11.4.4 Декомпозиция системы защиты информации

Формализацию модели безопасности будем проводить в рамках субъектно-ориентированной, или субъектно-объектной модели, рассмотренной выше. Основным свойством этой модели является то, что все порождаемые из объектов субъекты могут порождаться только при условии разрешения мониторов безопасности – администраторов. Администратор дает разрешение на создание субъектов, наделяет их правами по умолчанию, контролирует информационные потоки между объектами.

Необходимо выполнить декомпозицию системы защиты информации, выделить отдельных администраторов и описать выполняемые ими функции.

На рисунке 11.4 по аналогии с [24] представлено схематичное изображение структуры АС с точки зрения распределения компонент сети на объекты и субъекты.

Обозначения на рисунке 11.4 следующие:

затушеванными прямоугольниками обозначены барьеры защиты.

А – администратор, О – объекты, S – субъекты.

{R} – множество видов доступа (операций) в сети;

{Т} – множество требований к механизмам защиты АС:

• при передаче (шифрование, контроль целостности, неотказуемость авторства);

• при аутентификации и авторизации (требования к паролями, другим факторам аутентификации, ЭЦП);

• при аудите и регистрации событий и т.п.

Для построения субъектно-объектной модели необходимо описать процесс взаимодействия между субъектами и объектами системы, управление информационными потоками в вычислительной среде.

Функции системы обеспечения безопасности информации могут выполняться в рамках разных ресурсов автоматизированной системы под управлением владельцев этих ресурсов. Важно, что взаимодействие производится только между двумя соседними уровнями модели системы защиты.

В работе [27] доказана следующая теорема (будем далее называть ее теоремой Грушо):

Теорема. Пусть выполнены следующие условия.

1. Каждый субъект сети существует только в одной компоненте на протяжении всего жизненного цикла.

2. Каждый субъект может иметь доступ только к объектам своей компоненты.

3. Каждая компонента содержит отнесенный к этой компоненте монитор обращений, который рассматривает только обращения субъектов этой компоненты к объектам этой компоненты.

4. Все каналы, связывающие компоненты, не компрометируют безопасность информации, в них проходящей.

Тогда совокупность мониторов обращения компонент является монитором обращения в сети.

Таким образом, обеспечив изолированность субъектов-объектов, отдельных администраторов и безопасность связи между ними, мы получим безопасную систему.

На практике достаточно сложно реализовать подобные условия. Приведенная выше теорема Грушо показывает, что условия безопасности могут не соблюдаться при доступе субъекта из одного сегмента сети в другой. Выходом представляется выделение в составе локальной сети управления компоненты канала доступа в глобальную сеть. По отношению к локальной сети этот компонент будет выступать как объект, осуществляющий безопасную связь с другим фрагментом сети (для выполнения предположения 4 теоремы Грушо).

То есть процесс передачи мы разделили во времени. Вначале пользователь осуществляет доступ к объекту-передатчику и записывает в него информацию. Затем эта информация передается по безопасному каналу связи (доступ к ней невозможен, так как канал - безопасный). После этого в другой локальной сети осуществляется считывание информации из объекта этой сети, так что условия теоремы Грушо не нарушаются: пользователь не осуществляет доступа к объектам вне своей сети.

Таким образом предполагается, что между администраторами имеется абсолютное доверие, каждый из них осуществляет управление только в рамках своей подсистемы, передача управляющей информации между ними происходит в закрытой среде, обеспечивающей конфиденциальность, целостность, доступность и неотказуемость авторства.

Систему защиты целесообразно декомпозировать на следующие составляющие:

• администратор системы (АСИС) – должностное лицо, отвечающее за выработку и проведение в жизнь единой политики безопасности во всех сегментах системы;

• администратор локальной сети (АС) - должностное лицо, выполняющее функции настройки и администрирования АРМов локальной сети, генерацию и выдачу пользователям паролей, ключей и т.п.;

• под управлением АС работает программный модуль администратора управления доступом (АУД), раздающий права и атрибуты безопасности субъектам и объектам сети и поддерживающий соответствующие базы данных;

• администратор разграничения доступа (АРД), выполняющий функции разделения доступа при осуществлении всех операций, управления правами;

• администратор внешних соединений (АВС), обеспечивающий безопасность соединений между локальными сетями;

• сервисы шифрования и контроля целостности (в т.ч. антивирусной защиты), предоставляемые по запросам администраторов и уполномоченных пользователей;

• механизмы идентификации и аутентификации, используемые всеми участниками АС;

• подсистема аудита, параметры которой в определенных пределах могут настраиваться администраторами;

• подсистема защиты, расположенная у субъекта (пользователя), выполняющая функции защиты АРМов от НСД, доверенной загрузки приложений, хранения атрибутов безопасности, обеспечения конфиденциальности пользовательской информации.

