Методы и средства защиты компьютерной информации аппаратные и программные средства защиты информации. Учебное пособие

3. АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

Для обеспечения процессов идентификации, аутентификации и авторизации пользователей могут быть применены специальные аппаратные средства такие, как смарт-карты, USB-токены, Smart-Key, Link-IT. Эти устройства используют инфраструктуру открытого ключа – систему, в которой пользователи и транзакции аутентифицируются по методу шифрования с открытым ключом. При этом используется пара ключей: открытый (public) и частный (private). В то время как частный ключ хранится всё время на носителе, открытый ключ пользователя может быть распознан стороной, проводящей идентификацию.

3.1. Смарт-карты

Смарт-карты являются самыми популярными (используемыми) устройствами такого класса. По своим размерам и внешнему виду они напоминают обычные кредитные карточки (карточки с магнитной полосой, например, Visa).

Смарт-карта содержит интегрированный микрочип, а для передачи информации с карты или на карту требуется специальное устройство – ридер, которое электронным образом соединяет микропроцессор карты с устройством, передающим в карту или принимающим из неё информацию.

Принято выделять два основных типа карт: 1) памяти и 2) процессорные.

Первый тип является менее надёжным средством обеспечения безопасности, так как только хранит информацию. Процессорная карта содержит микропроцессор, который позволяет обеспечить защиту информации.

Карта может быть сконфигурирована так, что частный ключ не будет показан никому, так как он может быть защищён криптографическими методами на уровне самой карты.

Процессорные карты способны проводить сложную обработку информации для реализации защиты доступа. Криптография является средством защиты пароля, но иногда объектом нападения становится именно карта. Существуют способы защиты самой смарткарты: оснащение различными датчиками, фиксирующими физическое воздействие и диагностирующими само состояние карты.

11

3.2. USB-токены

Токены как и смарт-карты могут быть либо процессорными картами, либо играть роль карт памяти. По своим конструктивным характеристикам они напоминают брелки для ключей и могут подключаться к постоянным и переносным компьютерам через USB-порт.

Токены используются как для авторизации в различных приложениях, так и при доступе к самому компьютеру.

Они содержат два компонента: USB и криптографический контроллер. Криптографический чип состоит из микроконтроллера, математического ускорителя для шифрования, участка ROM-памяти для оперативной памяти устройства, памяти для регистров вводавывода, программируемой памяти и генератора псевдослучайных чисел.

К достоинствам данных устройств относятся:

–более низкая стоимость, чем для смарт-карт;

–отсутствие необходимости ридера.

3.3. Smart-Key

Фирма Microstar International комплектует материнские плата устройством под названием Smart-Key, представляющее собой устройство из класса USBтокенов. Никто не сможет воспользоваться компьютером кроме владельца ключа.

Комплект поставки этого защитного устройства состоит из шнура удлинителя для USB (для облегчения доступа к USB-порту) и самого ключа. При этом программное обеспечение находится на диске, поставляемом вместе с материнской платой.

Установка ключа следующая:

–при отключённом питании компьютера ключ вставляется в порт

USB;

–после включения компьютера BIOS распознаёт ключ и активизирует его;

–появляется сообщение с просьбой ввести пароль (не более 8 символов). Система генерирует набор случайных идентификаторов, которые записываются в BIOS и микрочип ключа.

Затем необходимо перезапустить систему и специальная утилита операционной системы запускается только тогда, когда вставлен ключ.

Защита системы осуществляется двумя способами: 1) применением пароля и 2) ключа в порте USB.

12

3.4. Link-IT

Кроме упомянутых устройств защиты информации существуют и бесконтактные смарт-устройства. К таким устройствам относятся комплексы Link-IT, которые используют радиочасти для идентификации.

Работа с комплектом начинается с установки приёмника метки в последовательный порт компьютера и инсталляции программного обеспечения (может быть и USB-порт). Приёмник меток производит сканирование окружающего пространства на предмет обнаружения совместимых меток, а результаты будут занесены в файл протокола.

Теперь компьютер сможет функционировать только в том случае, если сигнал идентифицированной метки находится в радиусе его обнаружения. Как только сигнал теряется, программная часть запускает защитную заставку и блокирует компьютер. При этом радиус обнаружения меток варьируется в пределах 1,5…4,5 м. При использовании внешней антенны радиус обнаружения может быть увеличен до 8 м.

3.5. Электронный ключ

Часто для реализации нераспространения программного продукта при его эксплуатации используются электронные ключи (HASP). Электронный ключ – это средство защиты от несанкционированного использования программ и несанкционированного доступа к ним.

