Персональная кибербезопасность. Учебное пособие (курс лекций)

полную юридическую силу. Для решения задач, связанных с юридической защитой и регулированием, предусмотрены и ведутся соответствующие журналы событий, по которым можно проследить историю изменений электронных документов.

Цифровая подпись позволяет гарантировать подлинность, целостность и невозможность отказа. Цифровые подписи обладают характерными свойствами, на которых строится механизм аутентификации объектов и проверки целостности данных.

Цифровая подпись является альтернативой механизму HMAC. Под отказом понимается отрицание авторства или принадлежности. Суть термина «невозможность отказа» можно сформулировать так: отправитель не сможет заявить, что не посылал сообщение

или документ, а получатель не сможет отрицать факт получения. Наличие цифровой подписи доказывает, что сообщение или до-

кумент подписаны именно отправителем. Каждый пользователь имеет уникальную цифровую подпись, поэтому тот, кто создал подпись под документом, не может впоследствии заявить, что документ был подписан кем-то другим.

В основе цифровых подписей лежит асимметричная криптография. Алгоритм общего ключа, такой как RSA, позволяет получить два ключа: частный и общий. Эти ключи математически связаны между собой.

Вместо самого документа можно подписать его хеш-сумму. Такая схема повышает эффективность и упрощает задачи, связанные с проверкой целостности и обеспечением совместимости. Внедрив в организации систему электронного документооборота, соответствующую всем юридическим требованиям, можно полностью отказаться от бумажных документов и традиционных печатей.

Ниже приведены два примера применения цифровых подписей.

1.Подписывание кода позволяет проверить целостность исполняемых файлов, загружаемых с веб-сайтов поставщиков. При подписывании кода также применяются подписанные цифровые сертификаты для аутентификации и проверки веб-сайта.

2.Цифровые сертификаты используются для проверки организаций и пользователей, а также для аутентификации веб-сайтов поставщиков и установки зашифрованных соединений при обмене конфиденциальными данными.

71

Наибольшее распространение получили алгоритмы DSA, RSA и ECDSA. Все три алгоритма содержат механизмы создания и проверки цифровых подписей. Эти алгоритмы функционируют на основе асимметричного шифрования с использованием общих ключей. Работа с цифровыми подписями подразумевает две необходимые операции – это генерация ключа и проверка ключа. При обеих операциях необходимо зашифровать и расшифровать ключ.

Цифровой сертификат ‒ это аналог электронного паспорта. Цифровые сертификаты обеспечивают безопасный обмен данными через Интернет между пользователями, хостами и организациями. Цифровой сертификат подтверждает подлинность пользователя, отправляющего сообщение. С помощью цифровых сертификатов обеспечивается конфиденциальность получателя за счет средств шифрования ответа.

Подход, требующий многократной взаимной идентификации всех сторон в Интернете, неудобен. Поэтому стороны соглашаются верить на слово третьей, нейтральной стороне. Предполагается, что третья сторона проводит тщательную проверку участников, желающих получить удостоверение. Выполнив такую проверку, третья сторона выдает удостоверение, которое сложно подделать. С этого момента все участники, доверяющие этой третьей стороне, просто принимают удостоверения, выданные этой третьей стороной.

Центр сертификации выдает цифровые сертификаты для аутентификации организаций и пользователей. Эти же сертификаты используются для подписания и проверки целостности сообщений.

Если цифровой сертификат имеет стандартную структуру, то его может считать и понять любая система, независимо от того, кем выдан этот сертификат. X.509 ‒ стандарт инфраструктуры общих ключей для управления цифровыми сертификатами. Инфраструктура открытых ключей ‒ это политики, роли и процедуры, необходимые для создания, распространения, использования, хранения и отзыва цифровых сертификатов, а также управления ими.

Браузеры и приложения производят обязательную проверку сертификата, чтобы удостовериться в том, что сертификат действителен. Проверка включает следующие процессы:

поиск сертификата – прослеживание пути сертификации с проверкой каждого сертификата, начиная с сертификата корневого источника сертификатов (CA);

72

проверка пути – выбор сертификата издателя (центра сертификации) для каждого сертификата в цепочке;

проверка отзыва – позволяет убедиться в том, что сертификат не был отозван; если сертификат отозван, то в ходе этой проверки устанавливается причина отзыва.

Субъект получает сертификат на общий ключ от коммерческого центра сертификации (CA). Сертификат является частью цепочки сертификатов, которая также называется цепочкой доверия. Количество сертификатов в цепочке зависит от иерархической структуры центра сертификации (CA).

