ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 090303е7-12

Анализ информационных ресурсов определение состава, содержания и местонахождения ПДн категорирование ПДн

оценка выполнения обязанностей по обеспечению безопасности ПДн оператором Анализ уязвимых звеньев и возможных угроз безопасности ПДн

оценка возможности физического доступа к ИСПДн выявление возможных технических каналов утечки информации

анализ возможностей программно-математического воздействия (ПМВ) на ИСПДн анализ возможностей электромагнитного воздействия на ПДн

Оценка ущерба от реализации угроз оценка непосредственного ущерба от реализации угроз безопасности ПДн

оценка опосредованного ущерба от реализации угроз безопасности ПДн Анализ имеющихся мер и средств защиты ПДн от физического доступа от НСД от ПМВ

от утечки по техническим каналам от электромагнитных воздействий

Мероприятия по обеспечению безопасности персональных данных при их обработке в информационных системах

1)Определение угроз безопасности ПДн, их актуальность

2)Разработка на основе модели угроз системы защиты ПДн

3)Проверка готовности СЗИ

4)Установка и ввод в эксплуатацию СЗИ

5)Обучение лиц, использующих СЗИ

6)Учет применяемых СЗИ и лиц, эксплуатирующих их

7)Контроль за использованием СЗИ

8)Описание системы защиты ПДн

Классы информационных систем

Класс 1 (К1) – ИС, для которых нарушение заданной характеристики безопасности ПД, обрабатываемых в них, может привести к значительным негативным последствиям для субъектов ПД Класс 2 (К2) – ИС, для которых нарушение заданной характеристики безопасности ПД,

обрабатываемых в них, может привести к негативным последствиям для субъектов ПД Класс 3 (К3) – ИС, для которых нарушение заданной характеристики безопасности ПД, обрабатываемых в них, может привести к незначительным негативным последствиям для субъектов ПД Класс 4 (К4) – СИ, для которых нарушение заданной характеристики безопасности ПД,

обрабатываемых в них, не приводит к негативным последствиям для субъектов ПД

Категории обрабатываемых в ИС персональных данных

Категория 1 – персональные данные, касающиеся расовой, национальной принадлежности, политических взглядов, религиозных и философских убеждений, состояния здоровья, интимной жизни Категория 2 – персональные данные, позволяющие идентифицировать субъекта

персональных данных и получить о нем дополнительную информацию, за исключением ПД, относящихся к категории 1 Категория 3 – персональные данные, позволяющие идентифицировать субъекта персональных данных

Категория 4 – обезличенные и (или) общедоступные персональные данные

Объем обрабатываемых персональных данных

Хнпд = 1 – в информационной системе одновременно обрабатываются персональные данные более чем 100 000 субъектов персональных данных или персональные данные субъектов персональных данных в пределах субъекта Российской Федерации или Российской Федерации в целом Хнпд = 2 – в информационной системе одновременно обрабатываются персональных

данные от 1000 до 100 000 субъектов персональных данных или персональные данные субъектов персональных данных, работающие в отрасли экономики Российской Федерации, в органе государственной власти, проживающих в пределах муниципального образования Хнпд = 3 – в информационной системе одновременно обрабатываются данные менее чем

1000 субъектов персональных данных или персональные данные субъектов персональных данных в пределах конкретной организации

ФСТЭК

Федеральная служба по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК России) - это федеральный орган исполнительной власти, обладающий следующими полномочиями:

обеспечение безопасности информации в ключевых системах информационной и телекоммуникационной инфраструктуры;

противодействие иностранным техническим разведкам;

обеспечение технической защиты информации некриптографическими методами;

осуществление экспортного контроля.

ФСТЭК России организует деятельность государственной системы противодействия техническим разведкам и технической защиты информации и руководит ею.

В подчинении ФСТЭК России находятся территориальные органы (управления ФСТЭК России по федеральным округам), Государственный научно-исследовательский испытательный институт проблем технической защиты информации и другие подведомственные Службе организации.

ФСТЭК России является правопреемником Гостехкомиссии России.

