Средства защита информации от несанкционированного доступа

Получение доступа к ресурсам информационной системы предусматривает выполнение трех процедур: идентификация, аутентификация и авторизация.  Идентификация - присвоение пользователю (объекту или субъекту ресурсов) уникальных имен и кодов (идентификаторов). Аутентификация - установление подлинности пользователя, представившего идентификатор или проверка того, что лицо или устройство, сообщившее идентификатор является действительно тем, за кого оно себя выдает. Наиболее распространенным способом аутентификации является присвоение пользователю пароля и хранение его в компьютере. Авторизация - проверка полномочий или проверка права пользователя на доступ к конкретным ресурсам и выполнение определенных операций над ними. Авторизация проводится с целью разграничения прав доступа к сетевым и компьютерным ресурсам.

Защита информации в компьютерных сетях

Локальные сети предприятий очень часто подключаются к сети Интернет. Для защиты локальных сетей компаний, как правило, применяются межсетевые экраны - брандмауэры (firewalls). Экран (firewall) - это средство разграничения доступа, которое позволяет разделить сеть на две части (граница проходит между локальной сетью и сетью Интернет) и сформировать набор правил, определяющих условия прохождения пакетов из одной части в другую. Экраны могут быть реализованы как аппаратными средствами, так и программными.

Криптографическая защита информации

Для обеспечения секретности информации применяется ее шифрование или криптография. Для шифрования используется алгоритм или устройство, которое реализует определенный алгоритм. Управление шифрованием осуществляется с помощью изменяющегося кода ключа.  Извлечь зашифрованную информацию можно только с помощью ключа. Криптография - это очень эффективный метод, который повышает безопасность передачи данных в компьютерных сетях и при обмене информацией между удаленными компьютерами.

Электронная цифровая подпись

Для исключения возможности модификации исходного сообщения или подмены этого сообщения другим необходимо передавать сообщение вместе с электронной подписью. Электронная цифровая подпись - это последовательность символов, полученная в результате криптографического преобразования исходного сообщения с использованием закрытого ключа и позволяющая определять целостность сообщения и принадлежность его автору при помощи открытого ключа. Другими словами сообщение, зашифрованное с помощью закрытого ключа, называется электронной цифровой подписью. Отправитель передает незашифрованное сообщение в исходном виде вместе с цифровой подписью. Получатель с помощью открытого ключа расшифровывает набор символов сообщения из цифровой подписи и сравнивает их с набором символов незашифрованного сообщения. При полном совпадении символов можно утверждать, что полученное сообщение не модифицировано и принадлежит его автору.

Защита информации от компьютерных вирусов

Компьютерный вирус – это небольшая вредоносная программа, которая самостоятельно может создавать свои копии и внедрять их в программы (исполняемые файлы), документы, загрузочные сектора носителей данных и распространяться по каналам связи. В зависимости от среды обитания основными типами компьютерных вирусов являются:

 Программные (поражают файлы с расширением .СОМ и .ЕХЕ) вирусы

 Загрузочные вирусы

 Макровирусы

 Сетевые вирусы Источниками вирусного заражения могут быть съемные носители и системы телекоммуникаций. К наиболее эффективным и популярным антивирусным программам относятся: Антивирус Касперского 7.0, AVAST, Norton AntiVirus и многие другие. Более 33)) nternet и информационная безопасность несовместны по самой природе Internet. Она родилась как чисто корпоративная сеть, однако, в настоящее время с помощью единого стека протоколов TCP/IP и единого адресного пространства объединяет не только корпоративные и ведомственные сети, являющиеся, по определению, сетями с ограниченным доступом, но и рядовых пользователей, которые имеют возможность получить прямой доступ в Internet со своих домашних компьютеров с помощью модемов и телефонной сети общего пользования.

Как известно, чем проще доступ в Сеть, тем хуже ее информационная безопасность, поэтому с полным основанием можно сказать, что изначальная простота доступа в Internet - хуже воровства, так как пользователь может даже и не узнать, что у него были скопированы - файлы и программы, не говоря уже о возможности их порчи и корректировки.

Что же определяет бурный рост Internet, характеризующийся ежегодным удвоением числа пользователей? Ответ прост - «халява», то есть дешевизна программного обеспечения, которое в настоящее время включено в Windows 95, легкость и дешевизна доступа в Internet и ко всем мировым информационным ресурсам.

Платой за пользование Internet является всеобщее снижение информационной безопасности, поэтому для предотвращения несанкционированного доступа к своим компьютерам все корпоративные и ведомственные сети, а также предприятия, использующие технологию intranet, ставят фильтры между внутренней сетью и Internet, что фактически означает выход из единого адресного пространства. Еще большую безопасность даст отход от протокола TCP/IP и доступ в Internet через шлюзы.

Этот переход можно осуществлять одновременно с процессом построения всемирной информационной сети общего пользования, на базе использования сетевых компьютеров, которые с помощью сетевой карты 10Base-T и кабельного модема обеспечивают высокоскоростной доступ к локальному Web-серверу через сеть кабельного телевидения.

Для решения этих и других вопросов при переходе к новой архитектуре Internet нужно предусмотреть следующее:

Во-первых, ликвидировать физическую связь между будущей Internet и корпоративными и ведомственными сетями, сохранив между ними лишь информационную связь через систему World Wide Web.

Во-вторых, заменить маршрутизаторы на коммутаторы, исключив обработку в узлах IP-протокола и заменив его на режим трансляции кадров Ethernet, при котором процесс коммутации сводится к простой операции сравнения MAC-адресов.

В-третьих, перейти в новое единое адресное пространство на базе физических адресов доступа к среде передачи, привязанное к географическому расположению сети, и позволяющее в рамках 48-бит создать адреса для более чем 64 триллионов независимых узлов.

