Защита информации в радиоэлектронных системах передачи информации. Часть 2. Защита от утечки информации по техническим каналам

освещения, места вывода из организации кабелей, по которым могут передаваться сигналы с информацией.

Моделирование состоит в анализе на основе рассмотренных пространственных моделей возможных путей распространения информации за пределы контролируемой зоны и определении уровней полей и сигналов на их границах. Уровни полей и сигналов рассчитываются путем уменьшения мощностей на выходе источников сигналов, выраженных, например, в децибелах, на суммарную величину их ослабления в среде распространения к границам контролируемых зон.

В результате моделирования определяется состояние безопасности информации и слабые места существующей системы ее защиты. Результаты моделирования оформляются на планах и в таблицах.

8.3 Моделирование угроз безопасности информации

Моделирование угроз безопасности информации предусматривает анализ способов ее хищения, изменения и уничтожения с целью оценки наносимого этими способами ущерба.

Моделирование угроз включает:

моделирование способов физического проникновения злоумышленника к источникам информации;

моделирование технических каналов утечки информации.

Действия злоумышленника по добыванию информации, так же как других материальных ценностей, определяются поставленными целями и задачами, его мотивами, квалификацией и технической оснащенностью. Так же как в криминалистике расследование преступления начинается с ответа на вопрос: кому это выгодно, так и прогноз способов физического проникновения следует начать с выяснения: кому нужна защищаемая информация. Способы проникновения исполнителей зарубежных спецслужб будут отличаться высокими квалификацией и технической оснащенностью, конкурентов - подготовленными исполнителями со средствами, имеющимися на рынке, криминальных структур - недостаточно подготовленными, но хорошо оснащенными исполнителями.

Для создания модели угрозы физического проникновения, достаточно близкой к реальной, необходимо «перевоплотиться» в злоумышленника, т. е. попытаться мысленно проиграть с позиции злоумышленника варианты проникновения к источнику информации. Чем больше при этом будет учтено факторов, влияющих на эффективность проникновения, тем выше адекватность модели. В условиях отсутствия информации о злоумышленнике, его квалификации, технической оснащенности во избежания грубых ошибок лучше переоценить угрозу, чем ее недооценить, хотя такой подход и может привести к увеличению затрат на защиту.

На основе такого подхода модель злоумышленника выглядит следующим образом:

злоумышленник представляет серьезного противника, тщательно готовящего операцию проникновения, изучает: обстановку вокруг территории организации, наблюдаемые механические преграды, средства охраны, телевизионного наблюдения и дежурного (ночного) Освещения, а также сотрудников с целью добывания от них информации о способах и средствах защиты;

201

имеет в распоряжении современные технические средства проникновения и преодоления механических преград;

всеми доступными способами добывает и анализирует информацию о расположении зданий и помещений организации, о рубежах охраны, о местах хранения источников информации, видах и типах средств охраны, телевизионного наблюдения, освещения и местах их установки;

проводит анализ возможных путей проникновения к источникам информации и ухода после выполнения задачи.

Взависимости от квалификации, способов подготовки и физического проникновения в организацию злоумышленников разделяют на следующие типы;

неподготовленный, который ограничивается внешним осмотром объекта, проникает в организацию через двери и окна, при срабатывании тревожной сигнализации убегает;

подготовленный, изучающий систему охраны объекта и готовящий несколько вариантов проникновения в организацию, в основном, путем взлома инженерных конструкций; - квалифицированный, который тщательно готовится к проникновению, выводит из строя технические средства охраны, применяет наиболее эффективные способы проникновения.

При моделировании действий квалифицированного злоумышленника необходимо также исходить из предположения, что он хорошо представляет современное состояние технических средств защиты информации, типовые варианты их применения, слабые места и «мертвые» зоны диаграмм направленности активных средств охраны.

Возможные пути проникновения злоумышленников отмечаются линиями на платах (схемах) территории, этажей и помещений зданий, а результаты анализа пути заносятся в табл. 8.3.

