Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»

СибАДИКафедра «Информационная безопасность»

ИНФОРМАЦИОНН Я БЕЗОПАСНОСТЬ: СОВРЕМЕННАЯ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

Сборник научных трудов студентов, аспирантов преподавателей по материалам

II Межвузовской научно-практической конференции

Омск • 2019

3

ВСТУПИТЕЛЬНОЕ СЛОВО

Цифровизация всех сфер нашей жизни, делая ее с одной стороны более комфортной, с другой – предопределяет расширение круга актуальных угроз информационной безопасности. Обращаясь к данным международной компании Positive Technologies, основные усилия которой сосредоточены не только на разработке программного обеспечения в области информационной безопасности, но и на предоставлении услуг в области анализа защищенности, заметим, что итоги II квартала 2019 года являются более тревожными, чем итоги I квартала. Так, в частности, аналитиками Positive Technologies выявлено, что количество уникальных киберинцидентов во II квартале 2019 на 3% превзошло показатель I квартала; на 12 % выросла доля целенаправленных атак (достигнув 59 % от общего количества атак); злоумышленн ки все более решительно нацелены на кражу персональных

СибАДИподкачки файлов ссылок .LNK» и другие.)

данных, ф нансовых средств пр.

Мин м зац я потерь от утечки информации на различных уровнях возможна при решении техн ческ х, технологических и кадровых проблем в области информационной

безопасности. На сегодняшн й день наи олее актуальной является потребность в подготовке высококвал ф ц рованных кадров в о ласти информационной безопасности.

В Омске на базе ведущ х вузов подготовка таких специалистов ведется чуть менее 20 лет. Уч тывая современный тренд на реализацию идеи сетевого взаимодействия, в

Положительный опыт проведен я такой конференции предопределил заинтересованность ее основных участн ков в том, что ы сделать такую конференцию традиционной. В сентябре 2019 года состоялась II Межвузовская научно-практическая конференция «Информационная безопасность: современная теория и практика», география которой стала шире. В ней приняли участие студенты, аспиранты и преподаватели не только омских вузов (СибАДИ, ОмГТУ, ОмГУПС и ОмГТУ), но и докладчики из г. Санкт-Петербурга, г. Снежинска и г. Уфы). Доклады, вызвавшие у участников конференции наибольший интерес, представлены в данном сборнике.

Многие из докладчиков представили результаты своих научно-практических работ, апробация которых прошла в рамках производственной практики. Среди них проекты или прототипы информационных систем, для которых теоретически и практически проработаны разнообразные аспекты защиты информации («Защита информации в информационной системе формирования корпоративной отчётности», «Подсистема защиты информационной системы управления ключами шифрования и электронными подписями в контексте ИСПДН», «Проектирование подсистемы корпоративной информационной системы в защищенном исполнении», «Анализ и исследование цифровых следов файлов кибернации и

На конференции были также представлены результаты исследований, реализуемых в рамках грантовой поддержки («Анализ методов идентификации физиологического состояния сна по ЭЭГ оператора опасного производственного объекта»; « спользование аппарата искусственных иммунных систем для построения преобразователей тайной биометрии в код доступа: обзор»; «Особенности построения нейросетевых алгоритмов в задачах распознавания образов»; «Идентификационный потенциал параметров электроэнцефалограмм для решения задач»).

Живой интерес участники конференции проявили и в отношении аналитических исследований («Использование тепловидения для распознавания нескольких психофизиологических состояний субъектов по термограммам лица», «Биометрическая идентификации личности на основе образов геометрии ушной раковины», «Исследование возможностей машинного обучения для детектирования атак на веб-приложения», «Идентификационный потенциал параметров электроэнцефалограмм для решения задач

4

информационной безопасности», «Перспективные направления развития технологий для центров мониторинга и реагирования на инциденты информационной безопасности»).

Активная дискуссия развернулась вокруг докладов, имеющих выраженную практикоориентированную направленность («3ащита данных в информационной системе «помощник воспитателя», «Обеспечение защиты приложения «Возможности СУБД MS SQL SERVER и

5

УДК 004.056

ЗАЩИТА ДАННЫХ В ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ «ПОМОЩНИК ВОСПИТАТЕЛЯ»

Балау Э.И.

студентка группы БИб16-И1 «Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета (СибАДИ)», г. Омск

Семенова З.В.