ФСТЭК России как правопреемник Гостехкомиссии России по-прежнему наделена такими полномочиями, как:

организация и проведение лицензирования деятельности по осуществлению мероприятий и/или оказанию услуг в области защиты государственной тайны (в части, касающейся противодействия техническим разведкам и/или технической защиты информации);

создание средств защиты информации, содержащей сведения, составляющие государственную тайну;

техническая защита конфиденциальной информации;

разработка и/или производство средств защиты конфиденциальной информации, а также лицензирование иных видов деятельности в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Криптография

В переводе с греческого языка слово криптография означает тайнопись. Смысл этого термина выражает основное предназначение криптографии — защитить или сохранить в тайне необходимую информацию.

Криптография дает средства для защиты информации, и поэтому она является частью деятельности по обеспечению безопасности информации.

Современная криптография является областью знаний, связанной с решением таких проблем безопасности информации, как конфиденциальность, целостность, аутентификация и неотслеживаемость. Достижение этих требований безопасности информационного взаимодействия и составляет основные цели криптографии. Они определяются следующим образом.

Обеспечение конфиденциальности — решение проблемы защиты информации от ознакомления с ее содержанием со стороны лиц, не имеющих права доступа к ней.

Обеспечение целостности — гарантирование невозможности несанкционированного изменения информации. Для гарантии целостности необходим простой и надежный критерий обнаружения любых манипуляций с данными. Манипуляции с данными включают вставку, удаление и замену.

Обеспечение аутентификации — разработка методов подтверждения подлинности сторон (идентификация) и самой информации в процессе информационного взаимодействия. Информация, передаваемая по каналу связи, должна быть аутентифицирована по источнику, времени создания, содержанию данных, времени пересылки и т. д.

Обеспечение неотслеживаемости востребовано при проведении электронного голосования и использования электронных наличных. Зачастую, требуется обеспечить: невозможность определения результатов голосования каждого голосующего в отдельности и невозможность связать факт оплаты электронными наличными с личностью конкретного пользователя.

Под шифром обычно понимается семейство обратимых преобразований, каждое из которых определяется некоторым параметром, называемым ключом, а также порядком применения данного преобразования, называемым режимом шифрования.

Ключ — это важнейший компонент шифра, отвечающий за выбор преобразования, применяемого для зашифрования конкретного сообщения.

Каждое преобразование однозначно определяется ключом и описывается некоторым

криптографическим алгоритмом.

Различают симметричные и асимметричные криптосистемы. В симметричных системах знание ключа зашифрования k1 позволяет легко найти ключ расшифрования kг (в большинстве случаев эти ключи просто совпадают). В асимметричных криптосистемах

знание ключа k1 не позволяет определить ключ k2. Поэтому для симметричных криптосистем оба ключа должны сохраняться в секрете, а для асимметричных — только один — ключ расшифрования k2, а ключ k1 можно сделать открытым (общедоступным). В связи с этим их называют еще шифрами с открытым ключом.

Криптографические хеш-функции

Хеш-функции — это функции, предназначенные для "сжатия" сообщения или набора данных произвольной длины в некоторую битовую комбинацию фиксированной длины, называемую сверткой. Хеш-функции имеют разнообразные применения при проведении статистических экспериментов, при тестировании логических устройств, при построении алгоритмов быстрого поиска и проверки целостности записей в базах данных. Например, для осуществления быстрого поиска нужного сообщения в большом списке сообщений различной длины удобнее сравнивать друг с другом не сами сообщения, а короткие значения их сверток, играющих одновременно роль контрольных сумм. Основным требованием к таким хеш-функциям является равномерность распределения их значений при случайном выборе значений аргументов.

В криптографии хеш-функции применяются для решения следующих задач:

—построения систем контроля целостности данных при их передаче или хранении,

—аутентификации источника данных.

При решении первой задачи для каждого набора данных вычисляется значение хеш-

функции (называемое кодом аутентификации сообщения или имитовставкой), которое передается или хранится вместе с самими данными. При получении данных пользователь вычисляет значение свертки и сравнивает его с имеющимся контрольным значением. Несовпадение говорит о том, что данные были изменены.

