Азбука сетевой безопасности. Что такое брандмауэр? Политики и процедуры

В современном глобальном мире сетевая безопасность имеет решающее значение. Предприятиям необходимо обеспечивать безопасный доступ для сотрудников к сетевым ресурсам в любое время, для чего современная стратегия обеспечения сетевой безопасности должна учитывать ряд таких факторов, как увеличение надежности сети, эффективное управление безопасностью и защиту от постоянно эволюционирующих угроз и новых методов атак. Для многих компаний проблема обеспечения сетевой безопасности становится все более сложной, т.к. сегодняшние мобильные сотрудники, использующие личные смартфоны, ноутбуки и планшеты для работы, привносят новые потенциальные проблемы. При этом, хакеры тоже не сидят сложа руки и делают новые киберугрозы все более изощренными.

Недавний опрос ИТ-специалистов, управляющих сетевой безопасностью, [проведенный Slashdotmedia ] показал, что среди важных факторов при выборе сетевых решений безопасности почти половина опрошенных на первое место поставила надежность выбранного сетевого решения.

Заданный вопрос: Когда вы выбираете решение по сетевой безопасности, какие факторы наиболее важны для вашей компании?

Уязвимости, связанные с сетевой безопасностью, оставляют открытым целый ряд потенциальных проблем и подвергают компанию различным рискам. ИТ системы могут быть скомпрометированы через них, информация может быть украдена, работники и клиенты могут получить проблемы с доступом к ресурсам, которые они уполномочены использовать, что может заставить заказчиков перейти к конкуренту.

Простой сервиса, связанный с проблемами с безопасностью, можете иметь и другие финансовые последствия. Например, неработающий в час-пик веб-сайт может генерировать как прямые убытки, так и мощный отрицательный PR, что очевидно скажется на уровне продаж в будущем. Кроме того, в некоторых отраслях есть строгие критерии по доступности ресурсов, нарушение которых может привести к регуляторным штрафам и другим неприятным последствиям.

Помимо надежности решений, есть еще целый ряд вопросов, вышедших сегодня на первый план. Например, около 23% опрошенных ИТ-специалистов выделяют стоимость решения, как одну из основных проблем, связанных с сетевой безопасностью; что не удивительно, учитывая, что ИТ-бюджеты последних нескольких лет были существенно ограничены. Далее, около 20% опрошенных выделили простоту интеграции, как приоритетный параметр при выборе решения. Что естественно в условиях, когда от ИТ отдела требуют выполнять больше меньшими ресурсами.

Завершая разговор про ключевые параметры в выборе решения, хотелось бы отметить, что только примерно 9% респондентов назвали сетевые функции как ключевой фактор при выборе решений в области сетевой безопасности. При выборе решения по обеспечению сетевой безопасности корпоративных систем и минимизации связанных с этим рисков, одним из важнейших факторов для почти половины (около 48%) опрошенных, была надежность сети и связанного с ней решения.

Заданный вопрос: Какой тип сетевых атак больше всего беспокоит вашу ИТ организацию?

Сегодня хакеры используют разнообразные методы атаки на сети компаний. Исследование показало, что ИТ-специалисты наиболее обеспокоены двумя конкретными типами атак: атаки на отказ в обслуживании (DoS) и подслушивание (Eavesdropping) - эти атаки указаны как наиболее опасные и приоритетные примерно у 25% респондентов. И по 15% респондентов выбрали в качестве ключевых угроз атаки типа IP Spoofing и MITM (man-in-the-middle). Остальные типы угроз оказались приоритетны менее чем для 12% респондентов.

Заданный вопрос: В плане мобильных уязвимостей, что больше всего беспокоит вашу ИТ-команду?

Сегодня растёт число мобильных сотрудников и адаптация политики использования собственных электронных устройств для работы (BOYD) предъявляют новые требования к сетевой безопасности. При этом, к сожалению, очень быстро растет число небезопасных сетевых приложений. В 2013 году компания HP провела тестирование более 2000 приложений, в результате которого было обнаружено, что 90% приложений имеют уязвимости в системах защиты. Эта ситуация представляет серьезную угрозу корпоративной безопасности и не удивительно, что 54% респондентов оценили угрозы от вредоносных приложений как наиболее опасные.

Поводя промежуточный итог вышесказанному, можно сделать следующий вывод: современные решения по обеспечению сетевой безопасности в числе прочего обязательно должны обладать следующими свойствами:

• уметь работать на седьмом уровне модели OSI (на уровне приложений);
• уметь связывать конкретного пользователя с содержанием трафика;
• иметь интегрированную в решение систему защиты от сетевых атак (IPS)
• поддерживать встроенную защиту от атак типа DoS и прослушивания;
• в целом обладать высокой степенью надежности.

Несколько слов о практике обеспечения Информационной безопасности в нашей стране; опишем кратко текущее правовое поле, определяющее в РФ аспекты ИБ. В Российской федерации все вопросы, связанные с ИБ, регулируются следующими основными законами:

• ФЗ 149 «О информации, информационных технологиях и защите информации»;
• ФЗ 152 «О защите персональных данных»;
• ФЗ 139 (поправки в ФЗ 149, закон о связи и ФЗ 436 о защите от информации детей);
• ФЗ 436 (о защите от информации детей);
• ФЗ 187 (о защите интеллектуальной собственности и Интернете);
• ФЗ 398 (о блокировке экстремистских сайтов);
• ФЗ 97 (о блогерах, приравнявших их к СМИ);
• ФЗ 242 (о размещении персональных данных на территории РФ).

При этом законы, регламентирующие деятельность в областях, связанных с ИБ, предполагают серьезную ответственность за нарушение тех или иных положений, например:

• по статье 137 УК РФ (незаконное собирание или распространение сведений о частной жизни лица) - лишение свободы на срок до четырех лет;
• по статье 140 УК РФ (неправомерный отказ в предоставлении собранных в установленном порядке документов и материалов) – штраф или лишение права занимать определенные должности или заниматься определенной деятельностью на срок от 2 до 5 лет;
• по статье 272 УК РФ (неправомерный доступ к охраняемой законом компьютерной информации) - лишение свободы на срок до 5 лет.

Для большинства российских предприятий актуальность вопросов сетевой безопасности связана прежде всего с тем, что они так или иначе обрабатывают данные физических лиц (как минимум, данные своих работников). Следовательно, независимо от вида деятельности, любая компания должна учитывать требования законодательства РФ и обязана применять различные организационно-технические меры защиты информации. Конкретные меры по защите той или иной информации определяются в соответствующих российских стандартах ИБ (ГОСТ Р ИСО/МЭК 15408, ГОСТ Р ИСО 27001 и т.д.), а также руководящих документах Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (например, приказ ФСТЭК №58 от 05.02.10, определяющий методы и способы защиты систем, обрабатывающих персональные данных).

Соблюдение предприятиями требований федерального законодательства контролируют сегодня три государственных органа: Федеральная служба безопасности (ФСБ), Роскомнадзор и ФСТЭК. Контроль осуществляется путем проведения плановых и внезапных проверок, по итогам которых компания может быть привлечена к ответственности.

Таким образом, игнорирование проблемы обеспечения сетевой безопасности в нашей стране может не только принести большие убытки бизнесу, но и повлечь за собой уголовную ответственность конкретных руководителей компании.

Заключение

Угрозы информационной безопасности становятся все сложнее, хакеры и киберпреступники используют новые приемы и реализуют все более изощренные атаки с целью взлома систем и кражи данных.

Борьба с новыми атаками требует решений по обеспечению сетевой безопасности и разработки сетевой стратегии безопасности, отвечающей требованиям надежности, стоимости и вопросам интеграции с другими ИТ системами. Выработанные решения должны быть надежными, обеспечивать защиту от атак на уровне приложений и позволять идентифицировать трафик.

Из всего вышесказанного напрашивается простой вывод – в современном мире нельзя игнорировать вопросы информационной безопасности; в ответ на новые угрозы нужно искать новых подходы к реализации стратегии защиты информации и использовать новые методы и средства обеспечения сетевой безопасности.

Наши предыдущие публикации:
»

Лекция 31 Введение в безопасность сетей

Лекция 31

Тема: Введение в безопасность сетей

Сетевая безопасность охватывает множество мер и должна рассматриваться как часть общей политики, проводимой организацией (предприятием, компанией, фирмой) по информационной безопасности. В обеспечении безопасности сети занято много служб и используются различные средства. По сетевой безопасности написано огромное количество книг и статей, затрагивающих широкий диапазон ИБ.

Основные понятия.

Эффективность компьютерной сети во многом зависит от степени защищенности обрабатываемой и передаваемой информации. Степень защищенности информации от различного вида угроз при ее получении, обработке, хранении, передаче и использовании называют безопасностью информации.

Актуальность проблеме сетевой безопасности придает широкое использование компьютерных технологий во всех сферах жизни современного общества, а также переход от использования выделенных каналов к публичным сетям (Internet, Frame Relay), который наблюдается при построении корпоративных сетей.

Безопасная сеть (или безопасная связь) обладает свойствами:

■ конфиденциальности (Confidentiality), т.е. защищает данные от несанкционированного доступа, предоставляя доступ к секретным данным только авторизованным пользователям, которым этот доступ разрешен;

■ доступности (Availability), что означает обеспечение постоянного доступа к данным авторизованным пользователям. Безопасная связь характеризуется свойством аутентичности, т.е. способностью отправителя и получателя подтвердить свою личность: отправитель и получатель должны быть уверены в том, что каждый из них является тем, за кого он себя выдает;

■ целостности (Integrity), гарантирующей сохранность данных, которая обеспечивается запретом для неавторизованных пользователей каким-либо образом изменять, модифицировать, разрушать или создавать данные.

Политика безопасности, включающая в себя совокупность норм и правил, регламентирующих процесс обработки информации, формируется на этапе развертывания сети с учетом таких основополагающих принципов, как:

■ комплексный подход к обеспечению безопасности, начиная с организационно-административных запретов и заканчивая встроенными средствами сетевой защиты;

■ предоставление каждому сотруднику предприятия (пользователю компьютеров, информационной системы, сети) того минимального уровня привилегий на доступ к данным, который необходим ему для выполнения своих должностных обязанностей;

■ принцип баланса возможного ущерба от реализации угрозы и за¬трат на ее предотвращение. Например, в некоторых случаях можно отказаться от дорогостоящих аппаратных средств защиты, ужесточив административные меры.

Основная задача политики безопасности состоит в защите от несанкционированного доступа к ресурсам информационной системы. Политика безопасности является эффективным средством, заставляющим всех пользователей корпоративной сети следовать раз и навсегда установленным правилам безопасности. Ее реализация начинается с выявления уязвимых компонентов и угроз и принятия соответствующих контрмер.

Уязвимым является такой компонент, некорректное использование или сбой которого может поставить под угрозу безопасность всей сети. К уязвимым компонентам относят пользователей сети, которые могут нанести вред сознательно, случайно или в силу отсутствия опыта.

Если информация нерегулярно резервируется, перед всей корпоративной сетью возникает вполне реальная угроза потери данных в результате умышленного или случайного повреждения основного накопителя.

Угроза - это потенциальная попытка использования недостатков уязвимого компонента для нанесения вреда. При¬мерами угроз могут служить взломщики, вирусы, пожары, природные катаклизмы.

После оценки возможных угроз (рисков) переходят к выработке контрмер. Под контрмерой понимают действие, позволяющее минимизировать риск от определенного уязвимого компонента или некоторой угрозы. Одной из самых эффективных контрмер минимизации риска потери данных является создание надежной системы резервного копирования.

Результаты оценки рисков и выработанные контрмеры используются для создания плана безопасности, который должен в мельчайших подробностях описывать системные стратегии организации, имеющие непосредственное и отдаленное отношение к вопросам безопасности.

Планирование безопасности сети и данных.

Высокая степень безопасности может быть достигнута путем использования плана, предусматривающего применение различных мер и средств обеспечения безопасности.

