Защита информации

Применяются для ограничения доступа случайных и незаконных пользователей к ресурсам компьютерной системы. Общий алгоритм работы таких систем заключается в том, чтобы получить от пользователя информацию, удостоверяющую его личность, проверить ее подлинность и затем предоставить (или не предоставить) этому пользователю возможность работы с системой.

При построении этих систем возникает проблема выбора информации, на основе которой осуществляются процедуры идентификации и аутентификации пользователя. Можно выделить следующие типы:

        секретная информация, которой обладает пользователь (пароль, секретный ключ, персональный идентификатор и т.п.); пользователь должен запомнить эту информацию или же для нее могут быть применены специальные средства хранения;

        физиологические параметры человека (отпечатки пальцев, рисунок радужной оболочки глаза и т.п.) или особенности поведения (особенности работы на клавиатуре и т.п.).

Системы, основанные на первом типе информации, считаются традиционными. Системы, использующие второй тип информации, называют биометрическими. Следует отметить наметившуюся тенденцию опережающего развития биометрических систем идентификации.

2. Системы шифрования дисковых данных

Чтобы сделать информацию бесполезной для противника, используется совокупность методов преобразования данных, называемая криптографией [от греч. kryptos - скрытый и grapho - пишу].

Системы шифрования могут осуществлять криптографические преобразования данных на уровне файлов или на уровне дисков. К программам первого типа можно отнести архиваторы типа ARJ и RAR, которые позволяют использовать криптографические методы для защиты архивных файлов. Примером систем второго типа может служить программа шифрования Diskreet, входящая в состав популярного программного пакета Norton Utilities, Best Crypt[16].

Другим классификационным признаком систем шифрования дисковых данных является способ их функционирования. По способу функционирования системы шифрования дисковых данных делят на два класса:

        системы "прозрачного" шифрования;

        системы, специально вызываемые для осуществления шифрования.

В системах прозрачного шифрования (шифрования "на лету") криптографические преобразования осуществляются в режиме реального времени, незаметно для пользователя. Например, пользователь записывает подготовленный в текстовом редакторе документ на защищаемый диск, а система защиты в процессе записи выполняет его шифрование.

Системы второго класса обычно представляют собой утилиты, которые необходимо специально вызывать для выполнения шифрования. К ним относятся, например, архиваторы со встроенными средствами парольной защиты.

Большинство систем, предлагающих установить пароль на документ, не шифрует информацию, а только обеспечивает запрос пароля при доступе к документу. К таким системам относится MS Office, 1C и многие другие[17].

3. Системы шифрования данных, передаваемых по сетям

Различают два основных способа шифрования: канальное шифрование и оконечное (абонентское) шифрование.

В случае канального шифрования защищается вся информация, передаваемая по каналу связи, включая служебную. Этот способ шифрования обладает следующим достоинством - встраивание процедур шифрования на канальный уровень позволяет использовать аппаратные средства, что способствует повышению производительности системы. Однако у данного подхода имеются и существенные недостатки:

        шифрование служебных данных осложняет механизм маршрутизации сетевых пакетов и требует расшифрования данных в устройствах промежуточной коммуникации (шлюзах, ретрансляторах и т.п.);

        шифрование служебной информации может привести к появлению статистических закономерностей в шифрованных данных, что влияет на надежность защиты и накладывает ограничения на использование криптографических алгоритмов.

Оконечное (абонентское) шифрование позволяет обеспечить конфиденциальность данных, передаваемых между двумя абонентами. В этом случае защищается только содержание сообщений, вся служебная информация остается открытой. Недостатком является возможность анализировать информацию о структуре обмена сообщениями, например об отправителе и получателе, о времени и условиях передачи данных, а также об объеме передаваемых данных.[18]

4. Системы аутентификации электронных данных

При обмене данными по сетям возникает проблема аутентификации автора документа и самого документа, т.е. установление подлинности автора и проверка отсутствия изменений в полученном документе. Для аутентификации данных применяют код аутентификации сообщения (имитовставку) или электронную подпись.