Хеш-функция, служащая для выработки имитовставки, должна позволять (в отличие от обычной контрольной суммы) осуществлять обнаружение не только случайных ошибок в наборах данных, возникающих при их хранении и передаче, но и сигнализировать об активных атаках злоумышленника, пытающегося осуществить навязывание ложной информации. Для того чтобы злоумышленник не смог самостоятельно вычислить контрольное значение свертки и тем самым осуществить успешную имитацию или подмену данных, хеш-функция должна зависеть от секретного, не известного злоумышленнику, параметра — ключа пользователя. Этот ключ должен быть известен передающей и проверяющей сторонам. Такие хеш-функции будем называть ключевыми.

Имитовставки, формируемые с помощью ключевых хеш-функций, не должны позволять противнику создавать поддельные (сфабрикованные) сообщения (fabrication) при атаках типа имитация (impersonation) и модифицировать передаваемые сообщения (modification)

при атаках типа "подмена" (substitution).

При решении второй задачи — аутентификации источника данных — мы имеем дело с не доверяющими друг другу сторонами. В связи с этим подход, при котором обе стороны обладают одним и тем же секретным ключом, уже неприменим. В такой ситуации применяют схемы цифровой подписи, позволяющие осуществлять аутентификацию источника данных. Как правило, при этом сообщение, прежде чем быть подписано личной подписью, основанной на секретном ключе пользователя, "сжимается" с помощью хешфункции, выполняющей функцию кода обнаружения ошибок. В данном случае хешфункция не зависит от секретного ключа и может быть фиксирована и известна всем. Основными требованиями к ней являются гарантии невозможности подмены подписанного документа, а также подбора двух различных сообщений с одинаковым значением хеш-функции (в этом случае говорят, что такая пара сообщений образует

коллизию).

Формализуя сказанное, введем следующее определение. Обозначим через Х множество, элементы которого будем называть сообщениями. Обычно сообщения представляют

собой последовательности символов некоторого алфавита, как правило, двоичного. Пусть Y — множество двоичных векторов фиксированной длины.

Хеш-функцией называется всякая функция h: Х Y,

легко вычислимая и такая, что для любого сообщения М значение h(M) = Н (свертка) имеет фиксированную битовую длину.

Цифровая подпись

В некоторых ситуациях, например в силу изменившихся обстоятельств, отдельные лица могут отказаться от ранее принятых обязательств. В связи с этим необходим некоторый механизм, препятствующий подобным попыткам.

Так как в данной ситуации предполагается, что стороны не доверяют друг другу, то использование общего секретного ключа для решения поставленной проблемы становится невозможным. Отправитель может отказаться от факта передачи сообщения, утверждая, что его создал сам получатель (отказ от авторства). Получатель легко может модифицировать, подменить или создать новое сообщение, а затем утверждать, что оно получено от отправителя (приписывание авторства). Ясно, что в такой ситуации арбитр при решении спора не будет иметь возможность установить истину.

Основным механизмом решения этой проблемы является так называемая цифровая подпись.

Хотя цифровая подпись и имеет существенные отличия, связанные с возможностью отделения от документа и независимой передачей, а также возможностью подписывания одной подписью всех копий документа, она во многом аналогична обычной "ручной" подписи.

Схема цифровой подписи включает два алгоритма, один — для вычисления, а второй — для проверки подписи. Вычисление подписи может быть выполнено только автором подписи. Алгоритм проверки должен быть общедоступным, чтобы проверить правильность подписи мог каждый.

При использовании шифрсистем с открытым ключом возможны два подхода к построению системы цифровой подписи.

Первый подход состоит в преобразовании сообщения в форму, по которой можно восстановить само сообщение и, тем самым, проверить правильность "подписи". В данном случае подписанное сообщение имеет, как правило, ту же длину, что и исходное сообщение. Для создания такого "подписанного сообщения" можно, например, произвести зашифрование исходного сообщения на секретном ключе автора подписи. Тогда каждый может проверить правильность подписи путем расшифрования подписанного сообщения на открытом ключе автора подписи.