Оценка требований к безопасности сетевых данных является первым этапом разработки плана по принятию мер их защиты. При этом должны быть учтены характер деятельности организации и хранящихся в сети данных, стратегия и стиль управления организацией, которые должен знать сетевой администратор и реализовать его в подведомственной ему сети.

Высокий уровень безопасности данных должен поддерживаться в организациях, располагающих данными, которые являются строго конфиденциальными по своей природе. Примером могут служить коммерческие организации, предоставляющие услуги или выпускающие продукцию в областях с высоким уровнем конкуренции. Некоторые виды данных должны быть защищены независимо от характера деятельности организации. К ним относятся бухгалтерская документация, налоговая информация, промышленные секреты (планы деятельности организаций и коммерческие планы, рецепты, технологии изготовления, тексты программ и т.д.).

Для принятия мер по защите данных в сети нужно выявить главные источники угроз их безопасности.

Существуют следующие виды угроз:

■ непреднамеренные, к которым относятся ошибочные действия лояльных сотрудников, стихийные бедствия, ненадежность работы программно-аппаратных средств и др.;

■ преднамеренные, которые явно направлены на причинение ущерба информационной безопасности;

■ внешние, которые проявляются в таких формах, как несанкционированное использование паролей и ключей; атаки DoS (Denial of Service - отказ в обслуживании), направленные на разрыв сетевого соединения или приведение его в неработоспособное состояние; подмена адреса; компьютерные вирусы и черви;

■ внутренние, к которым можно отнести промышленный шпионаж, интриги и недовольство служащих, случайные нарушения и т.п.

В плане безопасности должны быть самым детальным образом перечислить процедуры, выполнение которых предписывается политикой безопасности. Каждый сотрудник, отвечающий за выполнение конкретной процедуры, должен быть предупрежден о возможных последствиях в случае отступления от предписанного способа выполнения процедуры. Рекомендуется взять с сотрудника письменное подтверждение того, что он понимает смысл стратегии безопасности, согласен с ней и обязуется ей следовать, а так¬же регулярно обновлять план, т.е. пересматривать аспекты безопасности, пытаясь определить новые потенциально уязвимые компоненты, угрозы и контрмеры для борьбы с ними, и отражать изменения в плане.

СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Для безопасности сети используется широкий набор различных средств и технологий. Рассмотрим некоторые из них.

Базовые технологии безопасности.

В разных программных и аппаратных продуктах, предназначенных для защиты данных, часто используются одинаковые подходы, приемы и технические решения, которые в совокупности образуют технологию безопасности.

Криптозащита. Разработкой методов преобразования информации в целях ее защиты занимается криптография.

Преобразование общедоступных (понятных для всех) данных к виду, затрудняющему их распознавание, называется шифрованием (Encryption), а обратное преобразование - дешифрованием (Decryption). Шифрование является доступным средством для администраторов и пользователей и одним из эффективных средств обеспечения конфиденциальности информации. Следует выделить два основных способа шифрования данных: перестановку (Transposition), когда в исходных данных изменяют последовательность символов, и замену (Substitution), при которой с помощью некоторого шаблона производят замену всех символов используемого алфавита, например буквы заменяют цифрами.

Операции шифрования и дешифрования данных (информации) осуществляются с помощью ключей, которые создаются с привлечением математических формул.

Метод, при котором для обеих операций используется один ключ, называется симметричной криптографией (Symmetric Cryptography). При асимметричной криптографии (Asymmetric Cryptography) каждый пользователь сети должен располагать двумя ключами: общим (Public key) и частным (Private key). Оба ключа связаны друг с другом с помощью некоторой математической функции. Общий ключ известен каждому пользователю. Зашифрованное с помощью общего ключа сообщение может быть прочитано только с помощью частного ключа. Поскольку предполагается, что пользователь, которому адресуется сообщение, не разглашает свой ключ, он является единственным человеком, который может прочитать сообщение.

Популярны два алгоритма шифрования: симметричный DES (Data Encryption Standard - стандарт шифрования данных, который является официальным стандартом правительства США) и не¬симметричный RSA, разработанный учеными Rivest, Shamir, Adle- man и названный по начальным буквам их фамилий.

Для шифрования, аутентификации и проверки целостности передаваемых по сети пакетов разработан протокол IPSec (IP Securi¬ty), включающий в себя протокол АН (Authentication Header), позволяющий проверять идентичность отправителя, и протокол ESP (Encapsulating Security Payloads), обеспечивающий конфиденциальность самих данных. Протокол IPSec поддерживают маршрутизаторы компании Cisco Systems и ОС Windows 2000/ХР.

Для передачи через Internet зашифрованных, аутентифицированных сообщений используется протокол SSL (Secure Sockets Layer - уровень защищенных сокетов, или гнезд). В этом протоколе криптографическая система с открытым ключом комбинируется с блочным шифрованием данных.

Аутентификация (Authentication).

Это процедура установления подлинности пользователя при запросе доступа к ресурсам системы (компьютеру или сети). Аутентификация предотвращает доступ нежелательных лиц и разрешает доступ всем легальным пользователям. В процедуре аутентификации участвуют две стороны, одна из которых доказывает свое право на доступ (аутентичность), предъявляя некоторые аргументы, другая - проверяет эти аргументы и принимает решение. Для доказательства аутентичности может использоваться некоторое известное для обеих сторон слово (пароль) или уникальный физический предмет (ключ), а также собственные биохарактеристики (отпечатки пальцев или рисунок радужной оболочки глаза).

Наиболее часто при аутентификации используют вводимые с клавиатуры пароли.

Пароль представляет собой зашифрованную последовательность символов, которая держится в секрете и предъявляется при обращении к информационной системе.

Объектами аутентификации могут быть не только пользователи, но и различные устройства, приложения, текстовая и другая информация.

Идентификация субъектов и объектов доступа.

Идентификация предусматривает закрепление за каждым субъектом доступа уникального имени в виде номера, шифра или кода, например, персональный идентификационный номер (Personal Identification Number - PIN), социальный безопасный номер (So¬cial Security Number - SSN) и т. п. Идентификаторы пользователей должны быть зарегистрированы в информационной системе администратором службы безопасности.

При регистрации в базу данных системы защиты для каждого пользователя заносятся такие данные, как фамилия, имя, отчество и уникальный идентификатор пользователя, имя процедуры для установления подлинности и пароль пользователя, полномочия пользователя по доступу к системным ресурсам и др. Идентификацию следует отличать от аутентификации. Идентификация заключается в сообщении пользователем системе своего идентификатора, в то время как аутентификация является процедурой доказательства пользователем того, что именно ему принадлежит введенный им идентификатор.

Это процедура предоставления каждому из пользователей тех прав доступа к каталогам, фай¬лам и принтерам, которыми его наделил администратор. Кроме того, система авторизации может контролировать возможность выполнения пользователями различных системных функций, таких как установка системного времени, создание резервных копий данных, локальный доступ к серверу, выключение сервера и т. п.

■ избирательный, при котором отдельным пользователям (или группам), явно указанным своими идентификаторами, разрешаются или запрещаются определенные операции над определенным ресурсом;

■ мандатный, при котором вся информация в зависимости от степени секретности делится на уровни, а все пользователи сети - на группы, образующие иерархию в соответствии с уровнем допуска к этой информации.

Процедуры авторизации реализуются программными средства¬ми по централизованной схеме, в соответствии с которой пользователь один раз логически входит в сеть и получает на все время работы некоторый набор разрешений по доступу к ресурсам сети, и децентрализованной схеме, когда доступ к каждому приложению должен контролироваться средствами безопасности самого приложения или средствами той операционной среды, в которой оно работает.

Аудит (Auditing). Это фиксация в системном журнале событий, связанных с доступом к защищаемым системным ресурсам. Аудит используется для обнаружения неудачных попыток взлома системы. При попытке выполнить противоправные действия си¬стема аудита идентифицирует нарушителя и пишет сообщение в журнал регистрации. Анализ накопившейся и хранящейся в журнале информации может оказаться действенной мерой защиты от несанкционированного доступа.

Процедура рукопожатий. Для установления подлинности пользователей широко используется процедура рукопожатий (Handshaking - согласованный обмен, квитирование), построенная по принципу вопрос-ответ. Она предполагает, что правильные ответы на вопросы дают только те пользователи, для которых эти вопросы предназначены. Для подтверждения подлинности пользователя система последовательно задает ему ряд случайно вы¬бранных вопросов, на которые он должен дать ответ. Опознание считается положительным, если пользователь правильно ответил на все вопросы.

Технологии защищенного канала широко используются в виртуальных частных сетях, которые требуют принятия дополнительных мер по защите передаваемой информации. Требование конфиденциальности особенно важно, потому что пакеты, передаваемые по публичной сети, уязвимы для перехвата при их прохождении через каждый из узлов (серверов) на пути от источника к получателю. Технология защищенного канала включает в себя:

■ взаимную аутентификацию абонентов при установлении со¬единения;

■ защиту передаваемых по каналу сообщений от несанкционированного доступа;

■ подтверждение целостности поступающих по каналу сообщений.

В зависимости от места расположения программного обеспечения защищенного канала различают две схемы его образования.

1. Схема с конечными узлами (рис.1, а). В этой схеме защищенный канал образуется программными средствами, установленными на двух удаленных компьютерах. Компьютеры принадлежат двум разным АС одной организации и связаны между собой через публичную сеть.

2. Схема с оборудованием поставщика услуг публичной сети, расположенным на границе между частной и публичной сетями (рис. 1, б). В этой схеме защищенный канал прокладывается только внутри публичной сети с коммутацией пакетов. Средствами защиты являются пограничные устройства доступа (ПУД).

Средства безопасности, предоставляемые операционными системами.

Современные ОС способны обеспечить доступ к одному компьютеру и сетевым ресурсам многим пользователям. Для этого используются отдельные учетные записи, которым присвоены разные пароли. После правильного ввода регистрационной информации пользователь может получить доступ к ОС и сети; читать, изменять ресурсы и выполнять любые другие действия, которые соответствуют правам его учетной записи, создавать желаемую конфигурацию пользовательского интерфейса (рабочую среду) и т.д.

Выбор (или назначение) паролей подчинен стратегии обеспечения сетевой безопасности. Пароли должны удовлетворять определенным требованиям. Многие сетевые ОС позволяют администратору задавать длину и время жизни пароля; проверять пароль на наличие заданного пароля в словаре и, если он есть, предотвращать использование пароля; следить, чтобы пароль пользователя не повторялся. Кроме того, администратору предоставляются широкие возможности контроля за доступом к ресурсам. Например, одной и той же учетной записи он может одновременно разрешить просматривать содержимое файла filel. doc, но запретить вносить в него изменения; предоставить право читать, изменять, удалять файл file2. doc и даже устанавливать права доступа к нему других пользователей, а к файлу file3.doc отменить все права доступа.

В файловых системах с высоким уровнем безопасности права доступа можно устанавливать как на разделение ресурсов по сети, так и на использование этих ресурсов на одном и том же локальном компьютере. Локальные и сетевые права доступа могут не со¬впадать. Например, пользователю можно предоставить право пол¬ного контроля над файлом file4 . doc, когда он регистрируется на компьютере, хранящем этот файл, но ограничить право доступа того же пользователя к file4. doc при попытке получить к нему доступ с другого компьютера сети.

Администратор должен знать и учитывать, какими правами до¬ступа наделена данная ОС по умолчанию (сразу после загрузки). Так, по умолчанию разделяемый ресурс в серверах Windows NT/ ХР доступен для любого пользователя сети. Для ограничения прав доступа к ресурсу администратор должен их изменить, а в серверах NetWare разделяемый ресурс недоступен ни для одного пользователя. Здесь предоставление доступа требует явного вмешательства администратора.

