Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Программно-аппаратные средства защиты информации. В 3 частях. Ч.1. Учебное пособие.pdf
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Тамбовский государственный технический университет»
В. А. Гриднев, Ю. А. Губсков,
А. С. Дерябин, А. В. Яковлев
ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА
ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
В ТРЁХ ЧАСТЯХ
Часть 1
Утверждено Учёным советом университета в качестве учебного пособия
для студентов 5-го курса специальности 10.05.03 «Информационная
безопасность автоматизированных систем» очной формы обучения и студентов
3-го курса направления подготовки бакалавров 09.03.02 «Информационные
системы и технологии» очной и заочной форм обучения
Учебное электронное издание
Тамбов
Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ»
2022
1
0
УДК 004.065
ББК 32.973.26
П78
Р е ц е н з е н ты:
Кандидат технических наук, доцент, преподаватель цикла
«Применение комплексов РЭБ и средств комплексного
технического контроля» ФКУ в/ч 61460
К. А. Малыков
Директор Центрально-Чернозёмного РУНЦ ИБ ФГБОУ ВО «ТГТУ»
П. А. Щербинин
П78
Программно-аппаратные средства защиты информации [Электрон-
ный ресурс] : учебное пособие : в 3-х ч. / В. А. Гриднев, Ю. А. Губсков,
А. С. Дерябин, А. В. Яковлев. – Тамбов : Издательский центр ФГБОУ ВО
«ТГТУ».
ISBN 978-5-8265-2464-0
Ч. 1. – 2022. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM). – Системные требования : ПК не ниже класса Pentium II ; CD-ROM-дисковод ; 15,3 Mb ; RAM ;
Windows 95/98/XP ; мышь. – Загл. с экрана.
ISBN 978-5-8265-2467-1
Посвящено вопросам построения и функционирования программно-аппаратных
средств защиты информации в автоматизированных системах, являющихся основой
комплексной системы информационной безопасности организации. Включает в себя
полный теоретический курс учебной дисциплины «Программно-аппаратные средства
обеспечения информационной безопасности».
Предназначено для студентов 5-го курса специальности 10.05.03 «Информационная безопасность автоматизированных систем» очной формы обучения и студентов
3-го курса направления подготовки бакалавров 09.03.02 «Информационные системы
и технологии» очной и заочной форм обучения.
УДК 004.065
ББК 32.973.26
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются
за разработчиком. Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
ISBN 978-5-8265-2464-0 (общ.)
ISBN 978-5-8265-2467-1 (ч. 1)
© Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Тамбовский государственный технический
университет» (ФГБОУ ВО «ТГТУ»), 2022
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие состоит из трёх частей и включает в себя полный теоретический курс учебной дисциплины «Программно-аппаратные средства защиты
информации», преподаваемой в ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный
технический университет» студентам, обучающимся по специальности 10.05.03
«Информационная безопасность автоматизированных систем».
Данное учебное пособие способствует привитию студентам общепрофессиональной компетенции ОПК-15 (способен осуществлять администрирование
и контроль функционирования средств и систем защиты информации автоматизированных систем, инструментальный мониторинг защищённости автоматизированных систем).
Использование данного учебного пособия в учебном процессе должно:
− упростить подготовку студентов к практическим занятиям, лабора-
торным работам и экзамену по дисциплине «Программно-аппаратные средства
защиты информации»;
− самостоятельно изучать материал лекционных занятий, пропущенных
студентами по какой-либо причине;
− повысить эффективность изучения дисциплины «Программно-
аппаратные средства защиты информации».
Учебное пособие может быть полезно также студентам, обучающимся по
направлению подготовки бакалавров 09.03.02 и магистров 09.04.02 «Информационные системы и технологии», при изучении бакалаврами дисциплины «Методы и средства защиты информации» для формирования общепрофессиональной компетенции ОПК-3 (способен решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учётом основных требований информационной безопасности), а магистрами – при
3
изучении дисциплины «Информационная безопасность и защита информации»
для формирования компетенции ПК-1 (способен разрабатывать требования к
информационным системам (ИС) и осуществлять организационное и технологическое обеспечение возможности их реализации в ИС).
