- •1.1. Введение. Понятие политики безопасности
- •Рис. 1. Основные каналы утечки информации при ее обработке на отдельной ПЭВМ
- •1.2. Модель компьютерной системы. Понятие доступа и монитора безопасности
- •Рис. 2. Порождения субъекта и понятие потока
- •Рис. 3. Примеры потоков в КС
- •1.3. Описание типовых политик безопасности
- •1.3.1. Модели на основе дискретных компонент
- •1.3.1.1. Модель АДЕПТ-50
- •1.3.1.2. Пятимерное пространство безопасности Хартстона
- •1.3.1.3. Резюме по моделям Адепт и Хартстона
- •1.3.2. Модели на основе анализа угроз системе
- •1.3.2.1. Игровая модель
- •1.3.2.2. Модель системы безопасности с полным перекрытием
- •1.3.2.3. Резюме по моделям анализа угроз
- •1.3.3. Модели конечных состояний.
- •1.3.3.1. Модель Белла-ЛаПадула.
- •1.3.3.2. Модель low-water-mark (LWM)
- •Таблица 1. Операции в модели LWM
- •1.3.3.3. Модель Лендвера
- •Определение 10
- •1.3.3.4. Резюме по моделям состояний
- •1.4. Обеспечение гарантий выполнения политики безопасности
- •Утверждение 1 (достаточное условие гарантированного выполнения политики безопасности в КС 1).
- •Утверждение 2 (достаточное условие гарантированного выполнения политики безопасности в КС 2).
- •Утверждение 3 (базовая теорема ИПС)
- •Рис. 5. Классическая модель ядра безопасности
- •Рис. 6. Ядро безопасности с учетом контроля порождения субъектов
- •1.5. Метод генерации изолированной программной среды при проектировании механизмов гарантированного поддержания политики безопасности
- •Таблица 2. Иерархия уровней при загрузке ОС
- •Утверждение 4 (условие одинакового состояния КС).
- •Утверждение 5 (достаточное условие ИПС при ступенчатой загрузке).
- •Утверждение 6 (требования к субъектному наполнению изолированной программной среды).
- •Утверждение 7 (достаточное условие чтения реальных данных).
- •1.6. Реализация гарантий выполнения заданной политики безопасности
- •Утверждение 8 (условия генерации ИПС при реализации метода доверенной загрузки).
- •1.7. Опосредованный несанкционированный доступ в компьютерной системе. Модель опосредованного НСД
- •Таблица 3. Полная группа событий в системе «ПП-РПВ»
- •Утверждение 9 (условия невозможности опосредованного НСД в ИПС).
- •Литература к первой части
- •Часть 2. Модели безопасного субъектного взаимодействия в компьютерной системе. Аутентификация пользователей. Сопряжение защитных механизмов
- •2.1. Введение
- •2.1. Процедура идентификации и аутентификации
- •Таблица 1. Объект-эталон для схемы 1
- •Таблица 2. Объект-эталон для схемы 2
- •Утверждение 1 (о подмене эталона).
- •2.2. Формализация задачи сопряжения. Методы сопряжения
- •Утверждение 2. (необходимое условие корректного взаимодействия сопрягаемых субъектов)
- •Утверждение 3. (о свойствах модуля сопряжения)
- •Рис. 1. Методы эмуляции органов управления и замены аутентифицирующего субъекта
- •2.3. Типизация данных, необходимых для обеспечения работы средств сопряжения
- •Таблица 3. Структура объекта вторичной аутентификации
- •Утверждение 4 (о свойствах объекта первичной аутентификации).
- •Утверждение 5 (об изменении информации пользователя в АНП).
- •2.4. Использование внешних субъектов при реализации и гарантировании политики безопасности
- •2.5. Понятие внешнего разделяемого сервиса безопасности. Постановка задачи
- •Рис. 2. Схема взаимодействия МРЗФ с МБО И МБС
- •2.6. Понятие и свойства модуля реализации защитных функций
- •Утверждение 6 (о потенциальной возможности некорректного возврата результата из МРЗФ)
- •Утверждение 7 (о потенциально возможном некорректном вызове МРЗФ)
- •2.7. Проектирование модуля реализации защитных функций в среде гарантирования политики безопасности
- •Утверждение 8 (достаточные условия корректного использования МРЗФ)
- •2.8. Передача параметров при составном потоке
- •Таблица 4. (Свойства составного потока при использовании МРЗФ)
- •2.9. Методика проверки попарной корректности субъектов при проектировании механизмов обеспечения безопасности с учетом передачи параметров
- •Заключение
- •Литература ко второй части
- •Часть 3. Управление безопасностью в компьютерной системе
- •3.1. Введение
- •3.2. Модель управления безопасностью. Термины
- •Утверждение 1 (о корректном управлении в ИПС).