Сетевая ОС Windows NT позволяет каждому пользователю назначать четыре вида (или привилегии) доступа к совместно используемому ресурсу: отсутствие доступа (No Access); полный доступ (Full Control); чтение (Read), предоставляющее право просматривать перечень файлов, открывать файлы, изучать их содержимое и копировать файлы на свои носители; редактирование (Change), предоставляющее дополнительную (к Read) возможность изменять содержимое существующих файлов и каталогов. Windows NT позволяет также управлять доступом к локальным файлам. Для этого файлы или каталоги должны быть расположены в логическом разделе жесткого диска, размеченном файловой системой NTFS. Помимо указанных выше привилегий система NTFS позволяет просматривать файлы каталога (привилегия List), добавлять файлы в каталог без изменения их содержимого (Add), просматривать существующие и добавлять новые файлы (Add & Read).

Администратор должен понимать способы назначения привилегий и взаимоотношения между назначенными привилегиями доступа к локальным и совместно используемым ресурсам и при¬менять наиболее эффективный способ назначения привилегий пользователям. При этом пользователи должны быть лишены возможности обращения к не нужным для работы ресурсам.

Система безопасности Windows NT предоставляет возможность регистрации всех происходящих событий. Однако ведение отчетности требует постоянно запущенных приложений, что снижает производительность сети, поэтому к протоколированию событий, которое также отнимает время, администратор и пользователи сети должны походить избирательно и активизировать средства регистрации событий только на тех рабочих станциях, которые этого требуют. Журнал регистрации событий может оказаться полезным источником информации при администрировании сети.

Аппаратные средства защиты.

Основой надежной защиты данных от многих неисправностей аппаратных средств является избыточность. При выходе из строя некоторого сетевого устройства начинает функционировать его резервный дублер. Потерю данных при выходе из строя винчестера можно восполнить файлами, хранящимися в системе резервного копирования.

Некоторые сер¬веры поддерживают возможность установки избыточных устройств, автоматически передающих полномочия отказавшего компонента исправному. Такая избыточность применима к охлаждающим вентиляторам, источникам питания, сетевым адаптерам, жестким дискам и центральным процессорам.

При резервировании электропитания используют избыточные источники электро¬энергии - устройство бесперебойного питания наряду с электро¬сетью. Резервное копирование данных предполагает создание избыточных копий ценных файлов на дополнительных (резервных) носителях. В системах отказоустойчивых дисков данные записываются на избыточных дисках. Высшей степенью избыточности является кластеризация, когда несколько серверов объединяются в группу. В сети кластер серверов виден пользователям как один сервер. Если один из серверов кластера выходит из строя, его обязанности выполняет другой сервер. Пользователи не замечают этого перехода. Средства поддержки кластеризации встроены в такие ОС, как, например Windows NT.

Резервное копирование данных. Оно осуществляется с помощью специальных программ и является действенной мерой защиты от возможной их потери при регулярном выполнении этой процедуры. Наличие резервной копии позволяет быстро восстановить утерянные данные.

Используются следующие способы резервного копирования:

Полное, при котором копируются все данные заданных дисков независимо от того, когда их копирование выполнялось последний раз и вносились ли с тех пор изменения;

Дифференциальное, когда копируются все файлы, которые из¬менялись со времени последнего полного копирования. Дифференциальное копирование выполняется в промежутках между полным копированием, благодаря этому экономится время. Для обновления данных нужно восстанавливать две последних копии - полную и дифференциальную;

Инкрементное. При этом способе копируются все файлы, которые изменялись со времени любого последнего копирования (а не последнего полного копирования). Это наиболее быстрый способ, однако он сложнее и занимает много времени на восстановление данных, так как необходимо восстанавливать последнюю полную копию и все инкрементные копии, созданные со времени последнего полного копирования.

Отказоустойчивая система дисков.

Под отказоустойчивостью понимают способность системы к восстановлению после аварии. Объединение (конфигурация) нескольких физических жестких дисков в отказоустойчивый набор называется системой RAID (Redundant Array of Independent Disks - избыточный набор независимых дисков). Он может быть реализован в не¬скольких различных формах. В зависимости от уровня (0 - 5 и 7) предоставляются различные способы объединения дисков: RAID О, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5.

Брандмауэры позволяют организовать защиту по всему периметру АС, создавая барьер между внутренней АС и соединениями с внешним миром (Internet). Такая защищенная область может быть установлена также в подсети.

Брандмауэр может быть реализован как аппаратным, так и программным способом.

Фактически он является средством фильтрации входящих и исходящих пакетов.

На основе правил безопасности, установленных сетевым администратором, брандмауэр определяет, следует ли пропустить поступивший пакет. Обычно брандмауэры располагают на шлюзах сети, являющихся точками ее соединения с другой сетью.

При рассмотрении безопасности информационных систем обычно выделяют две группы проблем: безопасность компьютера и сетевая безопасность. К безопасно¬сти компьютера относят все проблемы защиты данных, хранящихся и обрабаты¬вающихся компьютером, который рассматривается как автономная система. Эти проблемы решаются средствами операционных систем и приложений, таких как базы данных, а также встроенными аппаратными средствами компьютера. Под сетевой безопасностью понимают все вопросы, связанные с взаимодействием уст¬ройств в сети, это прежде всего защита данных в момент их передачи по линиям связи и защита от несанкционированного удаленного доступа в сеть. И хотя под¬час проблемы компьютерной и сетевой безопасности трудно отделить друг от друга, настолько тесно они связаны, совершенно очевидно, что сетевая безопас¬ность имеет свою специфику. Автономно работающий компьютер можно эффективно защитить от внешних по¬кушений разнообразными способами, например, просто запереть на замок кла¬виатуру или снять жесткий накопитель и поместить его в сейф. Компьютер, ра¬ботающий в сети, по определению не может полностью отгородиться от мира, он должен общаться с другими компьютерами, возможно, даже удаленными от него на большое расстояние, поэтому обеспечение безопасности в сети является зада¬чей значительно более сложной. Логический вход чужого пользователя в ваш компьютер является штатной ситуацией, если вы работаете в сети. Обеспечение безопасности в такой ситуации сводится к тому, чтобы сделать это проникнове¬ние контролируемым - каждому пользователю сети должны быть четко опреде¬лены его права по доступу к информации, внешним устройствам и выполнению системных действий на каждом из компьютеров сети. Помимо проблем, порождаемых возможностью удаленного входа в сетевые ком¬пьютеры, сети по своей природе подвержены еще одному виду опасности - перехвату и анализу сообщений, передаваемых по сети, а также созданию «ложного» трафика. Большая часть средств обеспечения сетевой безопасности направлена на предотвращение именно этого типа нарушений. Вопросы сетевой безопасности приобретают особое значение сейчас, когда при построении корпоративных сетей наблюдается переход от использования выделенных каналов к публичным сетям (Интернет, frame relay). Поставщики услуг публичных сетей пока редко обеспечивают защиту пользовательских данных при их транспортировке по своим магистралям, возлагая на пользователей заботы по их конфиденциальности, целостности и доступности.

Основные понятия безопасности

Конфиденциальность, целостность и доступность данных

Безопасная информационная система - это система, которая, во-первых, защи¬щает данные от несанкционированного доступа, во-вторых, всегда готова предос¬тавить их своим пользователям, а в-третьих, надежно хранит информацию и гарантирует неизменность данных. Таким образом, безопасная система по опре¬делению обладает свойствами конфиденциальности, доступности и целостности.

• Конфиденциальность (confidentiality) - гарантия того, что секретные данные будут доступны только тем пользователям, которым этот доступ разрешен (такие пользователи называются авторизованными).
• Доступность (availability) - гарантия того, что авторизованные пользователи всегда получат доступ к данным.
• Целостность (integrity) - гарантия сохранности данными правильных значе¬ний, которая обеспечивается запретом для неавторизованных пользователей каким-либо образом изменять, модифицировать, разрушать или создавать данные.

Требования безопасности могут меняться в зависимости от назначения системы, характера используемых данных и типа возможных угроз. Трудно представить систему, для которой были бы не важны свойства целостности и доступности, но свойство конфиденциальности не всегда является обязательным. Например, если вы публикуете информацию в Интернете на Web-сервере, и вашей целью является сделать ее доступной для самого широкого круга людей, то конфиден¬циальность в данном случае не требуется. Однако требования целостности и до¬ступности остаются актуальными.

Действительно, если вы не предпримете специальных мер по обеспечению цело¬стности данных, злоумышленник может изменить данные на вашем сервере и нанести этим ущерб вашему предприятию. Преступник может, например, внести такие изменения в помещенный на Web-сервере прайс-лист, которые снизят кон¬курентоспособность вашего предприятия, или испортить коды свободно распро¬страняемого вашей фирмой программного продукта, что безусловно скажется на ее деловом имидже.

Не менее важным в данном примере является и обеспечение доступности дан¬ных. Затратив немалые средства на создание и поддержание сервера в Интер¬нете, предприятие вправе рассчитывать на отдачу: увеличение числа клиентов, количества продаж и т. д. Однако существует вероятность того, что злоумышленник предпримет атаку, в результате которой помещенные на сервер данные станут недоступными для тех, кому они предназначались. Примером таких зло¬намеренных действий может служить «бомбардировка» сервера IP-пакетами с неправильным обратным адресом, которые в соответствии с логикой работы это¬го протокола могут вызывать тайм-ауты, а в конечном счете сделать сервер не¬доступным для всех остальных запросов.

Понятия конфиденциальности, доступности и целостности могут быть определе¬ны не только по отношению к информации, но и к другим ресурсам вычисли¬тельной сети, например внешним устройствам или приложениям. Существует множество системных ресурсов, возможность «незаконного» использования кото¬рых может привести к нарушению безопасности системы. Например, неограни¬ченный доступ к устройству печати позволяет злоумышленнику получать копии распечатываемых документов, изменять параметры настройки, что может при¬вести к изменению очередности работ и даже к выводу устройства из строя. Свойство конфиденциальности, примененное к устройству печати, можно интер¬претировать так, что доступ к устройству имеют те и только те пользователи, ко¬торым этот доступ разрешен, причем они могут выполнять только те операции с устройством, которые для них определены. Свойство доступности устройства означает его готовность к использованию всякий раз, когда в этом возникает не¬обходимость. А свойство целостности может быть определено как свойство неиз¬менности параметров настройки данного устройства. Легальность использования сетевых устройств важна не только постольку, поскольку она влияет на безопас¬ность данных. Устройства могут предоставлять различные услуги: распечатку тек¬стов, отправку факсов, доступ в Интернет, электронную почту и т. п., незаконное потребление которых, наносящее материальный ущерб предприятию, также яв¬ляется нарушением безопасности системы.

Любое действие, которое направлено на нарушение конфиденциальности, цело¬стности и/или доступности информации, а также на нелегальное использование других ресурсов сети, называется угрозой. Реализованная угроза называется ата¬кой. Риск - это вероятностная оценка величины возможного ущерба, который может понести владелец информационного ресурса в результате успешно прове¬денной атаки. Значение риска тем выше, чем более уязвимой является сущест¬вующая система безопасности и чем выше вероятность реализации атаки.

Классификация угроз

Универсальной классификации угроз не существует, возможно, и потому, что нет предела творческим способностям человека, и каждый день применяются новые способы незаконного проникновения в сеть, разрабатываются новые средства мо¬ниторинга сетевого трафика, появляются новые вирусы, находятся новые изъяны в существующих программных и аппаратных сетевых продуктах. В ответ на это разрабатываются все более изощренные средства защиты, которые ставят пре¬граду на пути многих типов угроз, но затем сами становятся новыми объектами атак. Тем не менее попытаемся сделать некоторые обобщения. Так, прежде всего угрозы могут быть разделены на умышленные и неумышленные.

Неумышленные угрозы вызываются ошибочными действиями лояльных сотруд¬ников, становятся следствием их низкой квалификации или безответственности. Кроме того, к такому роду угроз относятся последствия ненадежной работы про¬граммных и аппаратных средств системы. Так, например, из-за отказа диска, кон¬троллера диска или всего файлового сервера могут оказаться недоступными данные, критически важные для работы предприятия. Поэтому вопросы безопас¬ности так тесно переплетаются с вопросами надежности, отказоустойчивости тех¬нических средств. Угрозы безопасности, которые вытекают из ненадежности работы программно-аппаратных средств, предотвращаются путем их совершен¬ствования, использования резервирования на уровне аппаратуры (RAID-масси¬вы, многопроцессорные компьютеры, источники бесперебойного питания, кла¬стерные архитектуры) или на уровне массивов данных (тиражирование файлов, резервное копирование).