Безопасность данных является одной из главных проблем в Internet. Появляются все новые и новые страшные истории о том, как компьютерные взломщики, использующие все более изощренные приемы, проникают в чужие базы данных. Разумеется, все это не способствует популярности Internet в деловых кругах. Одна только мысль о том, что какие-нибудь хулиганы или, что еще хуже, конкуренты, смогут получить доступ к архивам коммерческих данных, заставляет руководство корпораций отказываться от использования открытых информационных систем. Специалисты утверждают, что подобные опасения безосновательны, так как у компаний, имеющих доступ и к открытым, и частным сетям, практически равные шансы стать жертвами компьютерного террора.

Каждая организация, имеющая дело с какими бы то ни было ценностями, рано или поздно сталкивается с посягательством на них. Предусмотрительные начинают планировать защиту заранее, непредусмотрительные - после первого крупного «прокола». Так или иначе, встает вопрос о том, что, как и от кого защищать.

Обычно первая реакция на угрозу - стремление спрятать ценности в недоступное место и приставить к ним охрану. Это относительно несложно, если речь идет о таких ценностях, которые вам долго не понадобятся: убрали и забыли. Куда сложнее, если вам необходимо постоянно работать с ними. Каждое обращение в хранилище за вашими ценностями потребует выполнения особой процедуры, отнимет время и создаст дополнительные неудобства. Такова дилемма безопасности: приходится делать выбор между защищенностью вашего имущества и его доступностью для вас, а значит, и возможностью полезного использования.

Все это справедливо и в отношении информации. Например, база данных, содержащая конфиденциальные сведения, лишь тогда полностью защищена от посягательств, когда она находится на дисках, снятых с компьютера и убранных в охраняемое место. Как только вы установили эти диски в компьютер и начали использовать, появляется сразу несколько каналов, по которым злоумышленник, в принципе, имеет возможность получить к вашим тайнам доступ без вашего ведома. Иными словами, ваша информация либо недоступна для всех, включая и вас, либо не защищена на сто процентов.

Может показаться, что из этой ситуации нет выхода, но информационная безопасность сродни безопасности мореплавания: и то, и другое возможно лишь с учетом некоторой допустимой степени риска.

В области информации дилемма безопасности формулируется следующим образом: следует выбирать между защищенностью системы и ее открытостью. Правильнее, впрочем, говорить не о выборе, а о балансе, так как система, не обладающая свойством открытости, не может быть использована.

В банковской сфере проблема безопасности информации осложняется двумя факторами: во-первых, почти все ценности, с которыми имеет дело банк, существуют лишь в виде той или иной информации. Во-вторых, банк не может существовать без связей с внешним миром: без клиентов, корреспондентов и т.п. При этом по внешним связям обязательно передается та самая информация, выражающая собой ценности, с которыми работает банк. Извне приходят документы, по которым банк переводит деньги с одного счета на другой. Вовне банк передает распоряжения о движении средств по корреспондентским счетам, так что открытость банка задана a priori.

Стоит отметить, что эти соображения справедливы по отношению не только к автоматизированным системам, но и к системам, построенным на традиционном бумажном документообороте и не использующим иных связей, кроме курьерской почты. Автоматизация добавила головной боли службам безопасности, а новые тенденции развития сферы банковских услуг, целиком основанные на информационных технологиях, усугубляют проблему.

На раннем этапе автоматизации внедрение банковских систем не повышало открытость банка. Общение с внешним миром, как и прежде, шло через операционистов и курьеров, поэтому дополнительная угроза безопасности информации проистекала лишь от возможных злоупотреблений со стороны работавших в самом банке специалистов по информационным технологиям.

Положение изменилось после того, как на рынке финансовых услуг стали появляться продукты, само возникновение которых было немыслимо без информационных технологий. В первую очередь это-пластиковые карточки. Пока обслуживание по карточкам шло в режиме голосовой авторизации, открытость информационной системы банка повышалась незначительно, но затем появились банкоматы, POS-терминалы, другие устройства самообслуживания-то есть средства, принадлежащие к информационной системе банка, но расположенные вне ее и доступные посторонним для банка лицам.

Повысившаяся открытость системы потребовала специальных мер для контроля и регулирования обмена информацией: дополнительных средств идентификации и аутентификации лиц, которые запрашивают доступ к системе, средств криптозащиты информации в каналах связи и т.д.

Еще больший сдвиг баланса «защищенность-открытость» в сторону последней связан с телекоммуникациями. Системы электронных расчетов между банками защитить относительно несложно, так как субъектами электронного обмена информацией выступают сами банки. Тем не менее, там, где защите не уделялось необходимое внимание, результаты были вполне предсказуемы. Наиболее кричащий пример, к сожалению, наша страна. Использование крайне примитивных средств защиты телекоммуникаций в 1992 г. привело к огромным потерям на фальшивых авизо.

Общая тенденция развития телекоммуникаций и массового распространения вычислительной техники привела в конце концов к тому, что на рынке банковских услуг во всем мире появились новые, чисто телекоммуникационные продукты, и в первую очередь системы Home Banking. Это потребовало обеспечить клиентам круглосуточный доступ к автоматизированной банковской системе для проведения операций, причем полномочия на совершение банковских транзакций получил непосредственно клиент. Степень открытости информационной системы банка возросла почти до предела. Соответственно, требуются особые, специальные меры для того, чтобы столь же значительно не упала ее защищенность.

Наконец, грянула эпоха «информационной супермагистрали»: взрывообразное развитие сети Internet и связанных с нею услуг. Вместе с новыми возможностями эта сеть принесла и новые опасности. Казалось бы, какая разница, каким образом клиент связывается с банком: по коммутируемой линии, приходящей на модемный пул банковского узла связи, или по IP-протоколу через Internet? Однако в первом случае максимально возможное количество подключений ограничивается техническими характеристиками модемного пула, во втором же-возможностями Internet, которые могут быть существенно выше. Кроме того, сетевой адрес банка, в принципе, общедоступен, тогда как телефонные номера модемного пула могут сообщаться лишь заинтересованным лицам. Соответственно, открытость банка, чья информационная система связана с Internet, значительно выше, чем в первом случае. Так только за пять месяцев 1995 г. компьютерную сеть Citicorp взламывали 40 раз!

