Методы и средства защиты компьютерной информации информационная безопасность компьютерных сетей. Учебное пособие

Эвристические анализаторы при обнаружении «подозрительных» команд в файлах или загрузочных секторах выдают сообщение о возможном заражении. Эвристический анализатор имеется в таких программах Doctor Web, Antiviral Toolkit Pro 3.0 (AVP).

Программы-вакцины (иммунизаторы) модифицируют незара-

жённую программу, но так, чтобы она нормально работала, при этом придавая ей свойство, что она заражена, и в этом случае вирус не будет в неё внедряться.

На переднем крае обороны от вирусов находятся программы фильтры. Второй эшелон обороны – программы-ревизоры, програм- мы-доктора. Самый глубокий эшелон обороны – это средства разграничения доступа. Они не позволяют вирусам и неверно работающим программам даже, если они проникли в компьютер, испортить важные данные. В «стратегическом резерве» находятся архивные копии информации для восстановления информации при необходимости.

1.5. Антивирусные средства

Для обнаружения и защиты от компьютерных вирусов разработано несколько видов специальных программ, которые позволяют обнаруживать и уничтожать компьютерные вирусы. Такие программы называют антивирусными. В антивирусных программах используются различные методы обнаружения вирусов. Ниже рассмотрено в качестве примера несколько антивирусных программ.

Doctor Web – антивирусная программа, относящаяся к виду программ – программы-фаги (сканеры). Программа имеет «эвристический анализатор» – алгоритм, позволяющий обнаруживать неизвестные вирусы в отличие от программы Aidstest. Сущность эвристического анализа заключается в проверке возможных сред обитания – дисков и действий, характерных для вирусов.

Aidstest – одна из известных программ-фагов, которые осуществляют поиск характерной для конкретного вируса маски путём сканирования в оперативной памяти и в файлах. Найденная характерная маска сравнивается с характерными масками разнообразных вирусов антивирусных баз. Этот метод используется для обнаружения уже известных вирусов.

Adinf – широко распространённая программа, относящаяся к чиcлу CRC-сканеров. Эта программа для поиска вирусов использует метод обнаружения изменений. Принцип работы CRC-сканеров основан на подсчёте CRC-сумм (кодов циклического контроля) для

11

присутствующих на диске файлов. Эти суммы, а также некоторая другая информация (длины файлов, даты их последней модификации и др.) затем сохраняются в базе данных (БД) антивируса. При последующем запуске программа сверяет данные, содержащие в БД, с реально подсчитанными значениями. Как правило, сравнение состояний производят сразу после загрузки ОС.

Avast Free Antivirus 2017 – программа, содержащая обширную вирусную базу. Эта программа бесплатная и обладает следующими возможностями:

–защита компьютера от вирусов;

–безопасная работа в сети Интернет;

–защита проведения финансовых и банковских операций;

–проверка безопасности сети Wi-Fi.

Kaspersky Security для файловых серверов – программа, позво-

ляющая обеспечить защиту:

–разных платформ;

–управления хранилищами;

–тонкой настройки параметров защиты.

Kaspersky Security для систем хранения данных – программа,

обеспечивающая защиту таких объектов как:

–защита в режиме реального времени;

–проверка файлов и архивов на наличие угроз;

–поддержка виртуальных сред.

12

2. ЭЛЕКТРОННАЯ ЦИФРОВАЯ ПОДПИСЬ

Электронная цифровая подпись (ЭЦП) используется для аутентификации текстов, передаваемых по телекоммуникационным каналам связи. При передаче информации возникают следующие проблемы:

–аутентификация автора информации;

–отсутствие изменений в полученном электронном документе. Функционально цифровая подпись аналогична обычной рукопис-

ной подписи:

–устанавливает, что подписанный текст исходит от лица, поставившего подпись;

–не даёт этому лицу отказаться от текста;

–гарантирует целостность подписанного текста.