Умышленные угрозы могут ограничиваться либо пассивным чтением данных или мониторингом системы, либо включать в себя активные действия, например нарушение целостности и доступности информации, приведение в нерабочее со¬стояние приложений и устройств. Так, умышленные угрозы возникают в резуль¬тате деятельности хакеров и явно направлены на нанесение ущерба предпри¬ятию.

В вычислительных сетях можно выделить следующие типы умышленных угроз:

• незаконное проникновение в одни из компьютеров сети под видом легально¬го пользователя;
• разрушение системы с помощью программ-вирусов;
• нелегальные действия легального пользователя;
• «подслушивание» внутрисетевого трафика.

Незаконное проникновение может быть реализовано через уязвимые места в сис¬теме безопасности с использованием недокументированных возможностей опе¬рационной системы. Эти возможности могут позволить злоумышленнику «обой¬ти» стандартную процедуру, контролирующую вход в сеть.

Другим способом незаконного проникновения в сеть является использование «чу¬жих» паролей, полученных путем подглядывания, расшифровки файла паролей, подбора паролей или получения пароля путем анализа сетевого трафика. Осо¬бенно опасно проникновение злоумышленника под именем пользователя, наде¬ленного большими полномочиями, например администратора сети. Для того чтобы завладеть паролем администратора, злоумышленник может попытаться войти в сеть под именем простого пользователя. Поэтому очень важно, чтобы все пользо¬ватели сети сохраняли свои пароли в тайне, а также выбирали их так, чтобы мак¬симально затруднить угадывание.

Подбор паролей злоумышленник выполняет с использованием специальных про¬грамм, которые работают путем перебора слов из некоторого файла, содержаще¬го большое количество слов. Содержимое файла-словаря формируется с учетом психологических особенностей человека, которые выражаются в том, что чело¬век выбирает в качестве пароля легко запоминаемые слова или буквенные соче¬тания.

Еще один способ получения пароля - это внедрение в чужой компьютер «троян¬ского коня». Так называют резидентную программу, работающую без ведома хозяи¬на данного компьютера и выполняющую действия, заданные злоумышленником. В частности, такого рода программа может считывать коды пароля, вводимого пользователем во время логического входа в систему.

Программа-«троянский конь» всегда маскируется под какую-нибудь полезную ути¬литу или игру, а производит действия, разрушающие систему. По такому прин¬ципу действуют и программы-вирусы, отличительной особенностью которых яв¬ляется способность «заражать» другие файлы, внедряя в них свои собственные копии. Чаще всего вирусы поражают исполняемые файлы. Когда такой испол¬няемый код загружается в оперативную память для выполнения, вместе с ним получает возможность исполнить свои вредительские действия вирус. Вирусы могут привести к повреждению или даже полной утрате информации.

Нелегальные действия легального пользователя - этот тип угроз исходит от ле¬гальных пользователей сети, которые, используя свои полномочия, пытаются вы¬полнять действия, выходящие за рамки их должностных обязанностей. Напри¬мер, администратор сети имеет практически неограниченные права на доступ ко всем сетевым ресурсам. Однако на предприятии может быть информация, до¬ступ к которой администратору сети запрещен. Для реализации этих ограниче¬ний могут быть предприняты специальные меры, такие, например, как шифрова¬ние данных, но и в этом случае администратор может попытаться получить дос¬туп к ключу. Нелегальные действия может попытаться предпринять и обычный пользователь сети. Существующая статистика говорит о том, что едва ли не по¬ловина всех попыток нарушения безопасности системы исходит от сотрудников предприятия, которые как раз и являются легальными пользователями сети.

«Подслушивание» внутрисетевого трафика - это незаконный мониторинг сети, захват и анализ сетевых сообщений. Существует много доступных программных и аппаратных анализаторов трафика, которые делают эту задачу достаточно три¬виальной. Еще более усложняется защита от этого типа угроз в сетях с глобаль¬ными связями. Глобальные связи, простирающиеся на десятки и тысячи кило¬метров, по своей природе являются менее защищенными, чем локальные связи (больше возможностей для прослушивания трафика, более удобная для злоумыш¬ленника позиция при проведении процедур аутентификации). Такая опасность одинаково присуща всем видам территориальных каналов связи и никак не зави¬сит от того, используются собственные, арендуемые каналы или услуги общедос¬тупных территориальных сетей, подобных Интернету.

Однако использование общественных сетей (речь в основном идет об Интерне¬те) еще более усугубляет ситуацию. Действительно, использование Интернета добавляет к опасности перехвата данных, передаваемых по линиям связи, опас¬ность несанкционированного входа в узлы сети, поскольку наличие огромного числа хакеров в Интернете увеличивает вероятность попыток незаконного проникновения в компьютер. Это представляет постоянную угрозу для сетей, под соединенных к Интернету.

Интернет сам является целью для разного рода злоумышленников. Поскольку Интернет создавался как открытая система, предназначенная для свободного обмена информацией, совсем не удивительно, что практически все протоколы стека TCP/IP имеют «врожденные» недостатки защиты. Используя эти недос¬татки, злоумышленники все чаще предпринимают попытки несанкционирован¬ного доступа к информации, хранящейся на узлах Интернета.

Системный подход к обеспечению безопасности

Построение и поддержка безопасной системы требует системного полхода. В со¬ответствии с этим подходом прежде всего необходимо осознать весь спектр воз¬можных угроз для конкретной сети и для каждой из этих угроз продумать тактику ее отражения. В этой борьбе можно и нужно использовать самые разноплановые средства и приемы - морально-этические и законодательные, административ¬ные и психологические, защитные возможности программных и аппаратных средств сети.

К морально-этическим средствам защиты можно отнести всевозможные нормы, которые сложились по мере распространения вычислительных средств в той или иной стране. Например, подобно тому как в борьбе против пиратского копирова¬ния Программ в настоящее время в основном используются меры воспитатель¬ного плана, необходимо внедрять в сознание людей аморальность всяческих по¬кушений на нарушение конфиденциальности, целостности и доступности чужих информационных ресурсов.

Законодательные средства защиты - это законы, постановления правительства и указы президента, нормативные акты и стандарты, которыми регламентируют¬ся правила использования и обработки информации ограниченного доступа, а также вводятся меры ответственности за нарушения этих правил. Правовая регламентация деятельности в области защиты информации имеет целью защи¬ту информации, составляющей государственную тайну, обеспечение нрав потре¬бителей на получение качественных продуктов, защиту конституционных прав граждан на сохранение личной тайны, борьбу с организованной преступностью.

"Административные меры - это действия, предпринимаемые руководством пред¬приятия или организации для обеспечения информационной безопасности. К та¬ким мерам относятся конкретные правила работы сотрудников предприятия, например режим работы сотрудников, их должностные инструкции, строго опре¬деляющие порядок работы с конфиденциальной информацией на компьютере. К административным мерам также относятся правила приобретения предпри¬ятием средств безопасности. Представители администрации, которые несут от¬ветственность за защиту информации, должны выяснить, насколько безопасным является использование продуктов, приобретенных у зарубежных поставщиков. Особенно это касается продуктов, связанных с шифрованием. В таких случаях желательно проверить наличие у продукта сертификата, выданного российски¬ми тестирующими организациями.

Психологически е меры безопасности могут играть значительную роль в укрепле¬нии безопасности системы. Пренебрежение учетом психологических моментов в неформальных процедурах, связанных с безопасностью, может привести к на¬рушениям защиты. Рассмотрим, например, сеть предприятия, в которой работает много удаленных пользователей. Время от времени пользователи должны ме¬нять пароли (обычная практика для предотвращения их подбора). В данной системе выбор паролей осуществляет администратор. В таких условиях злоумыш¬ленник может позвонить администратору по телефону и от имени легального пользователя попробовать получить пароль. При большом количестве удален¬ных пользователей не исключено, что такой простой психологический прием мо¬жет сработать.

К физическим средствам защиты относятся экранирование помещений для защи¬ты от излучения, проверка поставляемой аппаратуры на соответствие ее специ¬фикациям и отсутствие аппаратных «жучков», средства наружного наблюдения, устройства, блокирующие физический доступ к отдельным блокам компьютера, различные замки и другое оборудование, защищающие помещения, где находят¬ся носители информации, от незаконного проникновения и т. д. и т. п.

Технические средства информационной безопасности реализуются программным и аппаратным обеспечением вычислительных сетей. Такие средства, называемые также службами сетевой безопасности, решают самые разнообразные задачи по защите системы, например контроль доступа, включающий процедуры аутен¬тификации и авторизации, аудит, шифрование информации, антивирусную за¬щиту, контроль сетевого трафика и много других задач. Технические средства безопасности могут быть либо встроены в программное (операционные системы и приложения) и аппаратное (компьютеры и коммуникационное оборудование) обеспечение сети, либо реализованы в виде отдельных продуктов, созданных специально для решения проблем безопасности.

Политика безопасности

Важность и сложность проблемы обеспечения безопасности требует выработки политики информационной безопасности , которая подразумевает ответы на еле дующие вопросы:

• Какую информацию защищать?
• Какой ущерб понесет предприятие при потере или при раскрытии тех или иных данных?
• Кто или что является возможным источником угрозы, какого рода атаки на безопасность системы могут быть предприняты?
• Какие средства использовать для защиты каждого вида информации?

Специалисты, ответственные за безопасность системы, формируя политику без¬опасности, должны учитывать несколько базовых принципов. Одним из таких принципов является предоставление каждому сотруднику предприятия того минимально уровня привилегий на доступ к данным, который необходим ему для выполнения его должностных обязанностей. Учитывая, что большая часть нару¬шений в области безопасности предприятий исходит именно от собственных со¬трудников, важно ввести четкие ограничения для всех пользователей сети, не на¬деляя их излишними возможностями.

Следующий принцип - использование комплексного подхода к обеспечению без¬опасности. Чтобы затруднить злоумышленнику доступ к данным, необходимо предусмотреть самые разные средства безопасности, начиная с организационно-административных запретов и кончая встроенными средствами сетевой аппара¬туры. Административный запрет на работу в воскресные дни ставит потенциаль¬ного нарушителя под визуальный контроль администратора и других пользовате¬лей, физические средства защиты (закрытые помещения, блокировочные ключи) ограничивают непосредственный контакт пользователя только приписанным ему компьютером, встроенные средства сетевой ОС (система аутентификации и авторизации) предотвращают вход в сеть нелегальных пользователей, а для легального пользователя ограничивают возможности только разрешенными для него операциями (подсистема аудита фиксирует его действия). Такая система защиты с многократным резервированием средств безопасности увеличивает ве¬роятность сохранности данных.

Используя многоуровневую систему защиты, важно обеспечивать баланс надежности защиты всех уровней . Если в сети все сообщения шифруются, но ключи легкодоступны, то эффект от шифрования нулевой. Или если на компьютерах установлена файловая система, поддерживающая избирательный доступ на уров¬не отдельных файлов, но имеется возможность получить жесткий диск и устано¬вить его на другой машине, то все достоинства средств защиты файловой систе¬мы сводятся на нет. Если внешний трафик сети, подключенной к Интернету, проходит через мощный брандмауэр, но пользователи имеют возможность свя¬зываться с узлами Интернета по коммутируемым линиям, используя локально установленные модемы, то деньги (как правило, немалые), потраченные на бранд¬мауэр, можно считать выброшенными на ветер.

Следующим универсальным принципом является использование средств, кото¬рые при отказе переходят в состояние максимальной защиты . Это касается самых различных средств безопасности. Если, например, автоматический пропускной пункт в какое-либо помещение ломается, то он должен фиксироваться в таком положении, чтобы ни один человек не мог пройти на защищаемую территорию. А если в сети имеется устройство, которое анализирует весь входной трафик и отбрасывает кадры с определенным, заранее заданным обратным адресом, то при отказе оно должно полностью блокировать вход в сеть. Неприемлемым следова¬ло бы признать устройство, которое бы при отказе пропускало в сеть весь внеш¬ний трафик.