научный руководитель, док. пед. наук, профессор, зав. кафедрой «Информационная безопасность» «Сибирского государственного автомобильно-дорожного университета (СибАДИ)», г. Омск

СибАДИВведение

Аннотац я. В настоящей статье представлено обоснование использования приложения «Помощник восп тателя», а также описание главного бизнес процесса и результат его

Детский сада - неотъемлемая часть современного общества. Несмотря на то, что посещают детский сад дети, родители принимают большое участие в его деятельности. В связи с тем, что в детском саду проводятся различные мероприятия, родителям необходимо знать заранее, что тре уется их детям для того или иного праздника. В связи с этим возникает проблема со своевременной доставкой информации родителям. Решением, в этом случае может являться реализация приложения, которое будет оповещать родителей о предстоящем мероприятии и о том, что для этого необходимо. Следует учитывать, что при автоматизации процесса отправки сообщений используются персональные данные. В соответствии с Федеральном законом №152-ФЗ «О персональных данных» все персональные данные должны быть защищены. В связи с этим требуется обеспечить такую функцию безопасности как шифрование персональных данных. А также следует ограничить доступ посторонних лиц к приложению, реализовав аутентификацию и идентификацию.

Краткая характеристика функционала ИС «Помощник воспитателя»

Автоматизированная система «Помощник воспитателя» предназначена для ускорения упрощения работы воспитателя по оповещению родителей. При помощи приложения воспитатель сможет наиболее просто отправлять сообщения на электронную почту. Это является главным бизнес-процессом системы. Главный бизнес-процесс декомпозируется на четыре подзадачи:

регистрирование предстоящего мероприятия,

выбор группы участвующей в мероприятии,

распределение обязанностей между детьми,

отправка сообщений на электронную почту (рисунок 1).

Такое приложение должно работать в соответствии со следующей логикой. Для отправки сообщения пользователь (в данном случае воспитатель) сначала регистрирует в системе предстоящее мероприятие (определяя его название и дату проведения). На следующем шаге необходимо выбрать группу. Заметим, что группы предварительно занесены в БД ИС «Помощник воспитателя» на подготовительном этапе работы приложения. Затем

6

пользователь распределяет обязанности (костюмы, роли, стихи) между детьми (списки детей группы к этому моменту также должны быть внесены в БД). На заключительном этапе непосредственно реализуется подпроцесс - отправка сообщения на почту родителям.

Си

бАРисунок 1 – Декомпозиция главного бизнес-процесса

Базируясь на основном функционале информационной системы, определяется схема базы данных (рис.2), которая является достаточно простой, включающей 6 таблиц: Parent (родитель), Child (ребенок), Group (группа), Duty (обязанность), Event (мероприятие) , Login.

Д И

Рисунок 2 – Схема БД

7

Как видно из схемы, таблицы, как правило, имеют связь «от одного – ко многим», что также определяется логикой основного бизнес-процесса.

Обеспечение информационной безопасности посредством шифрования

Как уже указывалось выше, в данном приложении будут использоваться персональные данные. В связи с этим необходимо их обезопасить от НСД средствами языка С# и MS SQL Server. В приложении заложены следующие аспекты безопасности:

шифрование персональных данных;идентификация и аутентификация;

СибАДИEncrypted», «Ключи шифрования нового стол ца», «Ключ шифрования нового столбца».

обеспечение целостности входных данных.

Рассмотр м, как в пр ложении реализована защита данных от НСД на основе

шифрован я. ледует замет ть, что начиная с версии 2016 года, в SQL Server была добавлена новая функц я безопасности Always Encrypted. Данная функция гарантирует, что конфиденц альные данные н когда не будут отображаться в виде открытого текста в экземпляре SQL Server. Always Encrypted работает за счет прозрачного шифрования данных

в приложен , так что SQL Server удет о рабатывать только зашифрованные данные, а не

значения в в де открытого текста. Даже если экземпляр SQL или хост-компьютер скомпромет рованы, злоумышленник может получить только зашифрованный текст конфиденц альных данных. Для того что ы использовать Always Encrypted необходимо выполнить следующ й порядок действий:

В поле «Имя» вводим имя ключа. В поле «Главный ключ столбца» выбираем ранее созданный ключ. После нажатия кнопки «Ок» создается новый ключ шифрования столбца, зашифрованный с помощью сертификата, зашифрованное значение загружается в базу данных.

В Visual Studio при создании таблицы необходимо прописать следующий код (рис. 3).