- •Утверждение 2 (условия нарушения корректности управления).
- •Рис. 1. Локализация субъекта и объектов управления в распределенной КС
- •Таблица 1. (локализация управляющего субъекта и объекта управления)
- •3.3. Система удаленного управления безопасностью в отсутствии локального объекта управления
- •Утверждение 3 (необходимое условие 1 для создания системы корректного управления)
- •Утверждение 4 (необходимое условие 2 для создания системы корректного управления)
- •Утверждение 5
- •3.5. Метод “мягкого администрирования”. Автоматизированное формирование списков разрешенных задач и правил разграничения доступа
- •Утверждение 6 (лемма для обоснования метода мягкого администрирования)
- •3.6. Системы управления безопасностью при распределенном объекте управления
- •Утверждение 7 (условия корректности управления при мягком администрировании).
- •Заключение
- •Литература к третьей части
- •Часть 4. Модели сетевых сред. Создание механизмов безопасности в распределенной компьютерной системе
- •4.1. Введение
- •4.2.Модели воздействия внешнего злоумышленника на локальный сегмент компьютерной системы
- •Рис. 1. К моделям воздействия внешнего злоумышленника на локальный сегмент КС
- •4.3. Механизмы реализации политики безопасности в локальном сегменте компьютерной системы
- •Утверждение 1 (о распределенной КС с полным проецированием прав пользователя на субъекты).
- •Утверждение 2 (о доступе в системе с проецированием прав)
- •Таблица 1. Групповые правила разграничения доступа в ЛС КС
- •Таблица 2. Правила разграничения доступа при запрете транспортировки вовне избранных объектов
- •4.4. Метод межсетевого экранирования. Свойства экранирующего субъекта
- •Утверждение 3 (о существовании декомпозиции на подобъекты).
- •Утверждение 4 (Основная теорема о корректном экранировании).
- •Утверждение 6 (о тождестве фильтра сервисов и изолированной программной среды в рамках локального сегмента КС)
- •4.5. Модель политики безопасности в распределенной системе
- •4.6. Архитектура фильтрующего субъекта и требования к нему
- •Таблица 3. Показатели и классы защищенности межсетевого экрана
- •Заключение
- •Литература к четвертой части
- •Часть 5. Нормативные документы для решения задач компьютерной безопасности
- •Введение к пятой части
- •5.1.2. Структура требований безопасности
- •5.1.3. Показатели защищенности средств вычислительной техники от несанкционированного доступа
- •Таблица 1. Требования к защите от НСД СВТ
- •5.1.5. Классы защищенности автоматизированных систем
- •Таблица 2. Требования к защите от НСД АС
- •5.1.6. Выводы
- •5.2. Критерии безопасности компьютерных систем Министерства обороны США (“Оранжевая книга”)
- •5.2.1. Цель разработки
- •5.2.2. Общая структура требований «Оранжевой книги»
- •5.2.3. Классы безопасности компьютерных систем
- •Таблица 3. Требования «Оранжевой книги»
- •5.2.4. Интерпретация и развитие “Оранжевой книги”
- •5.2.5. Выводы
- •5.3. Европейские критерии безопасности информационных технологий
- •5.3.1. Основные понятия
- •5.3.2. Функциональные критерии
- •5.3.3. Критерии адекватности
- •5.3.4. Выводы
- •5.4. Федеральные критерии безопасности информационных технологий
- •5.4.1. Цель разработки
- •5.4.2. Основные положения
- •5.4.3. Профиль защиты
- •Назначение и структура Профиля защиты
- •Этапы разработки Профиля защиты
- •5.4.4. Функциональные требования к продукту информационных технологий
- •Таблица 4. Применение критериев ранжирования
- •5.4.5. Требования к процессу разработки продукта информационных технологий
- •5.4.6. Требования к процессу сертификации продукта информационных технологий
- •5.4.7. Выводы
- •Литература к пятой части
- •Заключение. Процесс построения защищенной компьютерной системы
- •Рис. 1. Взаимосвязь методов проектирования защищенной КС.