Принцип единого контрольно-пропускного пункта - весь входящий во внутрен¬нюю сеть и выходящий во внешнюю сеть трафик должен проходить через един¬ственный узел сети, например через межсетевой экран (firewall). Только это позволяет в достаточной степени контролировать трафик. В противном случае, когда в сети имеется множество пользовательских станций, имеющих независи¬мый выход во внешнюю сеть, очень трудно скоординировать правила, ограничи¬вающие права пользователей внутренней сети по доступу к серверам внешней сети и обратно - права внешних клиентов по доступу к ресурсам внутренней сети.

Принцип баланса возможного ущерба от реализации угрозы и затрат на ее предотвращение . Ни одна система безопасности не гарантирует защиту данных на уровне 100 %, поскольку является результатом компромисса между возможны¬ми рисками и возможными затратами. Определяя политику безопасности, адми¬нистратор должен взвесить величину ущерба, которую может понести предприятие в результате нарушения защиты данных, и соотнести ее с величиной за¬трат, требуемых на обеспечение безопасности этих данных. Так, в некоторых случаях можно отказаться от дорогостоящего межсетевого экрана в пользу стан¬дартных средств фильтрации обычного маршрутизатора, в других же можно пой¬ти на беспрецедентные затраты. Главное, чтобы принятое решение было обосно¬вано экономически.

При определении политики безопасности для сети, имеющей выход в Интернет, специалисты рекомендуют разделить задачу на две части: выработать политику доступа к сетевым службам Интернета и выработать политику доступа к ресур¬сам внутренней сети компании.

Политика доступа к сетевым службам Интернета включает следующие пункты:

• Определение списка служб Интернета, к которым пользователи внутренней сети должны иметь ограниченный доступ.
• Определение ограничений на методы доступа, например на использование протоколов SLIP (Serial Line Internet Protocol) и PPP (Point-to-Point Proto¬col). Ограничения методов доступа необходимы для того, чтобы пользователи не могли обращаться к «запрещенным» службам Интернета обходными путями. Например, если для ограничения доступа к Интернету в сети устанавлива¬ется специальный шлюз, который не дает возможности пользователям рабо¬тать в системе WWW, они могут устанавливать с Web-серверами РРР-соеди-нения по коммутируемой линии. Во избежание этого надо просто запретить использование протокола РРР.
• Принятие решения о том, разрешен ли доступ внешних пользователей из Ин¬тернета во внутреннюю сеть. Если да, то кому. Часто доступ разрешают толь¬ко для некоторых, абсолютно необходимых для работы предприятия служб например электронной почты.

Политика доступа к ресурсам внутренней сети компании может быть выражен в одном из двух принципов:

• запрещать все, что не разрешено в явной форме;
• разрешать все, что не запрещено в явной форме.

В соответствии с выбранным принципом определяются правила обработки внеш¬него трафика межсетевыми экранами или маршрутизаторами. Реализация защи¬ты на основе первого принципа дает более высокую степень безопасности, одна ко при этом могут возникать большие неудобства у пользователей, а кроме того такой способ защиты обойдется значительно дороже. При реализации второг принципа сеть окажется менее защищенной, однако пользоваться ею будет удо нее и потребуется меньше затрат.

Базовые технологии безопасности

В разных программных и аппаратных продуктах, предназначенных для защит данных, часто используются одинаковые подходы, приемы и технические решения. К таким базовым технологиям безопасности относятся аутентификация, авторизация, аудит и технология защищенного канала.

Шифрование

Шифрование - это краеугольный камень всех служб информационной безопасности, будь то система аутентификации или авторизации, средства создания защищенного канала или способ безопасного хранения данных.

Любая процедура шифрования, превращающая информацию из обычного «по¬нятного» вида в «нечитабельный» зашифрованный вид, естественно, должна быть дополнена процедурой дешифрирования, которая, будучи примененной к зашифрованному тексту, снова приводит его в понятный вид. Пара процедур - шифрование и дешифрирование - называется криптосистемой .

Информацию, над которой выполняются функции шифрования и дешифрирования, будем условно называть «текст», учитывая, что это может быть также числовой массив или графические данные.

В современных алгоритмах шифрования предусматривается наличие параметра - секретного ключа . В криптографии принято правило Керкхоффа: «Стойкость шифра должна определяться только секретностью ключа». Так, все стандартные алгоритмы шифрования (например, DES, PGP) широко известны, их детальное описание содержится в легко доступных документах, но от этого их эффективность не снижается. Злоумышленнику может быть все известно об алгоритме шифрования, кроме секретного ключа (следует отметить, однако, что существует немало фирменных алгоритмов, описание которых не публикуется).

Алгоритм шифрования считается раскрытым , если найдена процедура, позволяющая подобрать ключ за реальное время. Сложность алгоритма раскрытия является одной из важных характеристик криптосистемы и называется криптостойкостъю .

Существуют два класса криптосистем - симметричные и асимметричные. В сим¬метричных схемах шифрования (классическая криптография) секретный ключ зашифровки совпадает с секретным ключом расшифровки. В асимметричных схе¬мах шифрования (криптография с открытым ключом) открытый ключ зашифровки не совпадает с секретным ключом расшифровки.

Симметричные алгоритмы шифрования

На рис. 11.1 приведена классическая модель симметричной криптосистемы, теоретические основы которой впервые были изложены в 1949 году в работе Клода Шеннона. В данной модели три участника: отправитель, получатель, злоумышленник. Задача отправителя заключается в том, чтобы по открытому каналу передать некоторое сообщение в защищенном виде. Для этого он на ключе к зашифровывает открытый текст X и передает шифрованный текст Y. Задача получателя заключается в том, чтобы расшифровать Y и прочитать сообщение X. Предполагается, что отправитель имеет свой источник ключа. Сгенерированный ключ заранее по надежному каналу передается получателю. Задача злоумышленника заключается в перехвате и чтении передаваемых сообщений, а также в ими¬тации ложных сообщений.

Модель является универсальной - если зашифрованные данные хранятся в компьютере и никуда не передаются, отправитель и получатель совмещаются в одном лице, а в роли злоумышленника выступает некто, имеющий доступ к компьютеру в ваше отсутствие.

Наиболее популярным стандартным симметричным алгоритмом шифрования данных является DES {Data Enciyption Standard). Алгоритм разработан фирмой IBM и в 1976 году был рекомендован Национальным бюро стандартов к использованию в открытых секторах экономики. Суть этого алгоритма заключается в следующем (рис. 11.2).

Данные шифруются поблочно. Перед шифрованием любая форма представления данных преобразуется в числовую. Эти числа получают путем любой открытой процедуры преобразования блока текста в число. Например, ими могли бы быть значения двоичных чисел, полученных слиянием ASCII-кодов последовательных символов соответствующего блока текста. На вход шифрующей функции поступает блок данных размером 64 бита, он делится пополам на левую (L) и правую (R) части. На первом этапе на место левой части результирующего блока помещается правая часть исходного блока. Правая часть результирующего блока вычисляется как сумма по модулю 2 (операция XOR) левой и правой частей исходного блока. Затем на основе случайной двоичной последовательности по определенной схеме в полученном результате выполняются побитные замены и перестановки. Используемая двоичная последовательность, представляющая собой ключ данного алгоритма, имеет длину 64 бита, из которых 56 действительно случайны, а 8 предназначены для контроля ключа.

Вот уже в течение двух десятков лет алгоритм DES испытывается на стойкость. И хотя существуют примеры успешных попыток «взлома» данного алгоритма, в целом можно считать, что он выдержал испытания. Алгоритм DES широко используется в различных технологиях и продуктах безопасности информационных систем. Для того чтобы повысить криптостойкость алгоритма DES, иногда применяют его усиленный вариант, называемый «тройным UES», который включает троекратное шифрование с использованием двух разных ключей. При этом можно считать, что длина ключа увеличивается с 56 бит до 112 бит, а значит, криптостойкость алгоритма существенно повышается. Но за это приходится платить производительностью - «тройной DES» требует в три раза больше времени, чем «обычный» DES.

В симметричных алгоритмах главную проблему представляют ключи. Во-первых, криптостойкость многих симметричных алгоритмов зависит от качества ключа, это предъявляет повышенные требования к службе генерации ключей. Во-вторых, принципиальной является надежность канала передачи ключа второму участнику секретных переговоров. Проблема с ключами возникает даже в системе С двумя абонентами, а в системе с n абонентами, желающими обмениваться секретными данными по принципу «каждый с каждым», потребуется их(и-1)/2 ключей, которые должны быть сгенерированы и распределены надежным образом. То есть количество ключей пропорционально квадрату количества абонентов, что при большом числе абонентов делает задачу чрезвычайно сложной. Несимметричные алгоритмы, основанные на использовании открытых ключей, снимают эту проблему.

Несимметричные алгоритмы шифрования

В середине 70-х двое ученых - Винфилд Диффи и Мартин Хеллман - описали принципы шифрования с открытыми ключами.

Особенность шифрования на основе открытых ключей состоит в том, что одно¬временно генерируется уникальная пара ключей, таких, что текст, зашифрованный одним ключом, может быть расшифрован только с использованием второго ключа и наоборот.

В модели криптосхемы с открытым ключом также три участника: отправитель, получатель, злоумышленник (рис. 11.3). Задача отправителя заключается в том, чтобы по открытому каналу связи передать некоторое сообщение в защищенном виде. Получатель генерирует на своей стороне два ключа: открытый Е и закрытый D. Закрытый ключ D (часто называемый также личным ключом) абонент должен сохранять в защищенном месте, а открытый ключ Е он может передать всем, с кем он хочет поддерживать защищенные отношения. Открытый ключ используется для шифрования текста, но расшифровать текст можно только с помощью закрытого ключа. Поэтому открытый ключ передается отправителю в незащищенном виде. Отправитель, используя открытый ключ получателя, шифрует сообщение X и передает его получателю. Получатель расшифровывает сообщение своим закрытым ключом D.Рисунок 11.3

Очевидно, что числа, одно из которых используется для шифрования текста, а другое - для дешифрирования, не могут быть независимыми друг от друга, а значит, есть теоретическая возможность вычисления закрытого ключа по открытому, но это связано с огромным количеством вычислений, которые требуют соответственно огромного времени. Поясним принципиальную связь между закрытым и открытым ключами следующей аналогией.

Пусть абонент 1 (рис. 11.4, а) решает вести секретную переписку со своими сотрудниками на малоизвестном языке, например санскрите. Для этого он обзаводится санскритско-русским словарем, а всем своим абонентам посылает русско-санскритские словари. Каждый из них, пользуясь словарем, пишет сообщения на санскрите и посылает их абоненту 1, который переводит их на русский язык, пользуясь доступным только ему санскритско-русским словарем. Очевидно, что здесь роль открытого ключа Е играет русско-санскритский словарь, а роль закрытого ключа D - санскритско-русский словарь. Могут ли абоненты 2, 3 и 4 прочитать чужие сообщения S2, S3, S4, которые посылает каждый из них абоненту 1? Вообще-то нет, так как, для этого им нужен санскритско-русский словарь, обладателем которого является только абонент 1. Но теоретическая возможность этого имеется, так как затратив массу времени, можно прямым перебором составить санскритско-русский словарь по русско-санскритскому словарю. Такая процедура, требующая больших временных затрат, является отдаленной аналогией восстановления закрытого ключа по открытому.