Рисунок 3 – Шифрование средствами языка C#

8

Выполнив описанные выше пункты, получим зашифрованные данные в таблице базы данных, при этом в приложении данные будут видны и доступны для изменения (рисунок 4).

СибАДИРисунок 5 – Реализация хеширования и авторизации средствами C#

Рисунок 4 – Вид таблицы в БД

Идентиф кац я аутент ф кация в данном приложении реализованы с помощью языка C#. Данные о пароле лог не защищены с помощью хеширования. «Хеширование –

преобразован е по детерм н рованному алгоритму входного массива данных произвольной длины в выходную б товую строку фиксированной длины. Такие преобразования также

После того как хеширование реализовано данные о пароле логине хранятся в виде представленном на рисунке 6.

Рисунок 6 – Данные таблицы «Login»

«Целостность – это гарантирование того, что информация остается неизменной, корректной и аутентичной. Обеспечение целостности предполагает предотвращение и определение неавторизованного создания, модификации или удаления информации» [2].

9

Целостность входных данных реализована также с помощью языка C# через валидацию данных. «Валидация– это процесс проверки данныхна соответствие различным критериям»[3].

Кодовая реализация валидации представлена на рисунке 7, 8.

СибАДИhttps://www.intuit.ru/studies/courses/1119/147/lecture/4047

Р сунок 7 – Валидация текстового ввода

Р сунок 8 – Валидация цифрового ввода

Заключен е

Таким образом, данные направления защиты информации обеспечивают

конфиденциальность целостность данных. Идентификация и аутентификация

обеспечивают защиту от НСД к приложению, а соответственно к данным. Обеспечение целостности данных минимизирует оши ки работы приложения. Шифрование обеспечивает защиту персональных данных в самой азе данных.

10

УДК 004.724.4

РЕАЛИЗАЦИЯ МНОГОПУТЕВОЙ МАРШРУТИЗАЦИИ В ПРОГРАММНОКОНФИГУРИРУЕМЫХ СЕТЯХ

Бречка Д.М.,

канд. техн. наук, доцент кафедры «Информационная безопасность» « ибирского государственного автомобильно-дорожного университета (СибАДИ)», г. Омск

Унчурис В.В.,

студент группы СБС-501-О, ФУБОУ ВО «ОмГУ им. Ф.М. Достоевкого» , г. Омск

СибАДИмаршрутизац ю. При однопутевой – информация передается по одному каналу связи, а при многопутевой – по нескольк м. Многопутевая маршрутизация обеспечивает стабильность, оптимальность спользован я ресурсов, алансировку нагрузки, повышение безопасности сети, так как пакет станов тся труднее перехватить, благодаря этому и проявляется большой интерес к изучению данной темы.

Аннотация. Исследуется возможность разработки программы, реализующей

Целью данной работы является исследование возможности разработки программы, реализующей многопутевую маршрутизацию в программно-конфигурируемых сетях

(Software-defined Networking, SDN).

Описание программно-конфигурируемых сетей

Программно-конфигурируемая сеть – это новая парадигма сетевых технологий, которая берёт свое начало в работах и идеях, лежащих в основе проекта OpenFlow, работа над которым началась примерно в 2009 году в Стэнфордском университете. Однако многие концепции и идей, используемые в SDN, развивались на протяжении последних 25 лет. SDN

– это сеть передачи данных, где разделяются функции управления сетью от устройств передачи данных. [1,2].

Современные сетевые устройства, такие как коммутатор или роутер состоят из трёх компонентов:

– уровень управления – это администрирование устройств, то есть основная задача – обеспечение управляемости устройством;

– уровень регулирования – это «интеллект» устройства, на этом уровне происходит управление трафиком, используя различные алгоритмы (OSPF, IGMP другие);

– уровень передачи трафика – на этом уровне обеспечивается функционал для передачи пакетов.

Но в технологии SDN роутер или коммутатор работают только с потоком данных, то есть только с уровнем передачи трафика. Таким образом, роутер получается более простым и соответственно, более дешевым для производства. «Интеллект» устройства заменяется простой таблицей переадресации [5,7]. За весь «интеллект», уровень администрирования и управление трафиком в технологии SDN отвечает контроллер.

11

Описание протокола OpenFlow

В SDN разделяют два направления обменом информацией:

1)между SDN приложениями, выступает протокол REST API, называется «северный мост»;

2)для управления сетевыми устройствами – «южный мост», на этом уровне используется протокол OpenFlow.