Все это вызывает необходимость пересмотра подходов к обеспечению информационной безопасности банка. Подключаясь к Internet, следует заново провести анализ риска и составить план защиты информационной системы, а также конкретный план ликвидации последствий, возникающих в случае тех или иных нарушений конфиденциальности, сохранности и доступности информации.

На первый взгляд, для нашей страны проблема информационной безопасности банка не столь остра: до Internet ли нам, если в большинстве банков стоят системы второго поколения, работающие в технологии «файл-сервер». К сожалению, и у нас уже зарегистрированы «компьютерные кражи». Положение осложняется двумя проблемами. Прежде всего, как показывает опыт общения с представителями банковских служб безопасности, и в руководстве, и среди персонала этих служб преобладают бывшие оперативные сотрудники органов внутренних дел или госбезопасности. Они обладают высокой квалификацией в своей области, но в большинстве своем слабо знакомы с информационными технологиями. Специалистов по информационной безопасности в нашей стране вообще крайне мало, потому что массовой эта профессия становится только сейчас.

Вторая проблема связана с тем, что в очень многих банках безопасность автоматизированной банковской системы не анализируется и не обеспечивается всерьез. Очень мало где имеется тот необходимый набор организационных документов, о котором говорилось выше. Более того, безопасность информации сплошь и рядом просто не может быть обеспечена в рамках имеющейся в банке автоматизированной системы и принятых правил работы с ней.

Не так давно мне довелось читать лекцию об основах информационной безопасности на одном из семинаров для руководителей управлений автоматизации коммерческих банков. На вопрос: «Знаете ли вы, сколько человек имеют право входить в помещение, где находится сервер базы данных Вашего банка?», утвердительно ответило не более 40% присутствующих. Пофамильно назвать тех, кто имеет такое право, смогли лишь 20%. В остальных банках доступ в это помещение не ограничен и никак не контролируется. Что говорить о доступе к рабочим станциям!

Что касается автоматизированных банковских систем, то наиболее распространенные системы второго-третьего поколений состоят из набора автономных программных модулей, запускаемых из командной строки DOS на рабочих станциях. Оператор имеет возможность в любой момент выйти в DOS из такого программного модуля. Предполагается, что это необходимо для перехода в другой программный модуль, но фактически в такой системе не существует никаких способов не только исключить запуск оператором любых других программ, но и проконтролировать действия оператора. Стоит заметить, что в ряде систем этих поколений, в том числе разработанных весьма уважаемыми отечественными фирмами и продаваемых сотнями, файлы счетов не шифруются, т.е. с данными в них можно ознакомиться простейшими общедоступными средствами. Многие разработчики ограничивают средства администрирования безопасности штатными средствами сетевой операционной системы: вошел в сеть - делай, что хочешь.

Положение меняется, но слишком медленно. Даже во многих новых разработках вопросам безопасности уделяется явно недостаточное внимание. На выставке «Банк и Офис - 95» была представлена автоматизированная банковская система с архитектурой клиент-сервер, причем рабочие станции функционируют под Windows. В этой системе очень своеобразно решен вход оператора в программу: в диалоговом окне запрашивается пароль, а затем предъявляется на выбор список фамилий всех операторов, имеющих право работать с данным модулем! Таких примеров можно привести еще много.

Тем не менее, наши банки уделяют информационным технологиям много внимания, и достаточно быстро усваивают новое. Сеть Internet и финансовые продукты, связанные с ней, войдут в жизнь банков России быстрее, чем это предполагают скептики, поэтому уже сейчас необходимо озаботиться вопросами информационной безопасности на другом, более профессиональном уровне, чем это делалось до сих пор.

Некоторые рекомендации:

1. Необходим комплексный подход к информационной безопасности.

Информационная безопасность должна рассматриваться как составная часть общей безопасности банка - причем как важная и неотъемлемая ее часть. Разработка концепции информационной безопасности должна обязательно проходить при участии управления безопасности банка. В этой концепции следует предусматривать не только меры, связанные с информационными технологиями, но и меры административного и технического характера, включая жесткие процедуры контроля физического доступа к автоматизированной банковской системе, а также средства синхронизации и обмена данными между модулем администрирования безопасности банковской системы и системой охраны.

2. Необходимо участие сотрудников управления безопасности на этапе выбора - приобретения - разработки автоматизированной банковской системы. Это участие не должно сводиться к проверке фирмы-поставщика. Управление безопасности должно контролировать наличие надлежащих средств разграничения доступа к информации в приобретаемой системе.

К сожалению, ныне действующие системы сертификации в области банковских систем скорее вводят в заблуждение, чем помогают выбрать средства защиты информации. Сертифицировать использование таких средств имеет право ФАПСИ, однако правом своим этот орган пользуется весьма своеобразно. Так, один высокопоставленный сотрудник ЦБ РФ рассказал, что ЦБ потратил довольно много времени и денег на получение сертификата на одно из средств криптозащиты информации. Почти сразу же после получения сертификата он был отозван: ЦБ было предложено вновь пройти сертификацию уже с новым средством криптозащиты-разработанным той же организацией из ФАПСИ.

Возникает вопрос, а что же на самом деле подтверждает сертификат? Если, как предполагает наивный пользователь, он подтверждает пригодность средства криптозащиты выполнению этой функции, то отзыв сертификата говорит о том, что при первоначальном сертифицировании ФАПСИ что-то упустило, а затем обнаружило дефект. Следовательно, данный продукт не обеспечивает криптозащиты и не обеспечивал ее с самого начала.

Если же, как предполагают пользователи более искушенные, ФАПСИ отозвало сертификат не из-за огрехов в первом продукте, то значение сертификации этим агентством чего бы то ни было сводится к нулю. Действительно, раз «некие» коммерческие соображения преобладают над объективной оценкой продукта, то кто может гарантировать, что в первый раз сертификат был выдан благодаря высокому качеству продукта, а не по тем же «неким» соображениям?