На рис. 11.4, б показана другая схема использования открытого и закрытого ключей, целью которой является подтверждение авторства (аутентификация или электронная подпись) посылаемого сообщения. В этом случае поток сообщений имеет обратное направление - от абонента 1, обладателя закрытого ключа D, к его корреспондентам, обладателям открытого ключа Е. Если абонент 1 хочет аутентифицировать себя (поставить электронную подпись), то он шифрует известный текст своим закрытым ключом D и передает шифровку своим корреспондентам. Если им удается расшифровать текст открытым ключом абонента 1, то это доказывает, что текст был зашифрован его же закрытым ключом, а значит, именно он является автором этого сообщения. Заметим, что в этом случае сообщения S2, S3, S4, адресованные разным абонентам, не являются секретными, так как все они - обладатели одного и того же открытого ключа, с помощью которо¬го они могут расшифровывать все сообщения, поступающие от абонента 1.

Если же нужна взаимная аутентификация и двунаправленный секретный обмен сообщениями, то каждая из общающихся сторон генерирует собственную пару ключей и посылает открытый ключ своему корреспонденту.

Для того чтобы в сети все n абонентов имели возможность не только принимать зашифрованные сообщения, но и сами посылать таковые, каждый абонент должен обладать своей собственной парой ключей Е и D. Всего в сети будет 2n ключей: n открытых ключей для шифрования и n секретных ключей для дешифрирования. Таким образом решается проблема масштабируемости - квадратичная зависимость количества ключей от числа абонентов в симметричных алгоритмах заменяется линейной зависимостью в несимметричных алгоритмах. Исчезает и задача секретной доставки ключа. Злоумышленнику нет смысла стремиться завладеть открытым ключом, поскольку это не дает возможности расшифровывать текст или вычислить закрытый ключ.

Хотя информация об открытом ключе не является секретной, ее нужно защи¬щать от подлогов, чтобы злоумышленник под именем легального пользователя не навязал свой открытый ключ, после чего с помощью своего закрытого ключа он может расшифровывать все сообщения, посылаемые легальному пользователю и отправлять свои сообщения от его имени. Проще всего было бы распространять списки, связывающие имена пользователей с их открытыми ключами широковещательно, путем публикаций в средствах массовой информации (бюллетени, специализированные журналы и т. п.). Однако при таком подходе мы снова, как и в случае с паролями, сталкиваемся с плохой масштабируемостью. Решением этой проблемы является технология цифровых сертификатов. Сертификат - это электронный документ, который связывает конкретного пользователя с конкретным ключом.

В настоящее время одним из наиболее популярных криптоалгоритмов с открытым ключом является криптоалгоритм RSA.

Криптоалгоритм RSA

В 1978 году трое ученых (Ривест, Шамир и Адлеман) разработали систему шифрования с открытыми ключами RSA (Rivest, Shamir, Adleman), полностью отвечающую всем принципам Диффи-Хеллмана. Этот метод состоит в следующем:

• Случайно выбираются два очень больших простых числа р и q.
• Вычисляются два произведения n=pxq и m=(p-l)x(q-l).
• Выбирается случайное целое число Е, не имеющее общих сомножителей с т.
• Находится D, такое, что DE=1 по модулю т.
• Исходный текст, X, разбивается на блоки таким образом, чтобы 0<Х<п.
• Для шифрования сообщения необходимо вычислить С=ХЕ по модулю п.
• Для дешифрирования вычисляется X=CD по модулю п.

Таким образом, чтобы зашифровать сообщение, необходимо знать пару чисел (Е, n), а чтобы дешифрировать - пару чисел (D, n). Первая пара - это открытый ключ, а вторая - закрытый.

Зная открытый ключ (Е, n), можно вычислить значение закрытого ключа D. Необходимым промежуточным действием в этом преобразовании является нахождение чисел р и q, для чего нужно разложить на простые множители очень большое число n, а на это требуется очень много времени. Именно с огромной вычислительной сложностью разложения большого числа на простые множители связана высокая криптоетойкость алгоритма RSA. В некоторых публикациях приводятся следующие оценки: для того чтобы найти разложение 200-значного числа, понадобится 4 миллиарда лет работы компьютера с быстродействием миллион операций в секунду. Однако следует учесть, что в настоящее время активно ведутся работы по совершенствованию методов разложения больших чисел, поэтому в алгоритме RSA стараются применять числа длиной более 200 десятичных разрядов.

Программная реализация криптоалгоритмов типа RSA значительно сложнее и менее производительна, чем реализация классических криптоалгоритмов тип; DES. Вследствие сложности реализации операций модульной арифметики крип тоалгоритм RSA часто используют только для шифрования небольших объемов информации, например для рассылки классических секретных ключей или в алгоритмах цифровой подписи, а основую часть пересылаемой информации шуфруют с помощью симметричных алгоритмов.

В табл.11.1 приведены некоторые сравнительные характеристики киптоалгоритма DES и криптоалгоритма RSA.

Односторонние функции шифрования

Во многих базовых технологиях безопасности используется еще один прием шифрования - шифрование с помощью односторонней функции (one-way function), называемой также хэш-функцией (hash function), или дайджест-функцией (di¬gest function).

Эта функция, примененная к шифруемым данным, дает в результате значение (дайджест), состоящее из фиксированного небольшого числа байт (рис. 11.5, а). Дайджест передается вместе с исходным сообщением. Получатель сообщения, зная, какая односторонняя функция шифрования (ОФШ) была применена для получения дайджеста, заново вычисляет его, используя незашифрованную часть сообщения. Если значения полученного и вычисленного дайджестов совпадают, то значит, содержимое сообщения не было подвергнуто никаким изменениям. Знание дайджеста не дает возможности восстановить исходное сообщение, но зато позволяет проверить целостность данных.

Дайджест является своего рода контрольной суммой для исходного сообщения. Однако имеется и существенное отличие. Использование контрольной суммы является средством проверки целостности передаваемых сообщений по ненадежным линиям связи. Это средство не направлено на борьбу со злоумышленниками, которым в такой ситуации ничто не мешает подменить сообщение, добавив к нему новое значение контрольной суммы. Получатель в таком случае не заметит никакой подмены.

В отличие от контрольной суммы при вычислении дайджеста требуются секрет¬ные ключи. В случае если для получения дайджеста использовалась односторонняя функция с параметром, который известен только отправителю и получателю, любая модификация исходного сообщения будет немедленно обнаружена.

На рис. 11.5, б показан другой вариант использования односторонней функции шифрования для обеспечения целостности данных. В данном случае односто¬ронняя функция не имеет параметра-ключа, но зато применяется не просто к сообщению, а к сообщению, дополненному секретным ключом. Получатель, извле¬кая исходное сообщение, также дополняет его тем же известным ему секретным ключом, после чего применяет к полученным данным одностороннюю функцию. Результат вычислений сравнивается с полученным по сети дайджестом. Рисунок Помимо обеспечения целостности сообщений дайджест может быть использован в качестве электронной подписи для аутентификации передаваемого документа.

Построение односторонних функций является трудной задачей. Такого рода функции должны удовлетворять двум условиям:

• по дайджесту, вычисленному с помощью данной функции, невозможно каким-либо образом вычислить исходное сообщение;
• должна отсутствовать возможность вычисления двух разных сообщений, для которых с помощью данной функции могли быть вычислены одинаковые дайджесты.

Наиболее популярной в системах безопасности в настоящее время является серия хэш-функций MD2, MD4, MD5. Все они генерируют дайджесты фиксированной длины 16 байт. Адаптированным вариантом MD4 является американский стандарт SHA, длина дайджеста в котором составляет 20 байт. Компания IBM поддерживает односторонние функции MDC2 и MDC4, основанные на алгоритме шифрования DES.

Литература

• Сетевые операционные системы/В.Г.Олифер, Н.А.Олифер.-СПб.: Питер,2004.-544 с.:ил.

Концепция "авторитетных рекомендаций" представляет собой набор указаний, которые обеспечивают должный уровень безопасности. Авторитетные рекомендации (далее - рекомендации) - это комбинация указаний, эффективность которых доказана при применении в самых различных организациях. Не все указания пригодны для использования в конкретной организации. В некоторых компаниях необходимы дополнительные политики и процедуры, обучение персонала или контроль за технической безопасностью для достижения приемлемого уровня управления безопасностью .

Административная безопасность

Рекомендации по административной безопасности - это те решения, которые соответствуют политикам и процедурам, ресурсам, степени ответственности, потребностям в обучении персонала и планам по выходу из критических ситуаций. Эти меры призваны определить важность информации и информационных систем для компании и объяснить персоналу, в чем именно заключается эта важность. Рекомендации по обеспечению административной безопасности определяют ресурсы, необходимые для осуществления должного управления рисками и определения лиц, несущих ответственность за управление безопасностью организации.

Политики и процедуры

Политики безопасности определяют метод, согласно которому обеспечивается безопасность внутри организации. После определения политики предполагается, что большинство сотрудников компании будут ее соблюдать. Следует понимать, что полного и безоговорочного выполнения политики не будет. В некоторых случаях политика будет нарушаться из-за требований, связанных с деловой деятельностью организации. В других случаях игнорирование политики обусловлено сложностью ее выполнения.

Даже принимая во внимание тот факт, что политика будет выполняться не постоянно, она формирует ключевой компонент программы по обеспечению безопасности и должна быть включена в перечень рекомендаций по защите. При отсутствии политики сотрудники не будут знать, что делать для защиты информации и компьютерных систем.

• Информационная политика. Определяет степень секретности информации внутри организации и необходимые требования к хранению, передаче, пометке и управлению этой информацией.
• Политика безопасности. Определяет технические средства управления и настройки безопасности, применяемые пользователями и администраторами на всех компьютерных системах.
• Политика использования . Определяет допустимый уровень использования компьютерных систем организации и штрафные санкции, предусмотренные за их нецелевое использование. Данная политика также определяет принятый в организации метод установки программного обеспечения и известна как политика приемлемого использования.
• Политика резервного копирования. Определяет периодичность резервного копирования данных и требования к перемещению резервных данных в отдельное хранилище. Кроме того, политики резервного копирования определяют время, в течение которого данные должны быть зарезервированы перед повторным использованием.

Политики сами по себе не формируют исчерпывающих инструкций по выполнению программы безопасности организации. Следует определить процедуры, согласно которым сотрудники будут выполнять определенные задачи, и которые будут определять дальнейшие шаги по обработке различных ситуаций с точки зрения безопасности. Внутри организации должны быть определены следующие процедуры.

• Процедура управления пользователями. Определяет, кто может осуществлять авторизованный доступ к тем или иным компьютерам организации, и какую информацию администраторы должны предоставлять пользователям, запрашивающим поддержку. Процедуры управления пользователями также определяют, кто несет ответственность за информирование администраторов о том, что сотруднику больше не требуется учетная запись. Аннулирование учетных записей важно с той точки зрения, чтобы доступ к системам и сетям организации имели только лица с соответствующими деловыми потребностями.
• Процедуры системного администрирования. Описывают, каким образом в данный момент времени применяется политика безопасности на различных системах, имеющихся в организации. Эта процедура подробно определяет, каким образом должна осуществляться работа с обновлениями и их установка на системы.
• Процедуры управления конфигурацией. Определяют шаги по внесению изменений в функционирующие системы. Изменения могут включать в себя обновление программного и аппаратного обеспечения, подключение новых систем и удаление ненужных систем.

Примечание

Во многих организациях управление обновлениями представляет собой большую проблему. Отслеживание обновлений для снижения уровня уязвимости систем, а также тестирование этих обновлений перед установкой на функционирующие системы (чтобы не отключать работающие приложения) занимает очень много времени, но эти задачи очень важны для любой организации.

Наряду с процедурами по управлению конфигурацией устанавливаются методологии разработки новых систем. Они очень важны для управления уязвимостями новых систем и для защиты функционирующих систем от несанкционированного изменения. Методология разработки определяет, как и когда должны разрабатываться и применяться меры защиты. Необходимо делать акцент на этих сведениях при проведении любых инструктажей разработчиков и менеджеров проектов.