Для обеспечения надежной защиты пользовательских данных целесообразно осуществлять как абонентское, так и линейное шифрование (например, на пограничном маршрутизаторе).

АСИС связан с подчиненными ему администраторами сетей защищенными каналами связи и выполняет следующие функции:

• периодическое изменение баз данных у администратора сети (например, при изменениях в политике безопасности);

• сбор информации от администраторов сети;

• выработка управляющих воздействий;

• доведение их до администраторов сети;

• контроль за выполнением распоряжений.

АС осуществляет настройку, в том числе и удаленную, всех сервисов и механизмов защиты, управляет программными модулями АУД, АРД, АВС. Докладывает о нарушениях безопасности, принятых мерах и т.п. АСИС.

Все остальные администраторы являются програмными модулями, получают команды от АС, возвращают ему же информацию о выполнении, вызывают при необходимости сервисы шифрования, контроля целостности, механизмы идентификации и аутентификации и обращаются к подсистеме аудита.

АУД должен поддерживать базы данных атрибутов безопасности пользователей, групп пользователей, субъектов-процессов, объектов АС. Контроль целостности баз данных АУД выполняет периодически или по запросу АС. Команды на модификацию своих баз он получает от АС. Информацию о допуске к операции субъекта/объекта АУД передает АРД по его запросу.

АРД вызывается всякий раз при попытке доступа субъекта к объекту или при попытке объекта породить субъекта. Он обращается к АУД, передавая ему идентификаторы участников операции, получает от него разрешение или запрет на выполнение операции. АРД осуществляет записи в регистрационный журнал событий, сам не хранит никакой информации.

АВС выполняет обработку запроса пользователя на внешнее соединение (пересылка данных, электронная почта, разговор по IP-телефону и т.п.), для чего «общается» с АУДом. Затем он осуществляет безопасное соединение с АВС соседней локальной сети и передает данные. Он поддерживает базы данных соединений, внутренние и внешние IP-адреса, ведет регистрационный журнал, обращаясь к подсистеме аудита.

Проанализируем более детально составные части общей системы.

Подсистема управления и разграничения доступа (АУД и АРД) выполняет задачу обеспечения доступности к системе. Она проводит проверку подлинности клиента, а также канала связи, подключающихся к системе и передающих свои команды на исполнение операций. Среда «управление доступом» в общем случае представляет собой комплекс программно-технических средств, прежде всего, сетевого оборудования и средств защиты. Оба типа систем основываются как на программной, так и на аппаратной реализации.

Управление данным ресурсом осуществляется АУД, его роль могут выполнять вычислительные процессы, поддерживаемые администратором сети. Именно на этом субъекте лежит ответственность за функционирование данной подсистемы защиты, ведение баз данных дискреционного и мандатного доступов.

Среди функций безопасности, осуществляющихся на данном уровне системы защиты, выделим следующие:

• шифрование;

• идентификация;

• аутентификация;

• авторизация;

• электронная цифровая подпись (ЭЦП).

Для передачи информации между сетями управлений АС может использовать каналы передачи общедоступных вычислительных сетей, при этом будет необходимо использовать шифровальную технику для предотвращения возможности раскрытия данных при перехвате передаваемой информации.

Для того чтобы определять подлинность субъекта, подключающегося к сети, используются средства идентификации и аутентификации. Авторство (и неотказуемость авторства) и целостность передаваемых команд от субъектов обеспечивается применением ЭЦП.

Для осуществления проверки цифровых подписей субъектов, АРД должен иметь все используемые в системе открытые ключи ЭЦП. Также можно организовать выдачу и хранение сертификатов на открытые ключи и закрытые ключи.

АРД отвечает за разделение доступа и управление информационными потоками. Основную политику безопасности, выполняемую подсистемой, можно сформулировать следующим образом: разрешать доступ легального субъекта к объекту, на который у него есть права, и запрещать доступ при любых других комбинациях полномочий.

Данная подсистема может быть реализована аппаратно-программным способом или только программным. В случае реализации подсистемы на отдельном сервере необходимо отметить, что с остальными подсистемами она должна быть соединена закрытыми внутренними каналами связи, что повышает надежность защиты.

Управление ресурсом осуществляется АРД. Как уже отмечалось, внутренняя защита и бесперебойное функционирование ресурса разграничения доступа обеспечивается его администратором. В модели считается, что данная среда постоянно предоставляет необходимые системе функции.

На данном этапе проверяется подлинность субъекта и его команды. Задача средств разграничения доступа – аутентифицировать субъекта и получить у АУД информацию о наличии прав на осуществление доступа к запрашиваемому объекту.