- •Список сокращений
-141-
позволяет с высокой уверенностью получить корректную реализацию функций защиты. Процесс доказательства адекватности реализации начинается на ранней стадии проектирования с построения формальной модели политики безопасности. Для обеспечения эффективности применения методов верификации системы класса А1 должны содержать более мощные средства управления конфигурацией и защищенную процедуру дистрибуции (установки и распространения).
Приведенные классы безопасности надолго определили основные концепции безопасности и ход развития средств защиты.
5.2.4. Интерпретация и развитие “Оранжевой книги”
Опубликование “Оранжевой книги” стало важным этапом как в постановке, так и в указании направления решения основных теоретических проблем компьютерной безопасности. Тем не менее, в ходе применения ее основных положений выяснилось, что часть практически важных вопросов осталась за рамками данного стандарта, и, кроме того, с течением времени (с момента опубликования прошло пятнадцать лет) ряд положений устарел и потребовал пересмотра.
Круг специфических вопросов по обеспечению безопасности компьютерных сетей и систем управления базами данных нашел отражение в отдельных документах, изданных Национальным центром компьютерной безопасности США в виде дополнений к “Оранжевой книге” - «Интерпретация «Оранжевой книги» для компьютерных сетей» (Trusted Network Interpretation [8]) è «Интерпретация «Оранжевой книги» для систем управления базами данных» (Trusted Database Management System Interpretation [9]). Эти документы содержат трактовку основных положений “Оранжевой книги” применительно к соответствующим классам систем обработки информации.
Устаревание ряда положений “Оранжевой книги” обусловлено прежде всего интенсивным развитием компьютерных технологий и переходом с вычислительных комплексов типа IBM-360/370, (советский аналог — машины серии ЕС) к рабочим станциям, высокопроизводительным персональным компьютерам и сетевой модели вычислений. Именно для того, чтобы исключить возникшую в связи с изменением аппаратной платформы некорректность некоторых положений “Оранжевой книги”, адаптировать их к современным условиям и сделать адекватными нуждам разработчиков и пользователей программного обеспечения, и была проделана значительная работа по интерпретации и развитию положений этого стандарта. В результате возник целый ряд сопутствующих “Оранжевой книге” документов, многие их которых стали ее неотъемлемой частью. К наиболее часто упоминаемым относятся:
Руководство по произвольному управлению доступом в безопасных системах (A guide to understanding discretionary access control in trusted systems [10]).
-142-
Руководство по управлению паролями (Password management guideline[11]).
Руководство по применению «Критериев безопасности компьютерных систем» в специфических средах (Guidance for applying the Department Of Defence Trusted Computer System Evaluation Criteria in specific environment[12]).
Руководство по аудиту в безопасных системах (A Guide to Understanding Audit in Trusted Systems) [13].
Руководство по управлению конфигурацией в безопасных системах (Guide to understanding configuration management in trusted systems [14]).
Количество подобных вспомогательных документов, комментариев и интерпретаций значительно превысило объем первоначального документа, и в 1995 году Национальным центром компьютерной безопасности США был опубликован документ под названием “Интерпретация критериев безопасности компьютерных систем”[15], объединяющий все дополнения и разъяснения. При его подготовке состав подлежащих рассмотрению и толкованию вопросов обсуждался на специальных конференциях разработчиков и пользователей защищенных систем обработки информации. В результате открытого обсуждения была создана база данных, включающая все спорные вопросы, которые затем в полном объеме были проработаны специально созданной рабочей группой. В итоге появился документ, проинтегрировавший все изменения и дополнения к “Оранжевой книге”, сделанные с момента ее опубликования, что привело к обновлению стандарта и позволило применять его в современных условиях.
5.2.5. Выводы
“Критерии безопасности компьютерных систем” Министерства обороны США представляют собой первую попытку создать единый стандарт безопасности, рассчитанный на проектировщиков, разработчиков, потребителей и специалистов по сертификации систем безопасности компьютерных систем. В свое время этот документ явился значительным шагом в области безопасности информационных технологий и послужил отправной точкой для многочисленных исследований и разработок. Основной отличительной чертой этого документа, как уже отмечалось, является его ориентация на системы военного применения, причем в основном на операционные системы. Это предопределило доминирование требований, направленных на обеспечение конфиденциальности обрабатываемой информации и исключение возможностей ее разглашения. Большое внимание уделено меткам конфиденциальности (грифам секретности) и правилам экспорта секретной информации.
Требования по гарантированию политики безопасности отражены достаточно поверхностно, соответствующий раздел по существу ограничивается требованиями контроля целостности средств защиты и поддержания их работоспособности, чего явно недостаточно (см. часть 1).