OpenFlow – это протокол, который позволяет контроллеру общаться с сетевыми устройствами, то есть указывать куда передавать принятый пакет, на какой порт

СибАДИконтроллер. Для данного исследования ыл использован контроллер Ryu, так как это программное обеспечение имеет открытый исходный код, поддерживает OpenFlow версии 1.3 предназначен для использования в программах на языке Python [4].

коммутатора. В обычной сети каждый коммутатор имеет программное обеспечение, которое сообщает ему, что делать. С OpenFlow решения о перемещении пакетов централизованы, так

что сеть можно программ ровать независимо от отдельных коммутаторов и

оборудован я центра обработки данных [8]. Переключатели OpenFlow состоят минимум из двух компонентов: табл цы потоков и безопасного канала.

появлен ем программно-определяемых сетей и с использованием протокола OpenFlow многопутевая маршрут зац я стала проще. Начиная с версии 1.1, протокол OpenFlow поддерживает групповые та л цы, что позволяет определять или применять несколько действий к определенному потоку. Существует 4 типа групповых таблиц: ALL, select, indirect, Fast Failover. Для многопутевой маршрутизации используется тип групповой таблицы select. Каждому сегменту в группе SELECT назначен вес, и каждый пакет, который входит в группу, отправляется в один сегмент. Алгоритм выбора сегмента не определен и

зависит от реал зац коммутатора.

Программная реал зац я многопутевой маршрутизации

Для программной реал зац многопутевой маршрутизации необходимо выбрать SDN-

Следующим шагом является определение алгоритма, для поиска всех возможных путей между двумя коммутаторами. Для этого в программе был использован модифицированный алгоритм поиска в глубину (DFS) [6], внутреннее представление графа – матрица смежности.

Далее необходимо определить «веса» путей или «стоимость», будем рассчитывать «стоимость» пути также, как это реализовано в протоколе OSPF [3]. В OSPF «стоимость» интерфейса обратно пропорциональна пропускной способности этого интерфейса. Более высокая пропускная способность дает более низкую «стоимость». «Стоимость» – это отношение эталонной постоянной полосы пропускания (в протоколе OSPF это 100000000) к пропускной способности, бит на секунду.

Решение о направлении трафика в сети может принимать контроллер, либо сами коммутаторы. Второй способ более правильный с точки зрения производительности, в программе будем использовать его. Необходимо «научить» коммутаторы принимать решения самостоятельно, для этого нужно настроить групповые таблицы на коммутаторах используя OpenFlow. При таком подходе, коммутаторам не нужно будет каждый раз обращаться к контроллеру для выяснения пути перенаправления пакета.

Мы уже определили алгоритм нахождения взвешенных путей, необходимо теперь установить эти пути на коммутаторах. Для этого в программе выполняется следующий алгоритм:

1.Получить список взвешенных путей от источника до места назначения.

2.Перебрать все коммутаторы, которые содержат путь:

a.составить список со всеми портами коммутатора, которые используются для передачи данных в сети;

b.если коммутатор имеет несколько путей для дальнейшей пересылки пакета, то создать поток групповой таблице с типом SELECT (при этом указывается вес пути), иначе установить обычный поток.

3.Установить поток.

12

Поток определяется как набор действий, которые применяются к сетевому пакету, то есть отвечает, что нужно сделать с пакетом, учитывая, например, исходный и конечный IP адрес. Пакет можно переслать, отбросить или сделать что-то еще. Для маршрутизации необходимо по IP адресу (сетевой адрес узла), определить MAC адрес (физический адрес), который важен для обнаружения хоста в топологии сети, за это отвечает протокол определения адреса, сокращенно ARP. Для того чтобы определить критерий соответствия потока в Ryu используется метод OFPMatch которому передается IP источника и назначения, а также тип

Ethernet.

Выводы

Описанная программа была разработана на языке Python и протестирована на виртуальной сети с использован ем эмулятора Mininet [9]. Тестирование показало, что программа правильно определяет потоки в сети и позволяет балансировать нагрузку на несколько путей в сети. Так м образом, было установлено, что на сегодняшний день существует возможность создавать корректно работающ е программно-конфигурируемые сети на основе свободно распространяемого программного о еспечения. Данный вывод позволяет проводить

https://github.com/mininet/mininet/wiki/Introduction-to-Mininet#what (27.04.2019)

13