В цепочке сертификатов двухуровневого центра сертификации имеется автономный корневой центр и подчиненный центр сертификации в сети. Двухуровневая структура применяется в связи с тем, что механизм подписывания по стандарту X.509 облегчает устранение последствий несанкционированного доступа. Если существует автономный центр сертификации (CA), то этот источник может подписать новый сертификат для источника в сети. В отсутствие автономного центра придется устанавливать новый сертификат корневого источника сертификатов на каждый клиентский компьютер, телефон и планшет.

5.3. Обеспечение целостности данных

Базы данных ‒ это эффективное средство хранения, извлечения и анализа данных. Объемы собираемых данных растут, как и степень их конфиденциальности, число баз данных увеличивается, и специалисты по обеспечению кибербезопасности играют значительную роль в их защите. Базу данных можно рассматривать как электронный картотечный шкаф. Под термином «целостность данных» понимается точность, согласованность и надежность данных, хранящихся в базе данных. Ответственность за обеспечение целостности данных возлагается на тех, кто проектирует, разрабатывает и руководит эксплуатацией базы данных [12].

Имеется четыре правила или ограничения целостности данных:целостность объекта, т. е. каждая строка должна иметь уни-

кальный идентификатор, именуемый первичным ключом;

73

целостность данных, т. е. все данные, хранящиеся в столбце, должны иметь один и тот же формат и соответствовать единому общему определению;

ссылочная целостность, т. е. связи между таблицами должны оставаться неизменными, соответственно, пользователь не может удалить запись, которая связана с другой записью;

определяемая пользователем целостность – это набор правил, определенных пользователем, которые не относятся ни к одной из других категорий.

Ввод данных в систему чаще всего выполняют пользователи. Соответствующие средства контроля помогают обеспечить корректность вводимых данных.

Правило проверки ‒ это ограничение, используемое для проверки данных на соответствие параметрам, определенным конструктором базы данных. С помощью правила проверки можно убедиться в полноте, верности и согласованности данных.

Проверка типа относится к числу простейших методов проверки правильности данных и позволяет убедиться в том, что пользователь вводит данные нужного типа.

Контроль над процессом ввода данных относится к числу важнейших аспектов обеспечения целостности баз данных. Отсутствие такого контроля становится причиной серьезных уязвимостей. Многие известные атаки реализуются за счет некорректного ввода

вбазу данных. Такие атаки приводят к зависаниям и другим нарушениям в работе приложений, а также к утечке конфиденциальной информации. Киберпреступники могут применять автоматизированные атаки с помощью некорректного ввода.

Под обнаружением аномалий понимается выявление неожиданных признаков в данных. К таким признакам относятся резко выделяющиеся значения, исключения, отклонения и другие аномальные проявления в различных приложениях баз данных. Обнаружение и проверка аномалий относятся к числу важнейших мер по выявлению мошенничества. По аномалиям в базах данных можно распознать мошеннические операции с кредитными картами и страховыми полисами. Средства обнаружения аномалий в базе данных также помогают предотвратить массовое уничтожение или изменение данных.

74

Выводы

Базу данных можно рассматривать как электронный картотечный шкаф. Надлежащая поддержка файловой системы имеет первостепенное значение для обеспечения достоверности и практической ценности данных в базе данных. Наличие строго контролируемой и структурированной системы обеспечения целостности данных ‒ это залог повышенной устойчивости, производительности и удобства в обслуживании баз данных.

Вопросы для самопроверки

1.Какими свойствами обладает хэш-функция?

2.Для чего применяется хэш-функция?

3.Что такое цифровая подпись?

4.Что такое цифровой сертификат?

Литература: 2‒5, 11.

75

6. КОНЦЕПЦИЯ «ПЯТЬ ДЕВЯТОК»

План лекции

6.1.Высокая доступность ресурсов.

6.2.Меры по повышению доступности.

6.3.Реагирование на инциденты.

6.4.Аварийное восстановление.

В организациях, стремящихся повысить доступность их данных и систем, иногда применяются исключительные меры по снижению потерь данных. Цель состоит в том, чтобы свести к минимуму время простоя систем, отвечающих за критически важные процессы. Если сотрудники не могут выполнять свои повседневные обязанности, компания несет убытки.

Доступность оценивается как процент времени, в течение которого системы и данные доступны.