Таблица 8.3.

Обнаружение и распознавание каналов утечки информации, так же как любых объектов, производится по их демаскирующим признакам. В качестве достаточно общих признаков или индикаторов каналов утечки информации могут служить указанные в табл.

8. 4.

202

Приведенные индикаторы являются лишь ориентирами при поиске потенциальных каналов утечки. В конкретных условиях их состав существенно больший.

Потенциальные каналы утечки определяются для каждого источника информации, причем их количество может не ограничиваться одним или двумя. Например, от источника информации - руководителя фирмы утечка информации возможна по следующим каналам:

через дверь в приемную или коридор;

через окно на улицу или во двор;

через вентиляционное отверстие в соседние помещения;

с опасными сигналами по радиоканалу;

с опасными сигналами по кабелям, выходящим из помещения;

по трубам отопления в другие помещения здания;

203

через стены, потолок и пол в соседние помещения;

с помощью закладных устройств за территорию фирмы.

Моделирование технических каналов утечки информации по существу является единственным методом достаточно полного исследования их возможностей с целью последующей разработки способов и средств защиты информации, В основном применяются вербальные и математические модели. Физическое моделирование каналов утечки затруднено и часто невозможно по следующим причинам:

приемник сигнала канала является средством злоумышленника, его точное месторасположение и характеристики службе безопасности неизвестны;

канал утечки включает разнообразные инженерные конструкции (бетонные ограждения, здания, заборы и др.) и условия распространения носителя (переотражения, помехи и т. д.), воссоздать которые на макетах невозможно или требуются огромные расходы.

Применительно к моделям каналов утечки информации целесообразно иметь модели, описывающие каналы в статике и динамике.

Статическое состояние канала характеризуют структурная и пространственная модели. Структурная модель описывает структуру (состав и связи элементов) канала утечки. Пространственная модель содержит описание положения канала утечки в пространстве: места расположения источника и приемника сигналов, удаленность их от границ территории организации, ориентация вектора распространения носителя информации в канале утечки информации и его протяженность. Структурную модель канала целесообразно представлять в табличной форме, пространственную в виде графа на плане помещения, здания, территории организации, прилегающих внешних участков среды. Структурная и пространственная модели не являются автономными, а взаимно дополняют друг друга.

Динамику канала утечки информации описывают функциональная и информационная модели. Функциональная модель характеризует режимы функционирования канала, интервалы времени, в течение которых возможна утечка информации, а информационная содержат характеристики информации, утечка которой возможна по рассматриваемому каналу: количество и ценность информации, пропускная способность канала, прогнозируемое качество принимаемой злоумышленником информации.

Указанные модели объединяются и увязываются между собой в рамках комплексной модели канала утечки. В ней указываются интегральные параметры канала утечки информации: источник информации и ее вид, источник сигнала, среда распространения и ее протяженность, место размещения приемника сигнала, информативность канала и величина угрозы безопасности информации.

Каждый вид канала содержит свой набор показателей источника и приемника сигналов в канале, позволяющих оценить максимальную дальность канала и показатели возможностей органов государственной и коммерческой разведки.

Так как приемник сигнала является принадлежностью злоумышленника и точное место его размещения и характеристики не известны, то моделирование канала проводится применительно к гипотетическому приемнику. В качестве приемника целесообразно рассматривать приемник, параметры которого соответствуют современному

204

уровню, а место размещения выбрано рационально. Уважительное отношение к интеллекту и техническим возможностям противника гарантирует от крупных ошибок в значительно большей степени, чем пренебрежительное.

При описании приемника сигнала необходимо учитывать реальные возможности злоумышленника. Очевидно, что приемники сигналов коммерческой разведки не могут, например, размещаться на космических аппаратах. Что касается технических характеристик средств добывания, то они для государственной и коммерческой разведки существенно не отличаются. Расположение приемника злоумышленника можно приблизительно определить исходя из условий обеспечения значения отношения сигнал/помеха на входе приемника, необходимого для съема информации с допустимым качеством, и безопасности злоумышленника или его аппаратуры.