Отсюда следует третья практическая рекомендация: относиться сугубо осторожно к любым сертификатам и отдавать предпочтение тем продуктам, надежность которых подтверждена успешным использованием в мировой финансовой практике. Безопасность в сети Internet

5.2.2.8. Перспективы борьбы с  вирусами.

Вирусы успешно внедрились в повседневную компьютерную жизнь и покидать ее в обозримом будущем не собираются. Так кто же пишет вирусы? Основную их массу создают студенты и школьники, которые только что изучили язык ассемблера, хотят попробовать свои силы, но не могут найти для них более достойного применения. Вторую группу составляют также молодые люди (чаще - студенты), которые еще не полностью овладели искусством программирования, но уже решили посвятить себя написанию и распространению вирусов. Единственная причина, толкающая подобных людей на написание вирусов, это комплекс неполноценности, который проявляет себя в компьютерном хулиганстве. Из-под пера подобных «умельцев» часто выходят либо многочисленные модификации «классических» вирусов, либо вирусы крайне примитивные и с большим числом ошибок. Став старше и опытнее, но так и не повзрослев, некоторые из подобных вирусописателей попадают в третью, наиболее опасную группу, которая создает и запускает в мир «профессиональные» вирусы.  Однако другие профессионалы будут создавать и новые более совершенные антивирусные средства.  Какой прогноз этого единоборства? Для того, чтобы ответить на этот вопрос следует определить, где и при каких условиях размножаются  вирусы.

Основная питательная среда для массового распространения вируса в ЭВМ – это:

- слабая защищенность операционной системы (ОС);

- наличие разнообразной и довольно полной документации по OC и «железу». используемой авторами вирусов;

- широкое распространение этой ОС и этого «железа».

 Хотя следует отметить, что понятие операционной системы достаточно растяжимое. Например, для макро-вирусов операционной системой являются редакторы Word и Excel, поскольку именно редакторы, а не Windows предоставляют макро-вирусам (т.е. программам на бейсике) необходимые ресурсы и функции.

    Чем больше  в операционной системе присутствуют элементов защиты информации, тем труднее будет  вирусу   поразить объекты своего нападения, так как для этого потребуется (как минимум) взломать систему шифрования, паролей и привилегий. В результате работа, необходимая для написания вируса, окажется по силам только профессионалам высокого уровня. А у профессионалов, как представляется, уровень порядочности все-таки намного выше, чем в среде потребителей их продукции, и, следовательно, число созданных и запущенных в большую жизнь вирусов будет сокращаться. Пример этому – новая операционная система Windows 2000 с модифицированной файловой системой NTFS. (Уже ближайшее будущее даст оценку усилиям разработчиков создать операционную систему с высокой степенью защищенности).

5.3. Криптографические методы защиты

   Проблема защиты информации путем ее преобразования, исключающего ее прочтение посторонним лицом,  волновала человеческий ум с давних времен. История криптографии - ровесница истории человеческого языка. Более того, первоначально письменность сама по себе была криптографической системой, так как в древних обществах ею владели только избранные. Священные книги Древнего Египта, Древней Индии тому примеры.

   Криптографические методы  защиты  информации  -  это  специальные методы шифрования,  кодирования или иного преобразования информации, в результате  которого  ее   содержание   становится   недоступным   без предъявления    ключа   криптограммы   и   обратного   преобразования. Криптографический  метод  защиты,  безусловно,  самый  надежный  метод защиты,  так  как  охраняется  непосредственно  сама информация,  а не доступ к ней (например,  зашифрованный файл  нельзя  прочесть  даже  в случае  кражи  носителя).  Данный  метод  защиты  реализуется  в  виде программ или пакетов  программ

Современная криптография включает в себя четыре крупных раздела:

.Симметричные криптосистемы. В симметричных криптосистемах и для шифрования, и для дешифрования используется один и тот же ключ. (Шифрование - преобразовательный процесс: исходный текст, который носит также название открытого текста, заменяется шифрованным текстом, дешифрование - обратный шифрованию процесс. На основе ключа шифрованный текст преобразуется в исходный)

2. Криптосистемы с открытым ключом. В системах с открытым ключом используются два ключа - открытый и закрытый, которые математически связаны друг с другом. Информация шифруется с помощью открытого ключа, который доступен всем желающим, а расшифровывается с помощью закрытого ключа, известного только получателю сообщения.( Ключ - информация, необходимая для беспрепятственного шифрования и дешифрования текстов.)

3. Электронная подпись. Системой электронной подписи. называется присоединяемое к тексту его криптографическое преобразование, которое позволяет при получении текста другим пользователем проверить авторство и подлинность сообщения.

4. Управление ключами. Это процесс системы обработки информации, содержанием которых является составление и распределение ключей между пользователями.

Основные направления использования криптографических методов - передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, электронная почта), установление подлинности передаваемых сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде.

5.3.1. Требования к криптосистемам.

  Процесс криптографического закрытия данных может осуществляться как программно, так и аппаратно. Аппаратная реализация отличается существенно большей стоимостью, однако ей присущи и преимущества: высокая производительность, простота, защищенность и т.д. Программная реализация более практична, допускает известную гибкость в использовании. Для современных криптографических систем защиты информации сформулированы следующие общепринятые требования:

зашифрованное сообщение должно поддаваться чтению только при наличии ключа; число операций, необходимых для определения использованного ключа шифрования по фрагменту шифрованного сообщения и соответствующего ему открытого текста, должно быть не меньше общего числа возможных ключей; число операций, необходимых для расшифровывания информации путем перебора всевозможных ключей должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за пределы возможностей современных компьютеров (с учетом возможности использования сетевых вычислений); знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты; незначительное изменение ключа должно приводить к существенному изменению вида зашифрованного сообщения даже при использовании одного и того же ключа; структурные элементы алгоритма шифрования должны быть неизменными; дополнительные биты, вводимые в сообщение в процессе шифрования, должен быть полностью и надежно скрыты в шифрованном тексте; длина шифрованного текста должна быть равной длине исходного текста; не должно быть простых и легко устанавливаемых зависимостью между ключами, последовательно используемыми в процессе шифрования; любой ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту информации; алгоритм должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, при этом изменение длины ключа не должно вести к качественному ухудшению алгоритма шифрования. 5.3.2.       Симметричные криптосистемы

