либо не найдет адресата вообще, либо чрезмерно "удивит" операционную систему на этом IP-адресе (поскольку она никаких запросов на данный сервер не посылала) и будет просто проигнорирован. А вот сервер при достаточно небольшом потоке таких запросов будет постоянно держать свой буфер заполненным ненужными ожиданием соединений и даже SYN-запросы от настоящих легальных пользователей не будут помещаться в буфер : сеансовый уровень просто не знает и не может узнать, какие из запросов фальшивые, а какие настоящие и могли бы иметь больший приоритет.

Атака SYN-Flood получила довольно широкое  распространение, поскольку для нее не требуется никаких дополнительных подготовительных действий. Ее можно проводить из любой точки Интернета в адрес любого сервера, а для отслеживания злоумышленника потребуются совместные действия всех провайдеров, составляющих цепочку от злоумышленника до атакуемого сервера (к чести сказать, практически все фирмы-провайдеры, если они обладают соответствующим программным обеспечением и квалифицированным персоналом, активно участвуют в отслеживании атакующей ЭВМ по первой же просьбе, в том числе и от зарубежных коллег).

 

11. Протоколы аутентификации при удаленном доступе

Стремительное развитие информационных технологий предоставляет бизнесу  средства, которые еще вчера казались рискованными и сомнительными. К примеру, сегодня вполне обычное явление, когда сотрудник торговой компании, разъезжая в поисках покупателей и партнеров, имеет возможность зайти в интернет-кафе в любом городке мира и проверить содержимое своего почтового ящика или посмотреть последние изменения цен, которые были сделаны компанией за время его отсутствия.

За кажущейся простотой удаленного подключения к корпоративной сети скрывается целая система организационных и технических мероприятий, проводимых в компании с целью обеспечения требуемого уровня безопасности.

В первую очередь узел подключения  к Интернету должен быть надлежащим образом защищен брандмауэром и системой обнаружения/предотвращения вторжений.

Следующей нелегкой задачей, которую  нужно решить, прежде чем предоставить возможность доступа своим сотрудникам  или партнерам компании к приложениям, работающим на серверах, является надежная аутентификация пользователей.

Существующие системы аутентификации базируются на предъявлении пользователем  компьютеру статической пары идентификатор/пароль. Однако в таком случае пары могут  быть скомпрометированы из-за халатности пользователей или возможности подбора паролей злоумышленником. Значительные интервалы времени, в течение которых пароль и идентификатор остаются неизменными, позволяют применить различные методы их перехвата и подбора. Для повышения защищенности компьютерной системы администраторы ограничивают срок действия паролей, но в типичном случае этот срок составляет недели и месяцы, что вполне достаточно для злоумышленника.

Радикальным решением является применение двухфакторной аутентификации, когда система просит пользователя предоставить ей «то, что ты знаешь» (имя и, возможно, некий PIN-код), и «то, что у тебя есть» – какой-либо аппаратный идентификатор, ассоциирующийся с этим пользователем.

Сегодня несколько компаний предлагают системы двухфакторной аутентификации, основанной на генерации одноразовых паролей (One-Time Password – OTP), в числе которых RSA Security, VASCO Data Security и ActivIdentity. Им удалось решить проблему обеспечения пользователей одноразовыми паролями для входа в компьютерную систему. Не так давно известный производитель средств безопасности Aladdin усилил свой криптографический USB-маркер eToken, встроив в него генератор OTP.

Генератор OTP представляет собой автономный портативный электронный прибор, способный генерировать и отображать на встроенном ЖК-дисплее цифровые коды. Для семейства устройств Digipass компании VASCO механизм генерации одноразовых паролей основан на криптографическом TripleDES-преобразовании набора данных, состоящего из 40 бит текущего времени и 24-битового вектора данных, уникальных для каждого идентификатора доступа. Полученный результат преобразования виден на дисплее в виде шести или восьми десятичных цифр, визуально считывается пользователем и вручную вводится как пароль в ответ на запрос прикладных программ об аутентификации. Периодичность смены паролей при этом составляет 36 с, таким образом, пользователь получает действительно одноразовый пароль для входа в систему.

На серверной части компьютерной системы этот пароль сравнивается с  паролем, сгенерированным самим  сервером по такому же алгоритму с  использованием показаний текущего времени часов сервера и уникальных данных устройства, которые хранятся в специальной БД. При совпадении паролей разрешается доступ пользователя в систему.