Если возможное место размещения приемника сигналов выбрано, то в ходе моделирования канала рассчитывается энергетика носителя на входе приемника с учетом мощности носителя на выходе источника, затухания его в среде распространения, уровня помех, характеристик сигнала и его приемника.

Все выявленные потенциальные каналы утечки информации и их характеристики записываются в табл. 8.5.

Наименование источника информации заимствуются из табл. 8.1. В графе 4 указываются основные элементы среды распространения и возможные места размещения приемника сигналов. По физической природе носителя определяется вид канала утечки информации.

Оценка показателей угроз безопасности представляет достаточно сложную задачу в силу следующих обстоятельств:

добывание информации нелегальными путями не афишируется и фактически отсутствуют или очень скудно представлены в литературе реальные статистические данные по видам угроз безопасности информации. Кроме того, следует иметь, что характер и частность реализации угроз зависят от криминогенной обстановки в районе нахождения организации и данные об угрозах, например, в странах с развитой рыночной экономикой, не могут быть однозначно использованы для российских условий;

оценка угроз безопасности информации основывается на прогнозе действий органов разведки. Учитывая скрытность подготовки и проведения разведывательной операции, их прогноз приходится проводить в условиях

205

острой информационной недостаточности;

многообразие способов, вариантов и условий доступа к защищаемой информации существенно затрудняют возможность выявления и оценки угроз безопасности информации. Каналы утечки информации могут распространяться на достаточно большие расстояния и включать в качестве элементов среды распространения труднодоступные места;

априори не известен состав, места размещения и характеристики технических средств добывания информации злоумышленника.

Оценки угроз информации в результате проникновения злоумышленника к источнику или ее утечки по техническому каналу проводятся с учетом меры (вероятности) Рр реализуемости рассматриваемого пути или канала, а также цены соответствующего элемента информации Си.

Угроза безопасности информации, выраженной в величине ущерба Суи от попадания ее к злоумышленнику, определяется для каждого пути или канала в виде Суи - Си Рр.

Моделирование угроз безопасности информации завершается их ранжированием в таблицах 8.4 и 8.5.

На каждый потенциальный способ проникновения злоумышленника к источнику информации и канал утечки информации целесообразно завести карточку, в которую заносятся в табличной форме характеристики моделей канала. Структурная, пространственная, функциональная и информационная модели являются приложениями к комплексной модели канала утечки. На этапе разработки способов и средств предотвращения проникновения злоумышленника и утечки информации по рассматриваемому каналу к карточке добавляется приложение с перечнем мер по защите и оценками затрат на нее.

Более удобным вариантом является представление моделей на основе машинных баз данных, математическое обеспечение которых позволяет учесть связи между разными моделями, быстро корректировать данные в них и систематизировать каналы по различным признакам, например, по виду, положению в пространстве, способам и средствам защиты, угрозам.

8.4 Методические рекомендации по разработке мер инженернотехнической защиты информации

Так как не существует формальных методов синтеза вариантов предотвращения угроз безопасности информации, то разработка мер по защите информации проводится эвристическим путем на основе знаний и опыта соответствующих специалистов. Однако в интересах минимизации ошибок процесс разработки должен соответствовать следующим рекомендациям.

Разработку мер защиты информации целесообразно начинать с угроз, имеющих максимальное значение, далее - с меньшей угрозой и так далее до тех пор, пока не будут исчерпаны выделенные ресурсы. Такой подход гарантирует, что даже при малых ресурсах хватит средств для предотвращения наиболее значимых угроз. Для каждой угрозы разрабатываются меры (способы и средства) по защите информации. Перечень типовых способов и средств приведены в табл. 8. 6.

Таблица 8. 6.