Имитовставка вырабатывается из открытых данных посредством специального преобразования шифрования с использованием секретного ключа и передается по каналу связи в конце зашифрованных данных. Имитовставка проверяется получателем, владеющим секретным ключом, путем повторения процедуры, выполненной ранее отправителем, над полученными открытыми данными.

Электронная цифровая подпись представляет собой относительно небольшое количество дополнительной аутентифицирующей информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом. Отправитель формирует цифровую подпись, используя секретный ключ отправителя. Получатель проверяет подпись, используя открытый ключ отправителя.

Таким образом, для реализации имитовставки используются принципы симметричного шифрования, а для реализации электронной подписи - асимметричного.

5. Средства управления криптографическими ключами

Безопасность любой криптосистемы определяется используемыми криптографическими ключами. В случае ненадежного управления ключами злоумышленник может завладеть ключевой информацией и получить полный доступ ко всей информации в системе или сети.

Различают следующие виды функций управления ключами: генерация, хранение, и распределение ключей.

Способы генерации ключей для симметричных и асимметричных криптосистем различны. Для генерации ключей симметричных криптосистем используются аппаратные и программные средства генерации случайных чисел. Генерация ключей для асимметричных криптосистем более сложна, так как ключи должны обладать определенными математическими свойствами. Подробнее на этом вопросе остановимся при изучении симметричных и асимметричных криптосистем[19].

Функция хранения предполагает организацию безопасного хранения, учета и удаления ключевой информации. Для обеспечения безопасного хранения ключей применяют их шифрование с помощью других ключей. Такой подход приводит к концепции иерархии ключей. В иерархию ключей обычно входит главный ключ (т.е. мастер-ключ), ключ шифрования ключей и ключ шифрования данных. Следует отметить, что генерация и хранение мастер-ключа является критическим вопросом криптозащиты.[20]

Распределение - самый ответственный процесс в управлении ключами. Этот процесс должен гарантировать скрытность распределяемых ключей, а также быть оперативным и точным. Между пользователями сети ключи распределяют двумя способами:

        с помощью прямого обмена сеансовыми ключами;

        используя один или несколько центров распределения ключей.

3. ПРОГРАММЫ С ПОТЕНЦИАЛЬНО ОПАСНЫМИ ПОСЛЕДСТВИЯМИ

Программой с потенциально опасными последствиями называются программы или часть программ, которые способны выполнить одно из следующих действий:

       скрыть признаки своего присутствия в программной среде ПЭВМ;

       самодублироваться, ассоциировать себя с другими программами и/или переносить свои фрагменты в какие-либо области оперативной или внешней памяти, не принадлежащие программе;

       изменять код программ в оперативной или внешней памяти;

       сохранять фрагменты информации из оперативной памяти в некоторых областях внешней памяти (локальных или удаленных);

       искажать произвольным образом, блокировать и/или подменять выводимый во внешнюю память или канал связи массив информации, образовавшийся в результате работы прикладных программ, или уже находящиеся во внешней памяти массивы данных[21].

Программы с потенциально опасными последствиями можно условно подразделить на:

       классические программы-"вирусы";

       программы типа "программный червь" или "троянский конь" и фрагменты программ типа "логический люк";

       программы типа "логическая бомба";

       программные закладки - обобщенный класс программ с потенциально опасными последствиями.

Кроме того, такие программы можно классифицировать по методу и месту их внедрения и применения (то есть по "cпособу доставки" в систему):

       закладки, связанные с программно-аппаратной средой (BIOS);

       закладки, связанные с программами первичной загрузки;

       закладки, связанные с драйвером DOS, командным интерпретатором, сетевыми драйверами, то есть с загрузкой и работой операционной среды;

       закладки, связанные с прикладным программным обеспечением общего назначения (встроенные в клавиатурные и экранные драйверы, программы тестирования ПЭВМ, утилиты, файловые оболочки);

       исполняемые модули, содержащие только код закладки (как правило, внедряемые в пакетные файлы типа BAT);

       модули-имитаторы, совпадающие по внешнему виду с легальными программами, требующими ввода конфеденциальной информации;

       закладки, маскируемые под программные средства оптимизационного назначения (архиваторы, ускорители и т.д.);

       закладки, маскируемые под программные средства игрового и развлекательного назначения (как правило, используются для первичного внедрения других закладок; условное название - "исследователь").