6.1. Высокая доступность ресурсов

Согласно концепции «пяти девяток» системы и сервисы должны быть доступны в течение 99,999 % времени. Это означает, что продолжительность как запланированного, так и незапланированного простоя не может превышать 5,26 минуты в год.

Высокая доступность означает, что система или компонент непрерывно эксплуатируется в течение заданного промежутка времени. Для обеспечения высокой доступности необходимо:

исключить единые точки отказа;

учитывать требования к надежности при проектировании;

выявлять сбои по мере их возникновения.

Переход на уровень доступности «пять девяток» обычно требует большого объема ресурсов и значительных денежных затрат. В первую очередь требуются расходы на покупку дополнительного аппаратного обеспечения (серверы и др.). Наращивая парк оборудования, организация усложняет процессы настройки. К сожалению, усложнение настройки влечет за собой усиление рисков. Чем больше «движущихся компонентов», тем выше вероятность неполадок.

Хотя в некоторых отраслях расходы на поддержание высокой доступности могут быть слишком высоки, существуют условия, в которых реализация концепции «пять девяток» обязательна.

76

Вфинансовом секторе высокая доступность предусмотрена нормативными требованиями и необходима для непрерывного выполнения торговых операций. Снижение доступности приведет к утрате доверия заказчиков.

Высокая доступность необходима в учреждениях здравоохранения, чтобы уход за пациентами осуществлялся круглосуточно.

К сфере общественной безопасности относятся учреждения, обеспечивающие безопасность общества, государства или нации и оказывающие соответствующие услуги [15, 17].

Сфера розничной торговли полагается на эффективные цепочки поставок и доставку продукции заказчикам. Нарушение графика может иметь катастрофические последствия, особенно в ситуациях пикового спроса, например во время праздников.

От средств массовой информации ожидают непрерывного потока новостей в режиме реального времени. Современный новостной цикл стал круглосуточным, работающий в режиме «24/7».

Разделение угроз на категории по уровням потенциального ущерба помогает осознать реальную величину ущерба для организации в денежном выражении.

Воснове высокой доступности лежат три основных принципа, которым нужно следовать для обеспечения непрерывного доступа

кданным и сервисам:

1.Исключение или сокращение количества единых точек отказа.

2.Стойкость к атакам отказа в обслуживании.

3.Отказоустойчивость системы.

Необходимо знать и понимать способы устранения единых точек отказа. Единой точкой отказа может быть центральный маршрутизатор или коммутатор, сетевой сервис или незаменимый ИТспециалист. Недоступность важного устройства, процесса или сотрудника может иметь катастрофические последствия для системы в целом. Соответственно количество единых точек отказа нужно сократить, внедрив для этого соответствующие процессы, ресурсы и компоненты. Например, можно обеспечить резервирование с помощью высокодоступных кластеров. Высокодоступный кластер состоит из группы компьютеров с общей системой хранения данных и одинаковыми сетевыми параметрами. Все серверы участвуют в работе сервиса одновременно. Снаружи группа серверов выглядит как единое устройство. При отказе одного из серверов кластера работу сервиса обеспечивают остальные серверы.

77

Стойкость к атакам отказа в обслуживании ‒ это способ-

ность системы сохранять доступность данных и процессов несмотря на атаку или аварийную ситуацию. Чаще всего высокая стойкость достигается за счет резервирования систем питания и вычислительных ресурсов, при котором отказ одной из систем не приводит к прерыванию обслуживания, поскольку функции отказавшей системы берет на себя исправная резервная система. Набор мер по обеспечению отказоустойчивости системы не ограничивается одним лишь повышением надежности аппаратной части. Высокая стойкость подразумевает доступность данных и сервисов в любое время, в том числе во время атаки.

Отказоустойчивость системы – это способность системы ис-

правно продолжать работу при отказе одного или нескольких компонентов. Например, отказоустойчивость можно обеспечить за счет зеркалирования данных. В случае отказа, нарушающего работу того или иного устройства (например, дискового контроллера), система выдает запрошенные данные благодаря механизму зеркалирования, при этом пользователь не замечает каких-либо перебоев в обслуживании.

6.2. Меры по повышению доступности

Организации необходимо знать, какое аппаратное обеспечение

икакие программы имеются в наличии, чтобы понимать, какими должны быть параметры конфигурации. Управление ресурсами охватывает все имеющееся аппаратное и программное обеспечение.