206

Так как меры по защите информации рассматриваются для каждой угрозы, то в контролируемой зоне возможно их дублирование. Например, полуоткрытая дверь в служебное помещение может способствовать как наблюдению документов и экранов ПЭВМ в помещении, так и подслушиванию ведущихся в нем разговоров. Установленные на дверь устройство для автоматического ее закрытия и кодовый замок предотвращают утечку информации по этим каналам. После объединения способов и средств защиты информации освобожденные ресурсы могут быть использованы для предотвращения очередных по рангу угроз из табл. 8.3 и 8.5.

Следовательно, разработка мер по предотвращению угроз представляет собой итерационный процесс, каждая итерация которого выполняется в 2 этапа:

разработка локальных мер по предотвращению каждой из выявленных угроз;

интеграция (объединение) локальных мер.

Условием для перехода к следующей итерации является освобождение в результате объединения способов и средств защиты информации части ресурса, достаточной для предотвращения очередной угрозы.

Рекомендуемые способы и средства защиты информации заносятся в таблицу, вариант которой приведен в табл. 8.7.

207

Совокупность рассмотренных таблиц, планов и схем с результатами моделирования объектов защиты и угроз, а также предложений по способам и средствам защиты информации создают основу проекта по построению соответствующей системы или предложений по совершенствованию существующей системы.

В итоговой части проекта (служебной записке, предложениях) целесообразно оценить полноту выполнения задач по защите информации для выделенных ресурсов, а также нерешенные задачи и необходимые для их решения ресурсы.

Подготовленные документы (проект, служебная записка, предложения) предъявляются руководству для принятия решения. Наличие в них нескольких вариантов решений способствует более активному участию в построении или совершенствованию системы защиты информации руководителя организации в качестве как наиболее опытного и квалифицированного специалиста, так и распорядителя ресурсов организации.

После принятия проекта (предложений) начинается этап их реализации. Основные задачи специалистов по защите информации заключаются в контроле за работами по выполнению организационных и технических мероприятий, участие в приемке результатов работ и проверке эффективности функционирования элементов и системы зашиты в целом Результаты оформляются в виде предложений (проекта) в кратком сжатом виде, а материалы моделирования - в виде приложения с обоснованием предложений.

В заключение следует отметить, что материалы с предложениями и их обоснованием, в которых раскрываются методы и средства защиты информации, нуждаются в обеспечении высокого уровня безопасности, а обобщенные документы должны иметь наиболее высокий гриф из применяемых в организации.

208

9. Компьютерные лабораторные работы

Лабораторная работа 1. Исследование методов аналогового скремблирования

Вступление человечества в 21 век знаменуется бурным развитием информационных технологий во всех сферах общественной жизни. Информация все в большей мере становится стратегическим ресурсом государства, производительной силой и дорогим товаром. Это не может не вызывать стремления государств, организаций и отдельных граждан получить преимущества за счет овладения информацией, недоступной оппонентам, а также за счет нанесения ущерба информационным ресурсам противника (конкурента) и защиты своих информационных ресурсов.

Безопасность связи при передаче речевых сообщений основывается на использовании большого количества различных методов закрытия сообщений, меняющих характеристики речи таким образом, что она становится неразборчивой и неузнаваемой для подслушивающего лица, перехватившего закрытое речевое сообщение. При этом главной целью при разработке систем передачи речи является сохранение тех ее характеристик, которые наиболее важны для восприятия слушателем [1].

В речевых системах связи известно два основных метода закрытия речевых сигналов, различающихся по способу передачи по каналам связи:

аналоговое скремблирование;

цифровое скремблирование (дискретизация речи с последующим шифрованием) [2].

Каждый из этих методов имеет свои достоинства и недостатки, но рассмотрим аналоговое скремблирование

В последнее время сфера применения скремблирующих алгоритмов значительно сократилась. Это объясняется в первую очередь снижением объемов побитной последовательной передачи информации, для защиты которой были разработаны данные алгоритмы. Практически повсеместно в современных системах применяются сети с коммутацией пакетов, для поддержания конфиденциальности которой используются блочные шифры, а их криптостойкость превосходит, и порой довольно значительно, криптостойкость скремблеров. Тем не менее, знать основы функционирования скремблеров, как этап в истории защиты речевой информации, необходимо. Во-первых, аналоговые до сих пор используются там, где невозможно, по ряду причин, использовать другие средства. Во-вторых, фундаментальные принципы и понятия, заложенные в скремблирующие алгоритмы, также распространяются и на другие методы защиты речевых сообщений [2].