Электронная цифровая подпись представляет собой небольшое количество дополнительной цифровой информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом. При этом ЭЦП основана на обратимости асимметричных шифров и реализуется с помощью асимметричных алгоритмов шифрования и хэш-функций. Для каждого абонента генерируется пара ключей: секретный и открытый. Секретный ключ хранится абонентом в тайне и используется им для формирования ЭЦП. Открытый ключ известен всем другим пользователям и предназначен для проверкиЭЦПполучателемподписанногоэлектронногодокумента.

Система ЭЦП включает две основные процедуры:

1)формирование цифровой подписи;

2)проверка цифровой подписи.

2.1. Процедура формирования ЭЦП

При формировании ЭЦП абонент А – отправитель сообщения – генерирует пару ключей:

–секретный КА;

–открытый КА' .

Открытый ключ КА' вычисляется из парного ему секретного ключа КА и рассылается другим абонентам сети.

Отправитель А вычисляет значение хэш-функции h(m) подписываемого текста М. Хэш-функция служит для сжатия исходного текста

Мв дайджест m – относительно короткое число, состоящее из фиксированного небольшого числа битов и характеризующее весь текст

Мв целом. Далее отправитель А шифрует дайджест m своим секретным ключом КА. Получаемая при этом пара чисел представляет со-

13

бой цифровую подпись для данного текста М. Сообщение М вместе с цифровой подписью отправляется в адрес получателя.

На рис. 2.1 представлена схема формирования ЭЦП.

Сообщение М

Секретный ключ отправителя КА

Рис. 2.1. Схема формирования ЭЦП

2.1.1. Функция хэширования

Хэш-значение h(M) – это дайджест m сообщения М, т.е. сжатое двоичное представление основного сообщения М произвольной длины. Хэш-значение h(M) формируется функцией хэширования, представляющей собой преобразование, на вход которого подаётся сообщение переменной длины М, а выходом является строка фиксированной длины H = h(M). Функция хэширования позволяет сжать подписываемый документ М до 128 и более бит (до 128 или 256 бит), тогда как М может быть размером в 1 МБ или более. Значение хэшфункции h(M) зависит сложным образом от документа М и не позволяет восстановить сам документ.

Функция хэширования должна обладать следующими свойствами:

–может быть применена к алгоритму любого размера;

–выходное значение h(M) имеет фиксированный размер;

–хэш-функцию h(х) достаточно просто вычислить для любого х;

–должна быть чувствительна ко всевозможным изменениям в тексте М;

–должна обладать свойством необратимости, т.е. задача подбора документа М′, который обладал бы требуемым значением хэшфункции, должна быть вычислительно неразрешима;

–вероятность того, что значения хэш-функций двух различных документов совпадут, должна быть ничтожно мала, т.е. невозможно найти х′ = х такие, что h(х′) = h(х).

14

Функция хэширования может использоваться для обнаружения изменений сообщения, т.е. может служить для формирования контрольной суммы. В этом качестве хэш-функция используется для контроля целостности сообщения при формировании и проверке ЭЦП.

2.1.2.Известные алгоритмы хэширования

1.Отечественный стандарт ГОСТ Р34.11–94 вычисляет хэш размером в 32 байта.

2.MD (Massage Digest) – ряд алгоритмов хэширования, наиболее распространённых в мире.

3.MDS применяется в последних версиях MicroSoft Windows для преобразования пароля пользователя в 16-байтное число.

4.SHA (Secure Hash Algoritm) выдаёт дайджест размером 160-

битный хэшкод. Этот алгоритм используется и в сетевых протоколах.

2.2.Процедура проверки ЭЦП

Абоненты цепи могут проверить цифровую подпись полученного сообщения с помощью открытого ключа КА' отправителя (рис. 2.2). При проверке ЭЦП абонент В – получатель сообщения М – расшифровывает принятый дайджест m открытым ключом КА' отправителя А. Кроме того, получатель сам вычисляет с помощью хэшфункции h(M) дайджест m′ принятого сообщения М и сравнивает его с расшифрованным m.