· Основные понятия безопасности

· Конфиденциальность, целостность и доступность данных

· Классификация угроз

· Системный подход к обеспечению безопасности

· Политика безопасности

· Базовые технологии безопасности

· Технология защищенного канала

· Технологии аутентификации

· Сетевая аутентификация на основе многоразового пароля

· Аутентификация с использованием одноразового пароля

· Аутентификация на основе сертификатов

· Аутентификация информации

· Система Kerberos

· Первичная аутентификация

· Получение разрешения на доступ к ресурсному серверу

· Получение доступа к ресурсу

· Достоинства и недостатки

· Задачи и упражнения

При рассмотрении безопасности информационных систем обычно выделяют две группы проблем: безопасность компьютера и сетевая безопасность. К безопасности компьютера относят все проблемы защиты данных, хранящихся и обрабатывающихся компьютером, который рассматривается как автономная система. Эти проблемы решаются средствами операционных систем и приложений, таких как базы данных, а также встроенными аппаратными средствами компьютера. Под сетевой безопасностью понимают все вопросы, связанные с взаимодействием устройств в сети, это прежде всего защита данных в момент их передачи по линиям связи и защита от несанкционированного удаленного доступа в сеть. И хотя подчас проблемы компьютерной и сетевой безопасности трудно отделить друг от друга, настолько тесно они связаны, совершенно очевидно, что сетевая безопасность имеет свою специфику.

Автономно работающий компьютер можно эффективно защитить от внешних покушений разнообразными способами, например просто запереть на замок клавиатуру или снять жесткий накопитель и поместить его в сейф. Компьютер, работающий в сети, по определению не может полностью отгородиться от мира, он должен общаться с другими компьютерами, возможно, даже удаленными от него на большое расстояние, поэтому обеспечение безопасности в сети является задачей значительно более сложной. Логический вход чужого пользователя в ваш компьютер является штатной ситуацией, если вы работаете в сети. Обеспечение безопасности в такой ситуации сводится к тому, чтобы сделать это проникновение контролируемым - каждому пользователю сети должны быть четко определены его права по доступу к информации, внешним устройствам и выполнению системных действий на каждом из компьютеров сети.

Помимо проблем, порождаемых возможностью удаленного входа в сетевые компьютеры, сети по своей природе подвержены еще одному виду опасности - перехвату и анализу сообщений, передаваемых по сети, а также созданию «ложного» трафика. Большая часть средств обеспечения сетевой безопасности направлена на предотвращение именно этого типа нарушений.

Вопросы сетевой безопасности приобретают особое значение сейчас, когда при построении корпоративных сетей наблюдается переход от использования выделенных каналов к публичным сетям (Интернет, frame relay). Поставщики услуг публичных сетей пока редко обеспечивают защиту пользовательских данных при их транспортировке по своим магистралям, возлагая на пользователей заботы по их конфиденциальности, целостности и доступности.

Основные понятия безопасности

Конфиденциальность, целостность и доступность данных

Безопасная информационная система - это система, которая, во-первых, защищает данные от несанкционированного доступа, во-вторых, всегда готова предоставить их своим пользователям, а в-третьих, надежно хранит информацию и гарантирует неизменность данных. Таким образом, безопасная система по определению обладает свойствами конфиденциальности, доступности и целостности.

• Конфиденциальность (confidentiality) - гарантия того, что секретные данные будут доступны только тем пользователям, которым этот доступ разрешен (такие пользователи называются авторизованными).
• Доступность (availability) - гарантия того, что авторизованные пользователи всегда получат доступ к данным.
• Целостность (integrity) - гарантия сохранности данными правильных значений, которая обеспечивается запретом для неавторизованных пользователей каким-либо образом изменять, модифицировать, разрушать или создавать данные.

Требования безопасности могут меняться в зависимости от назначения системы, характера используемых данных и типа возможных угроз. Трудно представить систему, для которой были бы не важны свойства целостности и доступности, но свойство конфиденциальности не всегда является обязательным. Например, если вы публикуете информацию в Интернете на Web-сервере и вашей целью является сделать ее доступной для самого широкого круга людей, то конфиденциальность в данном случае не требуется. Однако требования целостности и доступности остаются актуальными.

Действительно, если вы не предпримете специальных мер по обеспечению целостности данных, злоумышленник может изменить данные на вашем сервере и нанести этим ущерб вашему предприятию. Преступник может, например, внести такие изменения в помещенный на Web-сервере прайс- лист, которые снизят конкурентоспособность вашего предприятия, или испортить коды свободно распространяемого вашей фирмой программного продукта, что безусловно скажется на ее деловом имидже.

Не менее важным в данном примере является и обеспечение доступности данных. Затратив немалые средства на создание и поддержание сервера в Интернете, предприятие вправе рассчитывать на отдачу: увеличение числа клиентов, количества продаж и т. д. Однако существует вероятность того, что злоумышленник предпримет атаку, в результате которой помещенные на сервер данные станут недоступными для тех, кому они предназначались. Примером таких злонамеренных действий может служить «бомбардировка» сервера IP-пакетами с неправильным обратным адресом, которые в соответствии с логикой работы этого протокола могут вызывать тайм-ауты, а в конечном счете сделать сервер недоступным для всех остальных запросов.

Понятия конфиденциальности, доступности и целостности могут быть определены не только по отношению к информации, но и к другим ресурсам вычислительной сети, например внешним устройствам или приложениям. Существует множество системных ресурсов, возможность «незаконного» использования которых может привести к нарушению безопасности системы. Например, неограниченный доступ к устройству печати позволяет злоумышленнику получать копии распечатываемых документов, изменять параметры настройки, что может привести к изменению очередности работ и даже к выводу устройства из строя. Свойство конфиденциальности, примененное к устройству печати, можно интерпретировать так, что доступ к устройству имеют те и только те пользователи, которым этот доступ разрешен, причем они могут выполнять только те операции с устройством, которые для них определены. Свойство доступности устройства означает его готовность к использованию всякий раз, когда в этом возникает необходимость. А свойство целостности может быть определено как свойство неизменности параметров настройки данного устройства. Легальность использования сетевых устройств важна не только постольку, поскольку она влияет на безопасность данных. Устройства могут предоставлять различные услуги: распечатку текстов, отправку факсов, доступ в Интернет, электронную почту и т. п., незаконное потребление которых, наносящее материальный ущерб предприятию, также является нарушением безопасности системы.

Любое действие, которое направлено на нарушение конфиденциальности, целостности и/или доступности информации, а также на нелегальное использование других ресурсов сети, называется угрозой. Реализованная угроза называется атакой. Риск - это вероятностная оценка величины возможного ущерба, который может понести владелец информационного ресурса в результате успешно проведенной атаки. Значение риска тем выше, чем более уязвимой является существующая система безопасности и чем выше вероятность реализации атаки.

Классификация угроз

Универсальной классификации угроз не существует, возможно, и потому, что нет предела творческим способностям человека, и каждый день применяются новые способы незаконного проникновения в сеть, разрабатываются новые средства мониторинга сетевого трафика, появляются новые вирусы, находятся новые изъяны в существующих программных и аппаратных сетевых продуктах. В ответ на это разрабатываются все более изощренные средства защиты, которые ставят преграду на пути многих типов угроз, но затем сами становятся новыми объектами атак. Тем не менее попытаемся сделать некоторые обобщения. Так, прежде всего угрозы могут быть разделены на умышленные и неумышленные.

Неумышленные угрозы вызываются ошибочными действиями лояльных сотрудников, становятся следствием их низкой квалификации или безответственности. Кроме того, к такому роду угроз относятся последствия ненадежной работы программных и аппаратных средств системы. Так, например, из-за отказа диска, контроллера диска или всего файлового сервера могут оказаться недоступными данные, критически важные для работы предприятия. Поэтому вопросы безопасности так тесно переплетаются с вопросами надежности, отказоустойчивости технических средств. Угрозы безопасности, которые вытекают из ненадежности работы программно-аппаратных средств, предотвращаются путем их совершенствования, использования резервирования на уровне аппаратуры (RAID-массивы, многопроцессорные компьютеры, источники бесперебойного питания, кластерные архитектуры) или на уровне массивов данных (тиражирование файлов, резервное копирование).

Умышленные угрозы могут ограничиваться либо пассивным чтением данных или мониторингом системы, либо включать в себя активные действия, например нарушение целостности и доступности информации, приведение в нерабочее состояние приложений и устройств. Так, умышленные угрозы возникают в результате деятельности хакеров и явно направлены на нанесение ущерба предприятию.

В вычислительных сетях можно выделить следующие типы умышленных угроз:

• незаконное проникновение в один из компьютеров сети под видом легального пользователя;
• разрушение системы с помощью программ-вирусов;
• нелегальные действия легального пользователя;
• «подслушивание» внутрисетевого трафика.

Незаконное проникновение может быть реализовано через уязвимые места в системе безопасности с использованием недокументированных возможностей операционной системы. Эти возможности могут позволить злоумышленнику «обойти» стандартную процедуру, контролирующую вход в сеть.

Другим способом незаконного проникновения в сеть является использование «чужих» паролей, полученных путем подглядывания, расшифровки файла паролей, подбора паролей или получения пароля путем анализа сетевого трафика. Особенно опасно проникновение злоумышленника под именем пользователя, наделенного большими полномочиями, например администратора сети. Для того чтобы завладеть паролем администратора, злоумышленник может попытаться войти в сеть под именем простого пользователя. Поэтому очень важно, чтобы все пользователи сети сохраняли свои пароли в тайне, а также выбирали их так, чтобы максимально затруднить угадывание.

Подбор паролей злоумышленник выполняет с использованием специальных программ, которые работают путем перебора слов из некоторого файла, содержащего большое количество слов. Содержимое файла-словаря формируется с учетом психологических особенностей человека, которые выражаются в том, что человек выбирает в качестве пароля легко запоминаемые слова или буквенные сочетания.

Еще один способ получения пароля - это внедрение в чужой компьютер «троянского коня». Так называют резидентную программу, работающую без ведома хозяина данного компьютера и выполняющую действия, заданные злоумышленником. В частности, такого рода программа может считывать коды пароля, вводимого пользователем во время логического входа в систему.

Программа - «троянский конь» всегда маскируется под какую-нибудь полезную утилиту или игру, а производит действия, разрушающие систему. По такому принципу действуют и программы-вирусы, отличительной особенностью которых является способность «заражать» другие файлы, внедряя в них свои собственные копии. Чаще всего вирусы поражают исполняемые файлы. Когда такой исполняемый код загружается в оперативную память для выполнения, вместе с ним получает возможность исполнить свои вредительские действия вирус. Вирусы могут привести к повреждению или даже полной утрате информации.

Нелегальные действия легального пользователя - этот тип угроз исходит от легальных пользователей сети, которые, используя свои полномочия, пытаются выполнять действия, выходящие за рамки их должностных обязанностей. Например, администратор сети имеет практически неограниченные права на доступ ко всем сетевым ресурсам. Однако на предприятии может быть информация, доступ к которой администратору сети запрещен. Для реализации этих ограничений могут быть предприняты специальные меры, такие, например, как шифрование данных, но и в этом случае администратор может попытаться получить доступ к ключу. Нелегальные действия может попытаться предпринять и обычный пользователь сети. Существующая статистика говорит о том, что едва ли не половина всех попыток нарушения безопасности системы исходит от сотрудников предприятия, которые как раз и являются легальными пользователями сети.

«Подслушивание» внутрисетевого трафика - это незаконный мониторинг сети, захват и анализ сетевых сообщений. Существует много доступных программных и аппаратных анализаторов трафика, которые делают эту задачу достаточно тривиальной. Еще более усложняется защита от этого типа угроз в сетях с глобальными связями. Глобальные связи, простирающиеся на десятки и тысячи километров, по своей природе являются менее защищенными, чем локальные связи (больше возможностей для прослушивания трафика, более удобная для злоумышленника позиция при проведении процедур аутентификации). Такая опасность одинаково присуща всем видам территориальных каналов связи и никак не зависит от того, используются собственные, арендуемые каналы или услуги общедоступных территориальных сетей, подобных Интернету.

Однако использование общественных сетей (речь в основном идет об Интернете) еще более усугубляет ситуацию. Действительно, использование Интернета добавляет к опасности перехвата данных, передаваемых по линиям связи, опасность несанкционированного входа в узлы сети, поскольку наличие огромного числа хакеров в Интернете увеличивает вероятность попыток незаконного проникновения в компьютер. Это представляет постоянную угрозу для сетей, подсоединенных к Интернету.