 

Рис.1. Принцип работы системы двухфакторной  аутентификации фирмы VASCO

Рассмотрим механизм интеграции двухфакторной  аутентификации с существующими  системами на примере решения компании VASCO. Первый способ основан на использовании программного обеспечения VACMAN RADIUS Middleware (VRM), которое представляет собой сервер аутентификации и обеспечивает совместимость с любым межсетевым экраном или маршрутизатором, поддерживающим RADIUS-аутентификацию. VRM функционирует подобно прокси-серверу между брандмауэром и RADIUS-сервером (рис. 1).

VRM представляет собой простой,  быстрый в инсталляции и конфигурировании сервер аутентификации, выполненный как продукт «под ключ». Он может работать в любой среде RADIUS и позволяет защитить сеть предприятия путем надежной двухфакторной аутентификации без замены или переконфигурирования уже установленных серверов RADIUS и брандмауэров. Логически VRM размещается между клиентом RADIUS, например NAS (Network Access Server), RAS (Remote Access Server) или брандмауэром, и сервером RADIUS. После установки VRM функционирует прозрачно, обеспечивая надежную двухфакторную аутентификацию и никаким образом не влияя на работу серверов и других компонентов сети.

Второй способ позволяет встроить аутентификацию VASCO в любые пользовательские приложения, работающие с различными операционными системами. VACMAN Controller предлагает полный набор функций  аутентификации и дает возможность разработчику легко интегрировать их в собственное приложение. Комплект поставки состоит из файлов библиотек для написания программ на С/C++ и Java, а также файлов с руководством для программистов. Библиотеки позволяют с помощью набора функций, которые включаются в разрабатываемое приложение, управлять данными и режимами аутентификации. Сами библиотеки независимы от платформы и существуют в версиях для Linux, Sun Solaris, HP-UX, AIX, Windows NT/2000, AS/400 и OS/390.

Типичное использование библиотек VACMAN Controller при разработке приложений содержит следующие этапы:

• интегрирование модели данных Digipass;
• назначение устройств Digipass пользователям;
• проверка пароля;
• расширенное управление Digipass.

В каждое устройство Digipass в процессе производства записывается определенный набор данных. Они содержат уникальный номер устройства и режимы аутентификации (длина генерируемого пароля, информация для разблокирования и др.). Эта же информация в зашифрованном виде хранится в поставляемом вместе с устройством файле DPX. На первом этапе данные об устройстве Digipass извлекаются из файла DPX и переносятся в базу данных разрабатываемого приложения. На втором этапе происходит назначение устройств Digipass конкретным пользователям. В базе данных идентификатор пользователя связывается с определенным устройством Digipass. (Заметим, что продолжительность работы Digipass GO-3 определяется временем жизни батареи питания – к сожалению, ее замена разработчиками не предусмотрена. Согласно «Руководству по эксплуатации», этот срок составляет не менее пяти лет).

Рис. 3. RSA SecureID SID700

Подобно Digipass фирмы VASCO, устройства RSA SecurID на этапе производства могут  быть сконфигурированы для генерации 6- или 8-значных паролей с периодичностью 30 с, 60, 90 и 120 с (рис. 3). Типичный период генерации для большинства идентификаторов доступа 60 с.

В RSA SecurID Key Fob (SD600) компании RSA Security для  генерации одноразовых паролей применяется алгоритм Advanced Encryption Standard (AES). Исходными данными при этом являются значения текущего времени и уникального для каждого прибора набора данных, записанных в него на этапе производства.

Рис. 2. Структура сети с использованием продуктов RSA

Сервер RSA Authentication Manager осуществляет двухфакторную  аутентификацию пользователей на основе показаний прибора SecurID. В отличие от сервера аутентификации VASCO VRM, пользователи взаимодействуют с сервером RSA ACE/Server посредством программных агентов RSA ACE/Agent. Такие агенты уже встроены в сотни современных серверов удаленного доступа, брандмауэров, маршрутизаторов, точек доступа беспроводных систем, есть также разработанные специально для широко распространенных Web-серверов (Microsoft IIS, Apache, Stronghold и SunONE), локального и удаленного доступа в ОС Windows и UNIX. Пример сети с использованием продуктов RSA приведен на рис. 2.

Кроме взаимодействия посредством  агентов, RSA ACE/Server может применять  протоколы аутентификации RADIUS и TACACS+. В состав RSA ACE/Server входит собственный сервер RADIUS, что позволяет иметь общую базу данных пользователей как для аутентификации по протоколу RADIUS, так и для аутентификации SecurID. При двухфакторной аутентификации требуется ввести идентификатор (имя) и пароль, состоящий из персонального идентификатора (PIN) и цифрового кода, отображаемого на дисплее SecurID в текущий момент.