Все многообразие существующих криптографических методов в симметричных криптосистемах можно свести к следующим 4 классам преобразований:

подстановка - символы шифруемого  текста  заменяются  символами того  же  или  другого  алфавита в соответствии с заранее определенным правилом;· перестановка  -  символы  шифруемого  текста  переставляются по некоторому правилу в пределах заданного блока передаваемого текста;· аналитическое преобразование - шифруемый текст преобразуется по некоторому аналитическому правилу, например гаммирование - заключается в наложении на исходный текст некоторой псевдослучайной последовательности, генерируемой на основе ключа ;· комбинированное преобразование - представляют собой последовательность (с возможным повторением и чередованием) основных методов преобразования, применяемую к блоку (части) шифруемого текста. Блочные шифры на практике встречаются чаще, чем “чистые” преобразования того или иного класса в силу их более высокой криптостойкости. Российский и американский стандарты шифрования основаны именно на этом классе . 5.3.3.     Системы  с открытым ключом

     Как бы ни были сложны и надежны криптографические системы - их слабое мест при практической реализации - проблема распределения ключей. Для того, чтобы был возможен обмен конфиденциальной информацией между двумя субъектами ИС, ключ должен быть сгенерирован одним из них, а затем каким-то образом опять же в конфиденциальном порядке передан другому. Т.е. в общем случае для передачи ключа опять же требуется использование какой-то криптосистемы. Для решения этой проблемы на основе результатов, полученных классической и современной алгеброй, были предложены системы с открытым ключом. Суть их состоит в том, что каждым адресатом ИС генерируются два ключа, связанные между собой по определенному правилу. Один ключ объявляется открытым, а другой закрытым. Открытый ключ публикуется и доступен любому, кто желает послать сообщение адресату. Секретный ключ сохраняется в тайне. Исходный текст шифруется открытым ключом адресата и передается ему.  Зашифрованный текст в принципе не может быть расшифрован тем же открытым ключом. Дешифрование  сообщения  возможно только с использованием закрытого ключа, который известен только самому адресату. Криптографические системы с открытым ключом используют так называемые необратимые или односторонние функции, которые обладают следующим свойством: при заданном значении x относительно просто вычислить значение f(x), однако если y=f(x), то нет простого пути для вычисления значения x.  Множество классов необратимых функций и порождает все разнообразие систем с открытым ключом. Однако не всякая необратимая функция годится для использования в реальных ИС.  В самом определении необратимости присутствует неопределенность. Под необратимостью понимается не теоретическая необратимость, а практическая невозможность вычислить обратное значение используя современные вычислительные средства за обозримый интервал времени. Поэтому чтобы гарантировать надежную защиту информации, к системам с открытым ключом (СОК) предъявляются два важных и очевидных требования:

1. Преобразование исходного текста должно быть необратимым и исключать его восстановление на основе открытого ключа.

2. Определение закрытого ключа на основе открытого также должно быть невозможным на современном технологическом уровне. При этом желательна точная нижняя оценка сложности (количества операций) раскрытия шифра.

Алгоритмы шифрования с открытым ключом получили широкое распространение в современных информационных системах. Так, алгоритм RSA стал мировым стандартом де-факто для открытых систем. Вообще же все предлагаемые сегодня криптосистемы с открытым ключом опираются на один из следующих типов необратимых преобразований:

- Разложение больших чисел на простые множители.

- Вычисление логарифма в конечном поле.

- Вычисление корней алгебраических уравнений.

  Здесь же следует отметить, что алгоритмы криптосистемы с открытым ключом (СОК) можно использовать в следующих  назначениях:.

Как самостоятельные средства защиты передаваемых и хранимых данных. Как средства для распределения ключей.

    Алгоритмы СОК более трудоемки, чем традиционные криптосистемы. Поэтому часто на практике рационально с помощью СОК распределять ключи, объем которых как информации незначителен. А потом с помощью обычных алгоритмов осуществлять обмен большими информационными потоками. Один из наиболее  распространенных -  система с открытым ключом - RSA.   Криптосистема RSA,  разработанная  в 1977 году и получила название в честь ее создателей: Рона Ривеста, Ади Шамира и Леонарда Эйдельмана. Они воспользовались тем фактом, что нахождение больших простых чисел в вычислительном отношении осуществляется легко, но разложение на множители произведения двух таких чисел практически невыполнимо. Доказано (теорема Рабина), что раскрытие шифра RSA эквивалентно такому разложению. Поэтому для любой длины ключа можно дать нижнюю оценку числа операций для раскрытия шифра, а с учетом производительности современных компьютеров оценить и необходимое на это время. Возможность гарантированно оценить защищенность алгоритма RSA стала одной из причин популярности этой СОК на фоне десятков других схем. Поэтому алгоритм RSA используется в банковских компьютерных сетях, особенно для работы с удаленными клиентами (обслуживание кредитных карточек).

5.3.4. Электронная подпись.

      В чем состоит проблема аутентификации данных? В конце обычного письма или документа исполнитель или ответственное лицо обычно ставит свою подпись. Подобное действие обычно преследует две цели. Во-первых, получатель имеет возможность убедиться в истинности письма, сличив подпись с имеющимся у него образцом. Во-вторых, личная подпись является юридическим гарантом авторства документа. Последний аспект особенно важен при заключении разного рода торговых сделок, составлении доверенностей, обязательств и т.д. Если подделать подпись человека на бумаге весьма непросто, а установить авторство подписи современными криминалистическими методами - техническая деталь, то с подписью электронной дело обстоит иначе. Подделать цепочку битов, просто ее скопировав, или незаметно внести нелегальные исправления в документ сможет любой пользователь. С широким распространением в современном мире электронных форм документов (в том числе и конфиденциальных) и средств их обработки особо актуальной стала проблема установления подлинности и авторства безбумажной документации. В разделе криптографических систем с открытым ключом было показано, что при всех преимуществах современных систем шифрования они не позволяют обеспечить аутентификацию данных. Поэтому средства аутентификации должны использоваться в комплексе и криптографическими алгоритмами.