При втором подходе подпись вычисляется и передается вместе с исходным сообщением. Вычисление подписи заключается в преобразовании исходного сообщения в некоторую цифровую комбинацию (которая и является подписью). Алгоритм вычисления подписи должен зависеть от секретного ключа пользователя. Это необходимо для того, чтобы воспользоваться подписью мог бы только владелец ключа. В свою очередь, алгоритм проверки правильности подписи должен быть доступен каждому. Поэтому, как правило, этот алгоритм зависит от открытого ключа пользователя. В данном случае длина подписи не зависит от длины подписываемого сообщения.

Одновременно с проблемой цифровой подписи возникла проблема построения бесключевых криптографических хеш-функций. Дело в том, что при вычислении цифровой подписи оказывается более удобным осуществить сначала хеширование, то есть свертку текста в некоторую комбинацию фиксированной длины, а затем уже подписывать полученную комбинацию с помощью секретного ключа. При этом функция хеширования, хотя и не зависит от ключа и является открытой, должна быть "криптографической". Имеется в виду свойство односторонности этой функции: по значению комбинациисвертки никто не должен иметь возможность подобрать соответствующее сообщение.

Протоколы идентификации могут быть разбиты на три большие категории в зависимости от того, на чем основана идентификация.

1.Протоколы, основанные на известной обеим сторонам информации. Такой информацией могут быть пароли, личные идентификационные номера (PIN от английского personal identification number), секретные или открытые ключи, знание которых демонстрируется во время выполнения протокола.

2.Протоколы, использующие некоторые физические приборы, с помощью которых и проводится идентификация. Таким прибором может быть магнитная или интеллектуальная пластиковая карта или прибор, генерирующий меняющиеся со временем пароли.

3.Протоколы, использующие физические параметры, составляющие неотъемлемую принадлежность доказывающего. В качестве таковых могут выступать подписи, отпечатки пальцев, характеристики голоса, геометрия руки и т. д. Протоколы, использующие такие параметры, не носят криптографического характера и не будут далее рассматриваться.

Одной из основных целей идентификации является обеспечение контроля доступа к определенным ресурсам, таким, как банковские счета, телекоммуникационные каналы, компьютерные программы, базы данных, здания, сооружения и т.д. Идентификация также обычно является неотъемлемой частью протокола распределения ключей.

Протоколы идентификации тесно связаны с протоколами цифровой подписи, но проще их. Последние имеют дело с меняющимися по содержанию сообщениями и обычно включают элементы, обеспечивающие невозможность отказа от подписанного сообщения. Для протоколов идентификации содержание сообщения, по существу, фиксировано — это заявление об аутентичности доказывающего А в текущий момент времени.

Открытое распределение ключей

Наиболее просто распределение ключей осуществляется в системах открытого распределения (секретных) ключей. Для сетей связи с большим числом абонентов традиционные подходы к построению системы распределения ключей оказываются очень неудобными. Диффи и Хеллман впервые показали, как можно решить эту задачу, используя незащищенный канал связи.

В предложенной ими системе открытого распределения ключей каждая из сторон изначально имеет свой секретный параметр. Стороны реализуют определенный протокол взаимодействия по открытому каналу связи. При этом они обмениваются некоторыми сообщениями (образованными с помощью своих секретных параметров) и по результатам этого обмена вычисляют общий секретный связной ключ. В более поздних работах такие протоколы стали называть протоколами выработки общего ключа, поскольку изначально ни одна из сторон не имеет ключа и как такового распределения или пересылки ключей в нем не происходит.

В исходном виде система Диффи и Хеллмана имела существенные недостатки, связанные с возможностью для третьей стороны по осуществлению активного вхождения в канал связи и проведению полного контроля передаваемой информацией. Однако после небольших модификаций и дополнений их протокол уже позволяет осуществлять не только выработку общего ключа, но и одновременно проверять и подтверждать правильность вычислений, а также проводить взаимную аутентификацию взаимодействующих сторон.

RSA, DES, AES, RC4, MD5, SHA, DSA, EC DSA, ГОСТ 28147, ГОСТ 34.10, ГОСТ 34.11

AES, Advanced Encryption Standard

Национальный стандарт шифрования США. Принят NIST в 2000 году. Является симметричным блочным шифром, допускающим как программную, так и аппаратную

реализацию. Алгоритм оперирует блоками длиной 128 бит, и допускает ключи размеров в

128, 192 и 256 бит.