да

Секретный ключ отправителя КА

Рис. 2.2. Схема проверки ЭЦП

15

Если m и m′ совпадают, то цифровая подпись является подлинной, в противном случае подпись подделана, либо изменено содержание сообщения.

2.3. Удостоверяющий центр

Для получения ключей – открытого и закрытого (ключ электронной подписи и ключ проверки электронной подписи) необходимо обратиться в удостоверяющий центр, который предоставляет и программное обеспечение для реализации использования ЭЦП. При этом удостоверяющий центр должен обеспечивать конфиденциальность созданных центром ключей электронных подписей.

Удостоверяющий центр создаёт сертификаты обратившимся за их получением (заявителям). Сведения о выданных сертификатах заносятся в реестр. Каждый сертификат ЭЦП содержит следующую информацию:

–дату подписи;

–срок окончания действия ключа данной подписи;

–информацию о лице, подписавшем файл (ФИО, должность, краткое наименование фирмы);

–идентификатор подписавшего (имя открытого ключа);

–собственно цифровую подпись.

Получение ЭЦП и криптографическое шифрование асимметричным методом имеют различие. При шифровании открытый ключ используется для шифрования текста, а закрытый – для дешифрования. При использовании ЭЦП всё наоборот: закрытый ключ используется для создания ЭЦП, а открытый – для её подтверждения.

16

3.ЗАЩИТА ДАННЫХ В ИНТЕРНЕТЕ

3.1.Модель ISO / OSI и стек протоколов TCP / IP

Основная задача, решаемая при создании компьютерных сетей, – обеспечение совместимости оборудования по электрическим и механическим характеристикам и совместимости информационного обеспечения (программ и данных) по системам кодирования и формату данных. Решение этой задачи относится к области стандартизации. Методологической основой стандартизации в компьютерных сетях является многоуровневой подход к разработке средств сетевого взаимодействия. На основе этого подхода и технических предложений Международная организация стандартов ISO (International Standarts Organization) в начале 1980-х годов разработала стандартную модель взаимодействия открытых систем OSI (Open System Interconnection).

Модель OSI определяет различные уровни взаимодействия систем и указывает, какие функции должен выполнять каждый уровень. В модели ISO средства взаимодействия делятся на семь уровней:

–прикладной (Application);

–представительный ((Presentation);

–сеансовый (Session);

–транспортный (Transport);

–сетевой (Network);

–канальный (Data Link);

–физический (Physical).

Самый верхний уровень – прикладной. На этом уровне пользователь взаимодействует с приложениями. Самый нижний уровень – физический. Этот уровень обеспечивает обмен сигналами между устройствами.

Обмен данными через каналы связи происходит путём перемещения данных с верхнего уровня на нижний, затем по линиям связи и, наконец, обратном воспроизведением данных в компьютере клиента в результате их перемещения с нижнего уровня на верхний.

На каждом уровне архитектуры компьютерной сети действуют специальные стандартные протоколы. Они представляют собой формализованные правила, определяющие последовательность и формат сообщений, которыми обмениваются сетевые компоненты, лежащие на одном уровне, но в разных узлах сети.

17

Иерархически организованный набор протоколов, достаточный для организации взаимодействия узлов в сети, называется стеком коммуникационных протоколов.

Стек протоколов ISO / OSI представляет собой набор конкретных спецификаций протоколов для семи уровней взаимодействия, которые определены в модели ISO / OSI.

Коммутационные протоколы могут быть реализованы как программно, так и аппаратно. Протоколы нижних уровней часто реализуются комбинацией программных и аппаратных средств, протоколы верхних уровней, как правило, реализуются чисто программными средствами. Модули, реализующие протоколы соседних уровней и находящиеся в одном узле сети, взаимодействуют по правилам, ко-

торые называют межуровневым интерфейсом. Понятие «протоко-

лы» определяют правила взаимодействия модулей одного уровня в разных узлах сети.