Защита состоит в том, что программа не работает в отсутствии электронного ключа, к которому она привязана. Основой ключей HASP является специализированная микросхема (микроконтроллер) ASIC (Application Specific Integrated Circuit), имеющая уникальный для каждого ключа алгоритм работы. Принцип защиты состоит в том, что в процессе выполнения защитная программа опрашивает подключённый к компьютеру ключ HASP.

При неправильном ответе программа может завершиться, переключиться в демонстрационный режим или блокировать доступ к каким-либо функциям программы.

У каждого ключа HASP с памятью имеется уникальный идентификатор (ID-number), доступный защищённой программе для считывания.

13

4. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

4.1. Классификация систем защиты информации

Системы защиты от несанкционированного копирования можно классифицировать по способу внедрения защитного механизма:

–встроенные, которые внедряются при создании программного продукта:

–пристыкованные, которые внедряются при создании к уже готовому продукту.

Второй способ наиболее используемый, с одной стороны, является более простым, исходя из технологии применения, а с другой стороны, даёт более оптимальное соотношение показателя «простота функционирования – затраты на разработку».

Суть этого метода заключается в дописывании защищающего модуля по «вирусному» принципу. При этом код защиты дописывается

внекоторую область защищаемого файла, и файл модифицируется таким образом, чтобы управление передавалось на пристыкованный модуль защиты, который проверяет легальность копии и передаёт или не передает управление на исполняемый модуль.

Можно сформулировать следующие требования к пристыкованным модулям:

–результирующий файл (вместе с пристыкованным модулем) должен иметь такую структуру, чтобы затруднить выделение исходной защищаемой программы;

–пристыковываемый модуль должен подключаться к файлам любого размера;

–пристыковываемый модуль не должен накладывать ограничения на функционирование защищаемой программы.

В случае распространения программных продуктов через торговые организации возможны следующие варианты защиты: программа ассоциирует себя с дистрибутивным носителем (при инсталляции) либо с параметрами компьютера (в рабочее режиме).

4.2.«Привязка» программного продукта

ккомпьютеру

Одним из методов защиты для программного продукта является метод, позволяющий «привязывать» программное обеспечение к

14

компьютеру. «Привязку» к компьютеру можно осуществлять тремя способами:

1.«Привязка» файла программного продукта за счёт его физического расположения на диске. При восстановлении файла на другом компьютере он будет располагаться в других секторах, и система защиты не позволит запустить программное приложение.

2.При записи файла программного продукта определяется контрольная информации, которая записывается в неиспользуемый участок последнего кластера, распределённого файлу. При перезаписи эти участки памяти пропадают.

3.Выполняется настройка программного продукта на параметры используемого компьютера. «Привязка» программы может быть осуществлена к конкретной версии BIOS. При этом может использоваться дата трансляции BIOS или метод контрольных сумм.

4.3. Структура системы защиты от несанкционированного копирования

Для защиты информации от несанкционированного копирования разрабатываются специальные системы защиты. В общем случае система защиты от несанкционированного копирования (СЗНК) представляет собой комплекс средств для затруднения или предотвращения нелегального копирования.

Структура СЗНК включает следующие программные блоки:

–подсистему внедрения управляющих механизмов;

–подсистему реализации защитных функций;

–подсистему противодействия нейтрализации защитных механизмов;

–блок установки характеристик среды;

–блок сравнения характеристик среды;

–блок ответной реакции.

Подсистема внедрения управляющих механизмов предназначена для подключения внедряемого защитного кода к защищаемому программному модулю.

Подсистема реализации защитных функций представляет собой программную секцию для распознавания легального запуска защищаемой программы.

Подсистема противодействия нейтрализации защитных механизмов предназначена для борьбы с возможными попытками нейтрализации системы защиты от несанкционированного копирования.

15

Блок установки характеристик среды отвечает за получение характеристик, идентифицирующих вычислительную среду.

Блок сравнения характеристик среды устанавливает факт легальности запуска защищаемой программы.

Блок ответной реакции реализует ответные действия системы защиты на попытки несанкционированного исполнения защищаемой программы.

4.4.Современные средства защиты информации

Вкачестве примера средств защиты информации рассмотрим системы защиты от копирования и взлома информации. Среди таких систем выделяются две системы: Star Force и Aladdin. Обе системы предлагают защиту, но защита основана на разных принципах.

Star Force

Система Star Force имеет тип защиты, связанный с измерением физических характеристик без нанесения особых меток на носитель. Особенности защиты заключаются в способе измерения специфических характеристик CD / DVD-ROM. Система использует привязку защищаемой программы к компакт-диску. Способ защиты не известен, так как защита не вскрыта. Сегмент рынка – рынок игровых программ, или рынок индивидуальных пользователей.

Aladdin

В системе Aladdin реализуется метод, использующий внешний электронный ключ, подключаемый к порталам компьютеров. Использование портов компьютера уменьшает надёжность защиты, т.к. работу портов можно эмулировать. Рынком Aladdin является рынок корпоративных пользователей.