“Оранжевая книга” послужила основой для разработчиков всех остальных стандартов информационной безопасности и до сих пор используется в США в
-143-
качестве руководящего документа при сертификации компьютерных систем обработки информации.
5.3. Европейские критерии безопасности информационных технологий
Вслед за выходом “Оранжевой книги” страны Европы разработали согласованные “Критерии безопасности информационных технологий”
(Information Technology Security Evaluation Criteria, далее “Европейские критерии”). Данный обзор основывается на версии 1.2 данного документа, опубликованной в июне 1991 года от имени соответствующих органов четырех стран: Франции, Германии, Нидерландов и Великобритании [16].
5.3.1. Основные понятия
“Европейские Критерии” рассматривают следующие задачи средств информационной безопасности:
-защита информации от несанкционированного доступа с целью обеспечения конфиденциальности (поддержание конфиденциальности);
-обеспечение целостности информации посредством защиты от ее несанкционированной модификации или уничтожения (поддержание целостности);
-обеспечение работоспособности систем с помощью противодействия угрозам отказа в обслуживании (поддержание доступности).
Для того, чтобы удовлетворить требованиям конфиденциальности, целостности и доступности, необходимо реализовать соответствующий набор функций безопасности, таких как идентификация и аутентификация, управление доступом, восстановление после сбоев и т. д.. Чтобы средства защиты можно было признать эффективными, требуется высокая степень уверенности в правильности их выбора и надежности функционирования. Для решения этой проблемы в “Европейских критериях” впервые вводится понятие адекватности (assurance) средств защиты.
Адекватность включает в себя два аспекта: эффективность, отражающую соответствие средств безопасности решаемым задачам, и корректность, характеризующую процесс их разработки и функционирования. Эффективность определяется соответствием между задачами, поставленными перед средствами безопасности, и реализованным набором функций защиты — их функциональной полнотой и согласованностью, простотой использования, а также возможными последствиями использования злоумышленниками слабых мест защиты. Под корректностью понимается правильность и надежность реализации функций безопасности (в принятой терминологии - гарантирование избранной ПБ).
Общая оценка уровня безопасности системы складывается из функциональной мощности средств защиты и уровня адекватности их реализации.
5.3.2. Функциональные критерии
В “Европейских критериях” средства, имеющие отношение к информационной безопасности, рассматриваются на трех уровнях детализации.
-144-
На первом уровне рассматриваются цели, которые преследует обеспечение безопасности, второй уровень содержит спецификации функций защиты, а третий — реализующие их механизмы. Спецификации функций защиты предлагается рассматривать с точки зрения следующих требований:
-идентификация и аутентификация;
-управление доступом;
-подотчетность;
-аудит;
-повторное использование объектов;
-целостность информации;
-надежность обслуживания;
-безопасность обмена данными.
Большинство из перечисленных требований совпадает с аналогичными требованиями “Оранжевой книги”. Остановимся лишь на специфичных для “Европейских критериев” моментах.
Требования безопасности обмена данными регламентируют работу средств, обеспечивающих безопасность данных, передаваемых по каналам связи, и включают следующие разделы:
-аутентификация;
-управление доступом;
-конфиденциальность данных;
-целостность данных;
-невозможность отказаться от совершенных действий.
Набор функций безопасности может специфицироваться с использованием ссылок на заранее определенные классы-шаблоны. В “Европейских критериях” таких классов десять. Пять из них (F-C1, F-C2, F-B1, F-B2, F-B3) соответствуют классам безопасности “Оранжевой книги” с аналогичными обозначениями. Рассмотрим подробнее другие пять классов, т. к. их требования отражают точку зрения разработчиков стандарта на проблему безопасности.
Класс F-IN предназначен для систем с высокими потребностями в обеспечении целостности, что типично для систем управления базами данных. Его описание основано на концепции “ролей”, соответствующих видам деятельности пользователей, и предоставлении доступа к определенным объектам только посредством доверенных процессов. Должны различаться следующие виды доступа: чтение, запись, добавление, удаление, создание, переименование и выполнение объектов (имеется в виду порождение субъекта из соответствующего объекта-источника).
Класс F-AV характеризуется повышенными требованиями к обеспечению работоспособности. Это существенно, например, для систем управления технологическими процессами. В требованиях этого класса указывается, что система должна восстанавливаться после отказа отдельной аппаратной компоненты таким образом, чтобы все критически важные функции постоянно оставались доступными. В таком же режиме должна происходить и замена