Администрирование RSA Authentication Manager выполняется  с графической консоли. С ее помощью назначаются идентификаторы доступа SecurID пользователям, устанавливаются правила разграничения доступа с возможностью задавать время, когда он разрешен, а также объединять пользователей в группы. RSA Authentication Manager позволяет импортировать данные из LDAP-директории, в которой централизованно хранятся данные о пользователях. На сервере ведется аудит доступа пользователей и действий администратора. Для увеличения производительности в случае аутентификации большого количества пользователей и обеспечения работоспособности сервера при выходе из строя аппаратного обеспечения RSA Authentication Manager допускает функционирование до 60 дублирующих серверов-реплик.

В состав сервера RSA Authentication Manager входят следующие компоненты:

• базы данных пользователей, идентификаторов доступа SecurID, агентов RSA ACE/Agent, аудита попыток аутентификации и действий администратора;
• процессор аутентификации;
• консоль администрирования;
• средства репликации базы данных и менеджера блокирования атак типа «replay»;
• сервер RADIUS;
• сервер TACACS+;
• утилита ускоренного администрирования Quick Admin с Web-интерфейсом.

На случай, когда пользователь потерял (или забыл дома) свой генератор одноразовых паролей, сервер аутентификации разрешает временное применение статической пары идентификатор/пароль или набора одноразовых статических паролей.

Для защиты обмена служебной информацией  между различными программными модулями сервера аутентификации RSA Authentication Manager, а также между сервером и агентами (RSA Authentication Agents) используется ее шифрование (с применением алгоритмов RC5 и DES).

Информация об устройствах генерации OTP хранится в базе данных на сервере  также в зашифрованном виде, и ее открытый просмотр недоступен даже для администратора. При конфигурировании сервера и назначении конкретным пользователям идентификаторов доступа администратору достаточно оперировать только их серийными номерами.

RSA Authentication Manager может работать под управленим таких операционных систем:

• Microsoft Windows 2000 Server или Advanced Server;
• Microsoft Windows 2003 Server;
• HP-UX 11 на PA-RISC 2.x;
• IBM AIX 5L v.5.1 или 5.2 на PowerPC и RISC/6000;
• Solaris 8 или выше на UltraSPARC.

Интересным является устройство eToken NG-OTP компании Aladdin, представляющее собой комбинированный идентификатор доступа в формате USB со встроенным генератором OTP и ЖКИ для отображения одноразовых паролей. Помимо стандартных функций криптографического идентификатора доступа, таких как защищенное хранение секретных ключей и цифровых сертификатов пользователей, шифрования/дешифрования данных, цифровой подписи и т. п., он может генерировать одноразовые пароли для защищенного удаленного доступа мобильных пользователей к корпоративным ресурсам.

Как и в VRM компании VASCO, аутентификация в устройствах Aladdin базируется на протоколе RADIUS. Серверная часть решения  встроена в систему управления средствами аутентификации TMS (Token Management System), которая служит для управления всем жизненным циклом как eToken, так и eToken NG-OTP.

Преимуществами двухфакторной  аутентификации на основе eToken NG-OTP являются поддержка всех совместимых с RADIUS решений, шифрования и цифровой подписи почтовых сообщений, защиты ПК, защищенного доступа к Web и построения VPN с использованием eToken.

В качестве алгоритма криптографического преобразования входных данных для  получения одноразового пароля в eToken NG-OTP применяется совместимый с OATH алгоритм, основанный на HMAC/SHA1.

В заключение отметим основные преимущества двухфакторной аутентификации с использованием OTP. К ним относятся:

• применение одноразовых паролей вместо статических (даже если злоумышленник подсмотрит пароль, он не сможет им воспользоваться, поскольку при следующей аутентификации сервер сгенерирует уже новый пароль);
• отсутствие необходимости устанавливать какое-либо дополнительное программное обеспечение на клиентской части компьютерной системы, так как пользователь вводит пароль вручную, используя те же программные интерфейсы, что и при применении статических паролей;
• снижение затрат на администрирование, поскольку администратору не нужно периодически менять статические пароли на сервере;
• низкая стоимость устройств для генерации одноразовых паролей;
• применение генераторов OTP возможно в тех случаях, когда пользователю недоступен USB-порт (либо он просто отсутствует – как в PDA, смартфонах, мобильных телефонах).