Стек протоколов TCP / IP (Transport Control Protocol / Internet Protocol) является промышленным стандартом стека коммуникационных протоколов, разработанным для глобальных сетей. Протокол IP отвечает за поиск маршрута в Интернете и передачу блоков данных по этим маршрутам. Протокол TCP обеспечивает надёжную доставку, безошибочность и правильный порядок приёма передаваемых данных.

Стек протоколов TCP / IP был разработан до появления модели OSI

иимеет многоуровневую структуру, содержащую четыре уровня:

–прикладной;

–транспортный;

–уровень межсетевого взаимодействия;

–уровень сетевых интерфейсов.

На рис. 3.1. представлена структура уровней протоколов TCP / IP.

18

Рис. 3.1. Структура уровней протоколов TCP / IP

Соответствие уровней стека TCP / IP уровням модели OSI достаточно условно.

Прикладной уровень включает большое количество прикладных протоколов и сервисов:

–FTP – протокол копирования файлов;

–TelNet –- протокол эмуляции терминала;

–SNMP – почтовый протокол;

–WWW – сервис доступа к удалённой информации.

FTP (File Transfer Protocol) реализует удалённый доступ к файлу. TelNet обеспечивает передачу потока байтов между процессами, а также между процессами и терминалами. При использовании сервиса TelNet пользователь фактически управляет удалённым компьютером так же, как и локальный пользователь. Такой вид доступа требует

хорошей защиты.

SNMP используется в электронной почте сети Интернет. WWW обеспечивает сервис доступа к удалённой информации.

19

На транспортном уровне (Transport) стека TCP / IP, называемом также основным уровнем, функционируют протокол TCP и протокол

UDP.

Протокол управления передачей TCP (Transport Control Protocol)

решает задачу обеспечения надёжной информацией между двумя конечными узлами. Этот протокол называют протоколом «с установлением соединения». Согласно протоколу TCP, отправляемые данные «нарезаются» на небольшие стандартные пакеты, после чего каждый из них маркируется таким образом, чтобы в нём были данные для правильной сборки документа на компьютере получателя.

Протокол дейтаграмм пользователя UDP (User Datagram Protocol) обеспечивает передачу прикладных пакетов дейтаграммным способом – пакет обрабатывается и распространяется от узла к узлу как независимая единица информации – дейтаграмма.

Уровень межсетевого взаимодействия. Интернет реализует концепцию коммутации пакетов без установления соединений. Основным протоколом этого уровня является адресный протокол IP. Суть протокола IP состоит в том, что у каждого пользователя есть свой уникальный адрес (IP-адрес), без чего нельзя говорить о точной доставке TCP-пакетов в нужное место. Этот адрес выражается четырьмя байтами, например 185.47.39.14. Маршрутизаторы определяют путь TCP-пакета.

К уровню межсетевого взаимодействия относятся и протоколы, связанные с составлением и модификацией таблиц маршрутизации –

RIP (Routing Internet Protocol), OSPF (Open Shortest Path First) и др.

Уровень сетевого интерфейса (Network) соответствует физиче-

скому и канальному уровням модели OSI. Этот уровень в протоколах TCP / IP не регламентируется, но поддерживает все популярные стандарты физического и канального уровня:

–для локальных сетей ̶это Ethernet, Toking Ring, FDDI, Fast Ethernet;

–глобальных сетей – протоколы соединений «точка-точка» SLIP

иPPP.

Разделённые на уровни протоколы стека TCP / IP спроектированы таким образом, что конкретный уровень хоста назначения получает именно тот объект, который был отправлен эквивалентным уровнем хоста источника. Когда данные передаются от прикладного уровня к транспортному уровню, затем к уровню межсетевого взаимодействия и далее через уровень сетевого интерфейса в сеть, каждый протокол

20