DSA, Digital Signature Algorithm

Алгоритм цифровой подписи, опубликованный Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST) в стандарте DSS. Базируется на проблеме дискретного логарифмирования и происходит от криптосистем Шнорра и Эль-Гамаля. Основное достоинство алгоритма заключается в том, что выработка подписи осуществляется быстрее ее проверки (в отличие от RSA). Длина ключа может составлять до 1024 бит.

DSS, Digital Signature Standard

Стандарт на электронную цифровую подпись США, и опубликованный 1 июля 2000 года. Содержит описание 3 алгоритмов: DSA, RSA DSA, EC DSA. Опубликован в FIPS PUB 186-2.

DES, Data Encryption Standard

Блочная криптосистема, разработанная компанией IBM и признанная в 1997 году американским правительством как официальный стандарт. Размер блока в алгоритме DES - 64 бита, а длина ключа - 56 бит. Является примером шифра Фейстеля с 16-тью циклами. Последний раз подтверждался как официальный стандарт в 1993 году.

ECDSA (Elliptic Curve Digital Signature Algorithm) — алгоритм с открытым ключом для создания цифровой подписи, аналогичный по своему строению DSA, но определённый в отличие от него не над полем целых чисел, а в группе точек эллиптической кривой.

MD5

Алгоритм хэш-функции, разработанный Райвестом в 1991 году. Вырабатывает 128-битное значение хэш-функции. Ориентирован на 32-рязрядные компьютеры. Это модификация алгоритма MD4, более безопасная, но коллизии также построены.

RSA

Криптосистема с открытым ключом, используемая как для шифрования, так и для аутентификации (цифровой подписи) информации. Была предложена в 1977 году американскими учеными Роном Райвестом (Ron Rivest), Ади Шамиром (Adi Shamir) и Леонардом Адлеманом (Leonard Adleman), по первым буквам фамилий которых она и названа. Криптосистема RSA базируется на сложности факторизации больших чисел.

RC4

Потоковый шифр, разработанный Роном Райвестом. Длина ключа . переменная. Алгоритм основан на случайных перестановках. Активно используется в протоколе SSL/TLS.

SHA

Алгоритм разработанный NIST, определенный в стандарте SHS и опубликованный в FIPS PUB 180. Алгоритм SHA очень похож на алгоритмы семейства MD4. При помощи данного алгоритма можно обрабатывать сообщения длиной до 264 бит. Длина значения хэш-функции - 160 бит.

Вычеты по модулю m

Определение. Пусть т - натуральное число, отличное от единицы, m N. Два целых числа а и b называются сравнимыми по модулю т, если при делении на т они дают одинаковые остатки (т.е. их разность нацело делится на т). При этом пишут a b(modm); число т называется модулем сравнения.

Возьмем какое-то фиксированное натуральное число m 1, например, m 6. При делении всех целых чисел, принадлежащих Z, на m 6 могут быть остатки:

0,1, 2,..., m 1;

0, 1, 2, 3, 4, 5.

Проблема дискретного логарифмирования (упрощенная версия)

Дано: Числа a, b и p.

p – большое простое число.

a и b– натуральные числа меньшие (p-1), связанные соотношением

b ax (mod p);

Найти: x– натуральное число меньшее (p-1)

Любое целое , удовлетворяющее уравнению , называется дискретным логарифмом элемента по основанию . Таким образом, требуется найти дискретный логарифм по основанию (правда, взятый по модулю p).

В настоящее время не известно алгоритмов дискретного логарифмирования полиномиальной сложности.

Проблема факторизации

Стойкость наиболее распространенной системы открытого шифрования RSA и стойкость схемы электронной подписи на основе RSA определяется сложностью задачи факторизации больших целых чисел. Поэтому эта задача - одна из наиболее важных математических задач современной криптографии. По популярности она даже превосходит задачу дискретного логарифмирования.

Задача факторизации целых чисел - это задача нахождения по данному натуральному числу различных простых чисел и натуральных чисел таких,

что . Отметим, что если известен некоторый простой делитель числа ,

заключается в нахождении простых делителей .

Пример архитектуры корпоративной системы защиты информации