4.5.Брандмауэры

4.5.1.Аппаратные брандмауэры

Аппаратные брандмауэры – это внешние устройства, которые представляют собой буферное устройство между компьютером и сетью Интернет. Большинство аппаратных брандмауэров создано для кабельных и цифровых соединений. Аппаратные персональные

16

брандмауэры – это замкнутые устройства, которые взаимодействуют с компьютером с помощью Web-браузера.

4.5.2. Программные брандмауэры

Программные брандмауэры – это программы, установленные на жёстком диске компьютера. Они загружаются в память, когда компьютер начинает работать. В отличие от аппаратных программные брандмауэры созданы для работы с аппаратной конфигурацией компьютера.

Они эффективны также для коммуникационных соединений и кабельных цифровых соединений.

После установки каждый программный брандмауэр конфигурируются с помощью своего собственного специализированного интерфейса. В отличие от аппаратных программные брандмауэры созданы для защиты отдельного устройства и не предоставляют возможности создания защиты локальных сетей. В Windows XP есть встроенный брандмауэр, который называется брандмауэр Интернетсоединения (MicroSoft). MicroSoft утверждает, что этот брандмауэр блокирует незатребованные соединения с Интернетом, отклоняя все соединения, которые появились не на этом компьютере.

Кроме того, в домашней локальной сети можно использовать персональный брандмауэр для её защиты.

Программные брандмауэры представляют пользователю простой мастер настройки, с помощью которого настраивается брандмауэр.

4.6. Интеллектуальные системы защиты информации

Одним из актуальных направлений обеспечения информационной безопасности в современных компьютерных системах является внедрение в системы защиты информации (СЗИ) интеллектуальных методов и средств обработки информации. Появилось новое понятие –

система интеллектуальной защиты информации (СИЗИ).

Реализация принципов, методов, моделей и алгоритмов интеллектуализации защиты информации в компьютерной инфраструктуре переводит традиционную СЗИ на новый уровень, наделяя её качественно новыми функциональными возможностями, Эти возможности возникают за счёт внедрения в СЗИ интеллектуальных сервисов защиты, которые являются интеллектуальной надстройкой над традиционной системой.

17

СИЗИ имеет систему управления интеллектуальными сервисами защиты информации. Выработка решений по защите информации осуществляется путём обработки данных о событиях безопасности, к которым относятся:

–данные об изменении состояния элементов защищаемой компьютерной инфраструктуры как подлежащие хранению, так и поступающие по каналам связи;

–события, приводящие к критическому изменению бизнеспроцессов;

–параметры физических датчиков информации, задействованных

взащищаемой инфраструктуре.

В качестве источников информации могут выступать: серверы баз данных, серверы компьютерных сетей, рабочие станции, межсетевые экраны, антивирусы, сетевые маршрутизаторы. Информация, содержащаяся в указанных источниках, подлежит сбору и последующей обработке в СИЗИ. Результатом этой обработки является выработка предупреждений или непосредственных решений по изменению выполняемой политики безопасности, в том числе перенастройке или реконфигурации традиционных средств защиты.

18

Контрольные вопросы

1.Абстрактные модели защиты информации. Модель Биба, модель Гогена–Мезигера.

2.Абстрактные модели защиты информации. Сазерлендская модель, модель Кларка–Вильсона.

3.Аппаратные средства защиты информации: смарт-карты, USB-токены.

4.Аппаратные средства защиты информации: Smart-Key, Link-IT.

5.Классификация систем защиты информации.

6.Аппаратные и программные брандмауэры.

7.Структуры системы защиты от несанкционированного копирования.

8.Интеллектуальные системы защиты информации.

9.«Привязка» программного продукта к компьютеру.

19

Библиографический список

1.Костин В.Н. Методы и средства защиты компьютерной информации: Законодательные и нормативные акты по защите информации: Учеб. пособие. М.: Изд. Дом НИТУ «МИСиС», 2017.

2.Баранова Е.К., Бабаш А.В. Информационная безопасность и защита информации: Учеб. пособие. М.: РИОР: ИНФРА-М, 2016.

3.Шаньгин В.Ф. Информационная безопасность компьютерных систем и сетей: Учеб. пособие. М.: Инфра-М, 2012.

4.Семененко В.А. Информационная безопасность и защита информации: Учеб. пособие. М.: МГИУ, 2005.

5.Защита информации // INSIDE. 2013. № 2.

6.Федеральный закон РФ от 27.07.2006 № 152-ФЗ «О персональных данных».

7.Закон РФ от 23.09.1992 № 3523-1 «О правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных».

8.Федеральный закон РФ от 27.07.2006 № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации».

20