Интернет сам является целью для разного рода злоумышленников. Поскольку Интернет создавался как открытая система, предназначенная для свободного обмена информацией, совсем не удивительно, что практически все протоколы стека TCP/IP имеют «врожденные» недостатки защиты. Используя эти недостатки, злоумышленники все чаще предпринимают попытки несанкционированного доступа к информации, хранящейся на узлах Интернета.

Системный подход к обеспечению безопасности

Построение и поддержка безопасной системы требует системного подхода. В соответствии с этим подходом прежде всего необходимо осознать весь спектр возможных угроз для конкретной сети и для каждой из этих угроз продумать тактику ее отражения. В этой борьбе можно и нужно использовать самые разноплановые средства и приемы - морально-этические и законодательные, административные и психологические, защитные возможности программных и аппаратных средств сети.

К морально-этическим средствам защиты можно отнести всевозможные нормы, которые сложились по мере распространения вычислительных средств в той или иной стране. Например, подобно тому как в борьбе против пиратского копирования программ в настоящее время в основном используются меры воспитательного плана, необходимо внедрять в сознание людей аморальность всяческих покушений на нарушение конфиденциальности, целостности и доступности чужих информационных ресурсов.

Законодательные средства защиты - это законы, постановления правительства и указы президента, нормативные акты и стандарты, которыми регламентируются правила использования и обработки информации ограниченного доступа, а также вводятся меры ответственности за нарушения этих правил. Правовая регламентация деятельности в области защиты информации имеет целью защиту информации, составляющей государственную тайну, обеспечение прав потребителей на получение качественных продуктов, защиту конституционных прав граждан на сохранение личной тайны, борьбу с организованной преступностью.

Административные меры - это действия, предпринимаемые руководством предприятия или организации для обеспечения информационной безопасности. К таким мерам относятся конкретные правила работы сотрудников предприятия, например режим работы сотрудников, их должностные инструкции, строго определяющие порядок работы с конфиденциальной информацией на компьютере. К административным мерам также относятся правила приобретения предприятием средств безопасности. Представители администрации, которые несут ответственность за защиту информации, должны выяснить, насколько безопасным является использование продуктов, приобретенных у зарубежных поставщиков. Особенно это касается продуктов, связанных с шифрованием. В таких случаях желательно проверить наличие у продукта сертификата, выданного российскими тестирующими организациями.

Психологические меры безопасности могут играть значительную роль в укреплении безопасности системы. Пренебрежение учетом психологических моментов в неформальных процедурах, связанных с безопасностью, может привести к нарушениям защиты. Рассмотрим, например, сеть предприятия, в которой работает много удаленных пользователей. Время от времени пользователи должны менять пароли (обычная практика для предотвращения их подбора). В данной сиетеме выбор паролей осуществляет администратор. В таких условиях злоумышленник может позвонить администратору по телефону и от имени легального пользователя попробовать получить пароль. При большом количестве удаленных пользователей не исключено, что такой простой психологический прием может сработать.

К физическим средствам защиты относятся экранирование помещений для защиты от излучения, проверка поставляемой аппаратуры на соответствие ее спецификациям и отсутствие аппаратных «жучков», средства наружного наблюдения, устройства, блокирующие физический доступ к отдельным блокам компьютера, различные замки и другое оборудование, защищающие помещения, где находятся носители информации, от незаконного проникновения и т. д. и т. п.

Технические средства информационной безопасности реализуются программным и аппаратным обеспечением вычислительных сетей. Такие средства, называемые также службами сетевой безопасности, решают самые разнообразные задачи по защите системы, например контроль доступа, включающий процедуры аутентификации и авторизации, аудит, шифрование информации, антивирусную защиту, контроль сетевого трафика и много других задач. Технические средства безопасности могут быть либо встроены в программное (операционные системы и приложения) и аппаратное (компьютеры и коммуникационное оборудование) обеспечение сети, либо реализованы в виде отдельных продуктов, созданных специально для решения проблем безопасности.

Политика безопасности

Важность и сложность проблемы обеспечения безопасности требует выработки политики информационной безопасности, которая подразумевает ответы на следующие вопросы:

• Какую информацию защищать?
• Какой ущерб понесет предприятие при потере или при раскрытии тех или иных данных?
• Кто или что является возможным источником угрозы, какого рода атаки на безопасность системы могут быть предприняты?
• Какие средства использовать для защиты каждого вида информации?

Специалисты, ответственные за безопасность системы, формируя политику безопасности, должны учитывать несколько базовых принципов. Одним из таких принципов является предоставление каждому сотруднику предприятия того минимально уровня привилегий на доступ к данным, который необходим ему для выполнения его должностных обязанностей. Учитывая, что большая часть нарушений в области безопасности предприятий исходит именно от собственных сотрудников, важно ввести четкие ограничения для всех пользователей сети, не наделяя их излишними возможностями.

Следующий принцип - использование комплексного подхода к обеспечению безопасности. Чтобы затруднить злоумышленнику доступ к данным, необходимо предусмотреть самые разные средства безопасности, начиная с организационно-административных запретов и кончая встроенными средствами сетевой аппаратуры. Административный запрет на работу в воскресные дни ставит потенциального нарушителя под визуальный контроль администратора и других пользователей, физические средства защиты (закрытые помещения, блокировочные ключи) ограничивают непосредственный контакт пользователя только приписанным ему компьютером, встроенные средства сетевой ОС (система аутентификации и авторизации) предотвращают вход в сеть нелегальных пользователей, а для. легального пользователя ограничивают возможности только разрешенными для него операциями (подсистема аудита фиксирует его действия). Такая система защиты с многократным резервированием средств безопасности увеличивает вероятность сохранности данных.

Используя многоуровневую систему защиты, важно обеспечивать баланс надежности защиты всех уровней. Если в сети все сообщения шифруются, но ключи легкодоступны, то эффект от шифрования нулевой. Или если на компьютерах установлена файловая система, поддерживающая избирательный доступ на уровне отдельных файлов, но имеется возможность получить жесткий диск и установить его на другой машине, то все достоинства средств защиты файловой системы сводятся на нет. Если внешний трафик сети, подключенной к Интернету, проходит через мощный брандмауэр, но пользователи имеют возможность связываться с узлами Интернета по коммутируемым линиям, используя локально установленные модемы, то деньги (как правило, немалые), потраченные на брандмауэр, можно считать выброшенными на ветер.

Следующим универсальным принципом является использование средств, которые при отказе переходят в состояние максимальной защиты. Это касается самых различных средств безопасности. Если, например, автоматический пропускной пункт в какое-либо помещение ломается, то он должен фиксироваться в таком положении, чтобы ни один человек не мог пройти на защищаемую территорию. А если в сети имеется устройство, которое анализирует весь входной трафик и отбрасывает кадры с определенным, заранее заданным обратным адресом, то при отказе оно должно полностью блокировать вход в сеть. Неприемлемым следовало бы признать устройство, которое бы при отказе пропускало в сеть весь внешний трафик.

Принцип единого контрольно-пропускного пункта - весь входящий во внутреннюю сеть и выходящий во внешнюю сеть трафик должен проходить через единственный узел сети, например через межсетевой экран (firewall). Только это позволяет в достаточной степени контролировать трафик. В противном случае, когда в сети имеется множество пользовательских станций, имеющих независимый выход во внешнюю сеть, очень трудно скоординировать правила, ограничивающие права пользователей внутренней сети по доступу к серверам внешней сети и обратно - права внешних клиентов по доступу к ресурсам внутренней сети.

Принцип баланса возможного ущерба от реализации угрозы и затрат на ее предотвращение. Ни одна система безопасности не гарантирует защиту данных на уровне 100 %, поскольку является результатом компромисса между возможными рисками и возможными затратами. Определяя политику безопасности, администратор должен взвесить величину ущерба, которую может понести предприятие в результате нарушения защиты данных, и соотнести ее с величиной затрат, требуемых на обеспечение безопасности этих данных. Так, в некоторых случаях можно отказаться от дорогостоящего межсетевого экрана в пользу стандартных средств фильтрации обычного маршрутизатора, в других же можно пойти на беспрецедентные затраты. Главное, чтобы принятое решение было обосновано экономически.

При определении политики безопасности для сети, имеющей выход в Интернет, специалисты рекомендуют разделить задачу на две части: выработать политику доступа к сетевым службам Интернета и выработать политику доступа к ресурсам внутренней сети компании.

Политика доступа к сетевым службам Интернета включает следующие пункты:

• Определение списка служб Интернета, к которым пользователи внутренней сети должны иметь ограниченный доступ.
• Определение ограничений на методы доступа, например на использование протоколов SLIP (Serial Line Internet Protocol) и РРР (Point-to-Point Protocol). Ограничения методов доступа необходимы для того, чтобы пользователи не могли обращаться к «запрещенным» службам Интернета обходными путями. Например, если для ограничения доступа к Интернету в сети устанавливается специальный шлюз, который не дает возможности пользователям работать в системе WWW, они могут устанавливать с Web-серверами РРР-соеди-нения по коммутируемой линии. Во избежание этого надо просто запретить использование протокола РРР.
• Принятие решения о том, разрешен ли доступ внешних пользователей из Интернета во внутреннюю сеть. Если да, то кому. Часто доступ разрешают только для некоторых, абсолютно необходимых для работы предприятия служб, например электронной почты.

Политика доступа к ресурсам внутренней сети компании может быть выражена в одном из двух принципов:

• запрещать все, что не разрешено в явной форме;
• разрешать все, что не запрещено в явной форме.

В соответствии с выбранным принципом определяются правила обработки внешнего трафика межсетевыми экранами или маршрутизаторами. Реализация защиты на основе первого принципа дает более высокую степень безопасности, однако при этом могут возникать большие неудобства у пользователей, а кроме того, такой способ защиты обойдется значительно дороже. При реализации второго принципа сеть окажется менее защищенной, однако пользоваться ею будет удобнее и потребуется меньше затрат.

Базовые технологии безопасности

В разных программных и аппаратных продуктах, предназначенных для защиты данных, часто используются одинаковые подходы, приемы и технические решения. К таким базовым технологиям безопасности относятся аутентификация, авторизация, аудит и технология защищенного канала.

Шифрование

Шифрование - это краеугольный камень всех служб информационной безопасности, будь то система аутентификации или авторизации, средства создания защищенного канала или способ безопасного хранения данных.

Любая процедура шифрования, превращающая информацию из обычного «понятного» вида в «нечитабельный» зашифрованный вид, естественно, должна быть дополнена процедурой дешифрирования, которая, будучи примененной к зашифрованному тексту, снова приводит его в понятный вид. Пара процедур - шифрование и дешифрирование - называется криптосистемой.

Информацию, над которой выполняются функции шифрования и дешифрирования, будем условно называть «текст», учитывая, что это может быть также числовой массив или графические данные.

В современных алгоритмах шифрования предусматривается Наличие параметра - секретного ключа. В криптографии принято правило Керкхоффа: «Стойкость шифра должна определяться только секретностью ключа». Так, все стандартные алгоритмы шифрования (например, DES, PGP) широко известны, их детальное описание содержится в легко доступных документах, но от этого их эффективность не снижается. Злоумышленнику может быть все известно об алгоритме шифрования, кроме секретного ключа (следует отметить, однако, что существует немало фирменных алгоритмов, описание которых не публикуется).

Алгоритм шифрования считается раскрытым, если найдена процедура, позволяющая подобрать ключ за реальное время. Сложность алгоритма раскрытия является одной из важных характеристик криптосистемы и называется криптостойкостъю.

Существуют два класса криптосистем - симметричные и асимметричные. В симметричных схемах шифрования (классическая криптография) секретный ключ зашифровки совпадает с секретным ключом расшифровки. В асимметричных схемах шифрования (криптография с открытым ключом) открытый ключ зашифровки не совпадает с секретным ключом расшифровки.