5.3.5. Управление ключами.

     Кроме выбора подходящей для конкретной ИС криптографической системы, важная проблема - управление ключами. Как бы ни была сложна и надежна сама криптосистема, она основана на использовании ключей. Если для обеспечения конфиденциального обмена информацией между двумя пользователями процесс обмена ключами тривиален, то в ИС, где количество пользователей составляет десятки и сотни управление ключами - серьезная проблема. Под ключевой информацией понимается совокупность всех действующих в ИС ключей. Если не обеспечено достаточно надежное управление ключевой информацией, то завладев ею, злоумышленник получает неограниченный доступ ко всей информации. Управление ключами - информационный процесс, включающий в себя три элемента:

генерацию ключей; накопление ключей; распределение ключей.

Рассмотрим, как они должны быть реализованы для того, чтобы обеспечить безопасность ключевой информации в ИС.

5.3.5.1. Генерация ключей.

В самом начале разговора о криптографических методах было сказано, что не стоит использовать неслучайные ключи с целью легкости их запоминания. В серьезных ИС используются специальные аппаратные и программные методы генерации случайных ключей. Как правило используют датчики ПСЧ. Однако степень случайности их генерации должна быть достаточно высоким. Идеальным генераторами являются устройства на основе “натуральных” случайных процессов. Например случайным математическим объектом являются десятичные знаки иррациональных чисел,  которые вычисляются с помощью стандартных математических методов.

5.3.5.2. Накопление ключей.

    Под накоплением ключей понимается организация их хранения, учета и удаления. Поскольку ключ является самым привлекательным для злоумышленника объектом, открывающим ему путь к конфиденциальной информации, то вопросам накопления ключей следует уделять особое внимание. Секретные ключи никогда не должны записываться в явном виде на носителе, который может быть считан или скопирован. В достаточно сложной ИС один пользователь может работать с большим объемом ключевой информации, и иногда даже возникает необходимость организации мини-баз данных по ключевой информации. Такие базы данных отвечают за принятие, хранение, учет и удаление используемых ключей.  Итак, каждая информация об используемых ключах должна храниться в зашифрованном виде. Ключи, зашифровывающие ключевую информацию называются мастер-ключами. Желательно, чтобы мастер-ключи каждый пользователь знал наизусть, и не хранил их вообще на каких-либо материальных носителях. Очень важным условием безопасности информации является периодическое обновление ключевой информации в ИС. При этом переназначаться должны как обычные ключи, так и мастер-ключи. В особо ответственных ИС обновление ключевой информации желательно делать ежедневно. Вопрос обновления ключевой информации связан и с третьим элементом управления ключами - распределением ключей.

5.3.5.3. Распределение ключей.

Распределение ключей - самый ответственный процесс в управлении ключами. К нему предъявляются два требования:

- Оперативность и точность распределения

- Скрытность распределяемых ключей.

В последнее время заметен сдвиг в сторону использования криптосистем с открытым ключом, в которых проблема распределения ключей отпадает. Тем не менее распределение ключевой информации в ИС требует новых эффективных решений. Распределение ключей между пользователями реализуются двумя разными подходами:

1. Путем создания одного ли нескольких центров распределения ключей. Недостаток такого подхода состоит в том, что в центре распределения известно, кому и какие ключи назначены и это позволяет читать все сообщения, циркулирующие в ИС. Возможные злоупотребления существенно влияют на защиту.

2. Прямой обмен ключами между пользователями информационной системы. В этом случае проблема состоит в том, чтобы надежно удостоверить подлинность субъектов. Для обмена ключами можно использовать криптосистемы с открытым ключом, используя тот же алгоритм RSA.

 В качестве обобщения сказанного о распределении ключей следует сказать следующее. Задача управления ключами сводится к поиску такого протокола распределения ключей, который обеспечивал бы:

возможность отказа от центра распределения ключей; взаимное подтверждение подлинности участников сеанса; подтверждение достоверности сеанса механизмом запроса-ответа, использование для этого программных или аппаратных средств; использование при обмене ключами минимального числа сообщений. 5.3.6. Реализация  криптографических методов.

Проблема реализации методов защиты информации имеет два аспекта:

разработку средств, реализующих криптографические алгоритмы, методику использования этих средств.

    Каждый из рассмотренных криптографических методов могут быть реализованы либо программным, либо аппаратным способом. Возможность программной реализации обуславливается тем, что все методы криптографического преобразования формальны и могут быть представлены в виде конечной алгоритмической процедуры. При аппаратной реализации все процедуры шифрования и дешифрования выполняются специальными электронными схемами. Наибольшее распространение получили модули, реализующие комбинированные методы. Большинство зарубежных серийных средств шифрования основано на американском стандарте DES. Отечественные же разработки, такие как, например, устройство КРИПТОН, использует отечественный стандарт шифрования. Основным достоинством программных методов реализации защиты является их гибкость, т.е. возможность быстрого изменения алгоритмов шифрования. Основным же недостатком программной реализации является существенно меньшее быстродействие по сравнению с аппаратными средствами (примерно в 10 раз). В последнее время стали появляться комбинированные средства шифрования, так называемые программно-аппаратные средства. В этом случае в компьютере используется своеобразный “криптографический сопроцессор” - вычислительное устройство, ориентированное на выполнение криптографических операций (сложение по модулю, сдвиг и т.д.). Меняя программное обеспечения для такого устройства, можно выбирать тот или иной метод шифрования. Такой метод объединяет в себе достоинства программных и аппаратных методов.

   Таким образом, выбор типа реализации криптозащиты для конкретной ИС в существенной мере зависит от ее особенностей и должен опираться на всесторонний анализ требований, предъявляемых к системе защиты информации.