Организация может внедрить специальное автоматизированное решение для ведения учета ресурсов в организации. Администраторы должны обращать внимание на любые изменения конфигураций, поскольку такие изменения могут свидетельствовать о том, что конфигурация неактуальна. Кроме того, эти изменения могут быть признаком неавторизованного вмешательства.

Классификация ресурсов подразумевает разделение всех ресурсов организации по группам в соответствии с определенными характеристиками. Организация должна применять систему классификации ресурсов к документам, записям данных, файлам данных

идискам. Наиболее важной информации требуется самая надежная защита и (в некоторых случаях) особый режим обработки [16].

78

Например, в организации можно внедрить систему маркировки с указанием степени ценности, конфиденциальности и важности информации.

Управление ресурсами подразумевает управление жизненным циклом и составом всей совокупности технологических ресурсов организации, включая устройства и программное обеспечение. Одним из компонентов системы управления ИТ-ресурсами является перечень допустимых ИТ-ресурсов, которые соответствуют задачам организации. Внедрение такого перечня позволяет существенно сократить количество различных типов ресурсов. Например, можно разрешить устанавливать только приложения, которые соответствуют определенным внутренним рекомендациям. Избавляясь от приложений, не соответствующих этим рекомендациям, администраторы повышают безопасность, поскольку все оставшиеся приложения отвечают заданным требованиям.

В стандартах ресурсов определены все отдельные продукты аппаратного и программного обеспечения, которые использует и поддерживает организация. В случае сбоя оперативные действия помогут сохранить доступность и безопасность. Если процедура подбора аппаратного обеспечения в организации не стандартизирована, то процесс поиска замены для неисправного компонента нередко носит беспорядочный характер. Управление ресурсами в нестандартных условиях требует более высокой квалификации. Стоимость компонентов и обслуживания в таких случаях обычно выше [13].

Американская группа US-CERT и Министерство внутренней безопасности США поддерживают базу данных общих уязвимостей и рисков (CVE). Для каждой уязвимости в базе данных CVE создается стандартный идентификатор уязвимости с номером уязвимости, ее кратким описанием и ссылками на отчеты и рекомендации, связанные с данной уязвимостью. За обслуживание базы данных CVE и соответствующего веб-сайта отвечает компания MITRE

Corporation.

Процесс идентификации угрозы начинается с создания соответствующего идентификатора известной уязвимости кибербезопасности, именуемого идентификатором CVE.

Анализ рисков ‒ это анализ опасности, которой подвергаются ресурсы организации при наступлении тех или иных природных или вызванных человеком событий.

79

Пользователь проводит идентификацию ресурсов, чтобы понять, какие ресурсы следует защищать.

Существуют следующие подходы к анализу рисков. 1. Количественный анализ рисков.

Количественный анализ рисков строится на числовых данных. Ценность ресурса равна стоимости его замены. Ценность ресурса можно также выразить через прибыль, создаваемую за счет использования этого ресурса. Степень уязвимости (exposure factor, EF) ‒ это субъективная оценка, выражаемая в виде процента потери ресурса при реализации той или иной угрозы. Степень уязвимости 1,0 (100 %) соответствует полной потере ресурса.

Вероятность реализации угрозы за год (annualized rate of occurrence, ARO) ‒ это вероятность того, что в течение года организация понесет ущерб от реализации соответствующей угрозы (также выражается в процентах). Если показатель ARO превышает 100 %, это означает, что угроза может быть реализована более одного раза в год.

Рассчитав ожидаемый годовой объем убытков (annual loss expectancy, ALE), руководство получает представление об оправданной сумме затрат на защиту данного ресурса.

2. Качественный анализ рисков.

Качественный анализ рисков строится на мнениях и сценариях. Например, вероятность выхода сервера из строя довольно высока, однако ущерб вследствие отказа сервера невелик.

Группа специалистов анализирует каждую угрозу для ресурса и помещает соответствующие данные в таблицу. Специалисты оценивают результат и на его основании принимают дальнейшие решения.

Устранение угроз подразумевает уменьшение ущерба или снижение его вероятности. Минимизация рисков достигается за счет множества технических средств контроля, в том числе систем аутентификации, разрешений для файлов и межсетевых экранов.

Существует четыре основных метода снижения риска:

принятие риска и периодическая переоценка;

снижение риска путем внедрения средств контроля;

исключение риска за счет полной перемены подхода;

передача риска третьей стороне.

В качестве кратковременной стратегии можно использовать метод принятия риска с обязательной разработкой плана действий

80