Аналоговые скремблеры

Под аналоговым скремблированием понимается изменение характеристик речевого сигнала так, чтобы полученный сигнал, обладая свойствами речевой неразборчивости, занимал такую же полосу частот, что и исходный открытый сигнал. При использовании этого метода в закрытом сигнале присутствуют фрагменты исходного открытого речевого сообщения, преобразованные в частотной или временной областях. Это означает, что злоумышленники могут попытаться перехватить и проанализировать передаваемую информацию на уровне звуковых сигналов. Поэтому ранее считалось, что, несмотря на высокое качество и разборчивость восстанавливаемой речи, аналоговые скремблеры могут обеспечивать лишь низкую или среднюю, по сравнению с цифровыми системами, степень закрытия. Однако новейшие алгоритмы аналогового скремблирования способны обеспечить не только средний, но очень высокий уровень закрытия [1].

Системы скремблирования подразделяются на два класса:

209

статические, схема шифрования которых остается неизменной в течение всей передачи сообщения; такие системы не обладают сколько-нибудь значительной стойкостью, но вполне приемлемы как модели реальных систем скремблирования;

динамические, с дополнительным повышением уровня закрытия информации за счет изменения параметров преобразования сигнала во времени при постоянном генерировании кодовых подстановок в ходе передачи/приема; такие скремблеры принято обозначать термином роллинговые скремблеры.

Аналоговое скремблирование обеспечивает меньшую степень закрытия речевых сигналов по сравнению с цифровыми методами шифрования, однако при практической реализации аналоговые скремблеры более просты, дешевы, применимы в большинстве случаев в стандартных телефонных каналах с полосой 3 кГц и обеспечивают коммерческое качество восстановления речевого сигнала с гарантией достаточно высокой стойкости закрытия речи, передаваемой по каналу связи.

Большинство структур безопасности оснащено профессиональными средствами УКВ радиосвязи зарубежных фирм таких, как Motorola, Kenwood, Icom и др., использующими

аналоговые виды модуляции сигнала (частотный или фазовый). Для подобного рода радиосредств в подавляющем большинстве в качестве устройств защиты информации применяются аналоговые речевые скремблеры.

Аналоговые скремблеры преобразуют исходный речевой сигнал посредством изменения его амплитудных, частотных и временных параметров в различных комбинациях. Скремблированный сигнал может быть передан по каналу связи в той же полосе частот, что и исходный, открытый [1].

Рис.1 – Обобщенная структурная схема аналогового скремблера

Виды преобразований аналоговых скремблеров

При скремблировании возможно преобразование речевого сигнала по трем параметрам: амплитуде, частоте и времени. Однако в системах подвижной радиосвязи практическое применение нашли в основном частотные и временные методы преобразования сигнала, а также их комбинации. Возможные помехи в радиоканале существенно затрудняют точное восстановление амплитуды речевого сигнала, в связи с чем амплитудные преобразования при скремблировании практически не применяются [1].

При частотных преобразованиях сигнала в средствах подвижной радиосвязи чаще всего используются следующие виды скремблирования:

частотная инверсия сигнала (преобразование спектра сигнала с помощью гетеродина и фильтра);

разбиение полосы частот речевого сигнала на несколько поддиапазонов и частотная инверсия спектра в каждом относительно средней частоты поддиапазона;

разбиение полосы частоты речевого сигнала на несколько поддиапазонов и их частотные перестановки;

разбиение полосы частоты речевого сигнала на несколько поддиапазонов, их частотные перестановки и частотная инверсия спектра в каждом относительно средней частоты поддиапазона [1].

210