5.4. Идентификация и аутентификация

Идентификацию и аутентификацию можно считать основой программно-технических средств безопасности. Идентификация и аутентификация - это первая линия обороны, "проходная" информационного пространства организации.

Идентификация позволяет субъекту - пользователю или процессу, действующему от имени определенного пользователя, назвать себя, сообщив свое имя. Посредством аутентификации вторая сторона убеждается, что субъект действительно тот, за кого себя выдает. В качестве синонима слова "аутентификация" иногда используют сочетание "проверка подлинности". Субъект может подтвердить свою подлинность, если предъявит по крайней мере одну из следующих сущностей:

- нечто, что он знает: пароль, личный идентификационный номер, криптографический ключ и т.п.,

- нечто, чем он владеет: личную карточку или иное устройство аналогичного назначения,

-  нечто, что является частью его самого: голос, отпечатки пальцев и т.п., то есть свои биометрические характеристики,

- нечто, ассоциированное с ним, например координаты

Главное достоинство парольной аутентификации - простота и привычность. Пароли давно встроены в операционные системы и иные сервисы. При правильном использовании пароли могут обеспечить приемлемый для многих организаций уровень безопасности. Тем не менее по совокупности характеристик их следует признать самым слабым средством проверки подлинности. Надежность паролей основывается на способности помнить их и хранить в тайне. Ввод пароля можно подсмотреть. Пароль можно угадать методом грубой силы, используя, быть может, словарь. Если файл паролей зашифрован, но доступен на чтение, его можно перекачать к себе на компьютер и попытаться подобрать пароль, запрограммировав полный перебор.

Пароли уязвимы по отношению к электронному перехвату - это наиболее принципиальный недостаток, который нельзя компенсировать улучшением администрирования или обучением пользователей. Практически единственный выход - использование криптографии для шифрования паролей перед передачей по линиям связи.

Тем не менее, следующие меры позволяют значительно повысить надежность парольной защиты:

- наложение технических ограничений (пароль должен быть не слишком коротким, он должен содержать буквы, цифры, знаки пунктуации и т.п.);

- управление сроком действия паролей, их периодическая смена;

- ограничение доступа к файлу паролей;

- ограничение числа неудачных попыток входа в систему, что затруднит применение метода грубой силы;

- обучение и воспитание пользователей;

- использование программных генераторов паролей, которые, основываясь на несложных правилах, могут порождать только благозвучные и, следовательно, запоминающиеся пароли.

Перечисленные меры целесообразно применять всегда, даже если наряду с паролями используются другие методы аутентификации, основанные, например, на применении токенов.

Токен - это предмет или устройство, владение которым подтверждает подлинность пользователя. Различают токены с памятью (пассивные, которые только хранят, но не обрабатывают информацию) и интеллектуальные токены (активные).

Самой распространенной разновидностью токенов с памятью являются карточки с магнитной полосой. Для использования подобных токенов необходимо устройство чтения, снабженное также клавиатурой и процессором. Обычно пользователь набирает на этой клавиатуре свой личный идентификационный номер, после чего процессор проверяет его совпадение с тем, что записано на карточке, а также подлинность самой карточки. Таким образом, здесь фактически применяется комбинация двух способов защиты, что существенно затрудняет действия злоумышленника.

Необходима обработка аутентификационной информации самим устройством чтения, без передачи в компьютер - это исключает возможность электронного перехвата.

Иногда (обычно для физического контроля доступа) карточки применяют сами по себе, без запроса личного идентификационного номера.

Как известно, одним из самых мощных средств в руках злоумышленника является изменение программы аутентификации, при котором пароли не только проверяются, но и запоминаются для последующего несанкционированного использования.

Интеллектуальные токены характеризуются наличием собственной вычислительной мощности. Они подразделяются на интеллектуальные карты, стандартизованные ISO и прочие токены. Карты нуждаются в интерфейсном устройстве, прочие токены обычно обладают ручным интерфейсом (дисплеем и клавиатурой) и по внешнему виду напоминают калькуляторы. Чтобы токен начал работать, пользователь должен ввести свой личный идентификационный номер.

По принципу действия интеллектуальные токены можно разделить на следующие категории.

- Статический обмен паролями: пользователь обычным образом доказывает токену свою подлинность, затем токен проверяется компьютерной системой.

- Динамическая генерация паролей: токен генерирует пароли, периодически изменяя их. Компьютерная система должна иметь синхронизированный генератор паролей. Информация от токена поступает по электронному интерфейсу или набирается пользователем на клавиатуре терминала.

- Запросно-ответные системы: компьютер выдает случайное число, которое преобразуется криптографическим механизмом, встроенным в токен, после чего результат возвращается в компьютер для проверки. Здесь также возможно использование электронного или ручного интерфейса. В последнем случае пользователь читает запрос с экрана терминала, набирает его на клавиатуре токена (возможно, в это время вводится и личный номер), а на дисплее токена видит ответ и переносит его на клавиатуру терминала.

5.5. Управление доступом

Средства управления доступом позволяют специфицировать и контролировать действия, которые субъекты - пользователи и процессы могут выполнять над объектами - информацией и другими компьютерными ресурсами. Речь идет о логическом управлении доступом, который реализуется программными средствами. Логическое управление доступом - это основной механизм многопользовательских систем, призванный обеспечить конфиденциальность и целостность объектов и, до некоторой степени, их доступность путем запрещения обслуживания неавторизованных пользователей. Задача логического управления доступом состоит в том, чтобы для каждой пары (субъект, объект) определить множество допустимых операций, зависящее от некоторых дополнительных условий, и контролировать выполнение установленного порядка. Простой пример реализации таких прав доступа – какой-то пользователь (субъект) вошедший в информационную систему получил право доступа на  чтение информации с какого-то диска(объект), право доступа на модификацию данных в каком-то каталоге(объект) и отсутствие всяких прав доступа к остальным ресурсам информационной системы.

Контроль прав доступа производится разными компонентами программной среды - ядром операционной системы, дополнительными средствами безопасности, системой управления базами данных, посредническим программным обеспечением (таким как монитор транзакций) и т.д.