Компьютерным вирусом называется программа, которая может создавать свои копии (не обязательно совпадающие с оригиналом) и внедрять их в файлы, системные области компьютера, сети и так далее. При этом копии сохраняют способность дальнейшего распространения.

Вирусы можно разделить на классы по следующим признакам[22]:

       по среде обитания вируса;

       по способу заражения среды обитания;

       по деструктивным возможностям.

По среде обитания различают вирусы сетевые, файловые, загрузочные и специальные. Сетевые вирусы распространяются по компьютерной сети, файловые внедряются в выполняемые файлы, загрузочные в загрузочный сектор диска(Boot) или сектор, содержащий системный загрузчик винчестера(Master Boot Record). Специальные ориентированы на конкретные особенности ПО, например вирус, заражающий документы редактора Word. Существуют сочетания - например, файлово-загрузочные вирусы, заражающие и файлы и загрузочные сектора дисков. Кроме того, по сети могут распространятся вирусы любых типов.

Способы заражения делятся на резидентный и нерезидентный. Резидентный вирус при инфицировании компьютера оставляет в оперативной памяти свою резидентную часть, которая затем перехватывает обращение операционной системы к объектам заражения и внедряется в них. Резидентные вирусы находятся в памяти и остаются активными вплоть до выключения или перезагрузки компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают память компьютера и являются активными ограниченное время. Некоторые вирусы оставляют в оперативной памяти небольшие резидентные программы, которые не распространяют вирус. Такие вирусы считаются нерезидентными[23].

По деструктивным возможностям вирусы можно разделить на:

       безвредные, никак не влияющие на работу компьютера (кроме уменьшения свободной памяти на диске в результате своего распространения);

       неопасные, влияние которых ограничивается уменьшением свободной памяти на диске и графическими, звуковыми и прочими эффектами;

       опасные вирусы, которые могут привести к серьезным сбоям в работе компьютера;

       очень опасные вирусы, которые могут привести к потере программ, уничтожить данные, способствовать ускоренному износу или повреждению частей механизмов (например, головок винчестеров).

Люком называется не описанная в документации на программный продукт возможность работы с этим программным продуктом. Сущность использования люков состоит в том, что при выполнении пользователем некоторых не описанных в документации действий он получает доступ к возможностям и данным, которые в обычных условиях для него закрыты (в частности - выход в привилегированный режим)[24].

Люки чаще всего являются результатом забывчивости разработчиков. В процессе разработки программы разработчики часто создают временные механизмы, облегчающие ведение отладки за счет прямого доступа к отлаживаемым частям продукта. По окончанию отладки большинство люков убирается из программы; но люди есть люди - зачастую они забывают о существовании каких-то мелких "лючков".

Существуют программы, реализующие, помимо функций, описанных в документации, и некоторые другие функции, в документации не описанные. Такие программы называются "троянскими конями".

"Логической бомбой" обычно называют программу или даже участок кода в программе, реализующий некоторую функцию при выполнении определенного условия.

Мировая компьютерная общественность достаточно хорошо знакома с логическими бомбами. Логическая бомба является одним из излюбленных способов мести программистов компаниям, которые их уволили или чем-либо обидели. При этом чаще всего срабатывание бомбы ставится в зависимость от установки в системе даты - так называемые "часовые" бомбы. Это очень удобно: допустим, программист знает, что его уволят 1 марта; в таком случае он может установить "часовую" бомбу на взрыв, допустим, 6 июля или даже на Рождество, когда сам он будет уже вне пределов досягаемости для пострадавшей компании[25].