5.6. Протоколирование и аудит

Под протоколированием понимается сбор и накопление информации о событиях, происходящих в информационной системе. Например - кто и когда пытался входить в систему, чем завершилась эта попытка, кто и  какими информациоными ресурсами пользовался, какие и кем модифицировались информационные ресурсы и много других..

Аудит - это анализ накопленной информации, проводимый оперативно, почти в реальном времени, или периодически.

Реализация протоколирования и аудита преследует следующие главные цели:

- обеспечение подотчетности пользователей и администраторов;

- обеспечение возможности реконструкции последовательности событий;

- обнаружение попыток нарушений информационной безопасности;

- предоставление информации для выявления и анализа проблем.

6.      Безопасность баз данных

    Основной формой организации  информационных  массивов  в  ИС являются базы данных.  Базу данных можно определить как совокупность взаимосвязанных хранящихся  вместе   данных   при   наличии   такой   минимальной избыточности,  которая  допускает  их  использование  оптимальным образом для  одного  или  нескольких  приложений.  В  отличие  от файловой системы организации  и  использования  информации  ,  БД существует независимо от конкретной программы и предназначена для совместного   использования   многими    пользователями.    Такая централизация и независимость данных в технологии БД  потребовали создания  соответствующих  СУБД  -  сложных  комплексов  программ, которые обеспечивают выполнение операций  корректного  размещения данных, надежного их хранения, поиска, модификации и удаления

34)) Экспе́ртная систе́ма (ЭС, англ. expert system) — компьютерная система, способная частично заменить специалиста-эксперта в разрешении проблемной ситуации. Современные ЭС начали разрабатываться исследователями искусственного интеллекта в 1970-х годах, а в 1980-х получили коммерческое подкрепление. Предтечи экспертных систем были предложены в 1832 году С. Н. Корсаковым, создавшим механические устройства, так называемые «интеллектуальные машины», позволявшие находить решения по заданным условиям, например определять наиболее подходящие лекарства по наблюдаемым у пациента симптомам заболевания^[1].

В информатике экспертные системы рассматриваются совместно с базами знаний как модели поведения экспертов в определенной области знаний с использованием процедур логического вывода и принятия решений, а базы знаний — как совокупность фактов и правил логического вывода в выбранной предметной области деятельности.

Похожие действия выполняет такой программный инструмент как Мастер (англ. Wizard). Мастера применяются как в системных программах так и в прикладных для упрощения интерактивного общения с пользователем (например, при установке ПО). Главное отличие мастеров от ЭС — отсутствие базы знаний — все действия жестко запрограммированы. Это просто набор форм для заполнения пользователем.

Другие подобные программы — поисковые или справочные (энциклопедические) системы. По запросу пользователя они предоставляют наиболее подходящие (релевантные) разделыбазы статей (представления об объектах областей знаний, их виртуальную модель).

В настоящее время «классическая» концепция экспертных систем, сложившаяся в 70-80 годах прошлого века, переживает серьезный кризис, по всей видимости связанный с её глубокой ориентацией на общепринятый в те годы текстовый человеко-машинный интерфейс, который в настоящее время в пользовательских приложениях полностью вытеснен графическим (GUI). Кроме того, «классический» подход к построению экспертных систем плохо согласуется с реляционной моделью данных, что делает невозможным эффективное использование современных промышленных СУБД для организации баз знаний таких систем. Все приводимые в литературных и интернет-источниках примеры «известных» или «распространенных» экспертных систем на самом деле относятся к 80-м годам прошлого столетия и в настоящее время давно не существуют, либо безнадежно устарели и поддерживаются лишь немногочисленными энтузиастами. С другой стороны, нередко в качестве маркетингового хода экспертными системами объявляются современные программные продукты, в «классическом» понимании таковыми не являющиеся (например, компьютерные справочно-правовые системы). Предпринимаемые энтузиастами попытки объединить «классические» подходы к разработке экспертных систем с современными подходами к построению пользовательского интерфейса (проекты CLIPS Java Native Interface,CLIPS.NET и др.) не находят поддержки среди крупных компаний-производителей программного обеспечения и по этой причине остаются пока в экспериментальной стадии.

представляет следующую структуру ЭС:

• Интерфейс пользователя

• Пользователь

• Интеллектуальный редактор базы знаний

• Эксперт

• Инженер по знаниям

• Рабочая (оперативная) память

• База знаний

• Решатель (механизм вывода)

• Подсистема объяснений

База знаний состоит из правил анализа информации от пользователя по конкретной проблеме. ЭС анализирует ситуацию и, в зависимости от направленности ЭС, дает рекомендации по разрешению проблемы.

Как правило, база знаний экспертной системы содержит факты (статические сведения о предметной области) и правила — набор инструкций, применяя которые к известным фактам можно получать новые факты.

В рамках логической модели баз данных и базы знаний записываются на языке Пролог с помощью языка предикатов для описания фактов и правил логического вывода, выражающих правила определения понятий, для описания обобщенных и конкретных сведений, а также конкретных и обобщенных запросов к базам данных и базам знаний.

Конкретные и обобщенные запросы к базам знаний на языке Пролог записываются с помощью языка предикатов, выражающих правила логического вывода и определения понятий над процедурами логического вывода, имеющихся в базе знаний, выражающих обобщенные и конкретные сведения и знания в выбранной предметной области деятельности и сфере знаний.

Обычно факты в базе знаний описывают те явления, которые являются постоянными для данной предметной области. Характеристики, значения которых зависят от условий конкретной задачи, ЭС получает от пользователя в процессе работы, и сохраняет их в рабочей памяти. Например, в медицинской ЭС факт «У здорового человека 2 ноги» хранится в базе знаний, а факт «У пациента одна нога» — в рабочей памяти.

База знаний ЭС создается при помощи трех групп людей:

1. эксперты той проблемной области, к которой относятся задачи, решаемые ЭС;

2. инженеры по знаниям, являющиеся специалистами по разработке ИИС;

3. программисты, осуществляющие реализацию ЭС.