Наличие контрольных вопросов в конце каждой главы учебного пособия
позволит студентам самостоятельно проверить свои знания по изученному материалу.
4
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ СРЕДСТВАХ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
1.1. ЧТО ОТНОСИТСЯ К ПРОГРАММНЫМ И АППАРАТНЫМ СРЕДСТВАМ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ?
Непосредственно из самого названия следует, что программноаппаратные средства защиты информации включают в себя программные и аппаратные средства, предназначенные для обеспечения конфиденциальности,
целостности и доступности информации в автоматизированных (компьютерных) системах.
Программные средства защиты информации – это программное обеспечение (ПО) ЭВМ, предназначенное для обеспечения информационной безопасности в автоматизированных системах. На практике весьма часто задачи
обеспечения конфиденциальности, целостности и доступности информации в
автоматизированных системах реализуются с помощью специальных модулей и
функций, которые встроены в программное обеспечение, операционные системы, СУБД, почтовые электронные системы и пр.
С их помощью становится возможной реализация разграничения доступа
к информации, распределение использования ресурсов системы, введение новых ограничений, контроль за соблюдением имеющихся правил и требований
по работе с информацией в системе.
На практике нет необходимости использовать прочие средства обеспечения информационной безопасности. Но они могут значительно упростить осуществление политики безопасности. Во многих практических случаях применение других инструментальных средств защиты информации для обеспечения
информационной безопасности организации не является обязательным. Однако
5
они помогают повысить эффективность и качество выполнения многих важных
функций реализации политики информационной безопасности организации.
Становится проще оценивать риски, разрабатывать организационные документы, контролировать выполнение установленных правил и требований по информационной безопасности и многих других.
Таким образом, можно отметить ещё одну особую разновидность ПО.
Его основной задачей является организационное управление ИБ. Такое ПО может выступать в качестве справочника, помощника в обработке управленческих
данных, осуществлении анализа рисков и угроз и разработке необходимой документации.
Для выполнения данных задач может использоваться ПО следующих основных видов:
−
системы управления рисками информационной безопасности, предна-
значенные для оценки рисков, а также накопления и обработки сведений о рисках;
−
специальное ПО, позволяющее автоматически контролировать соблюдение установленных политик безопасности в организациях (помогающее
формировать заключения о текущем состоянии информационной безопасности
путём анализа действий пользователей в информационной системе, а также путём анализа системных журналов, программ, средств защиты и сетевого оборудования);
−
электронные справочные книги и каталоги нормативной документации, в том числе интерактивные, которые содержат типовые документы или
шаблоны документов, используемые для управления информационной безопасностью, описания отдельных процессов и процедур, связанных с обеспечением
информационной безопасности, а также примеры оформления должностных
обязанностей сотрудников организации;
6
−
специальное ПО, осуществляющее поддержку процессов аудита информационной безопасности.
Также стоит отметить программное обеспечение, реализующее ряд дру-
гих задач:
−
своевременная установка обновлений программного обеспечения для
предотвращения возникновений уязвимых мест в системе;
−
автоматическое управление учётными записями и правами доступа
одновременно в нескольких элементах информационной инфраструктуры (базах данных, приложениях и тому подобных);
−
систематический анализ основных компонентов обеспечения защиты
информации для своевременного обнаружения их некорректного или неустойчивого функционирования и обнаружения уязвимых мест в системе.
К аппаратным средствам защиты информации относятся электронные
устройства, основной задачей которых является обеспечение конфиденциальности, целостности и доступности информации.
Примерами аппаратных средств могут служить:
−
собственно персональный компьютер как совокупность технических
средств, предназначенных для автоматизированной обработки информации в
процессе решения различных прикладных задач;
−
периферийное оборудование ЭВМ – совокупность внешних устройств, не находящихся под непосредственным управлением центрального
процессорного устройства;
−
физические накопители цифровой информации – различные электронные, электронно-механические, электронно-оптические устройства.
Среди растущего разнообразия аппаратных средств одними из самых по-
пулярных стали следующие:
7
−
устройства измерения индивидуальных (биометрических) характери-
стик человека (геометрии лица, голоса, собственноручного почерка, клавиатур-
ного почерка, отпечатков пальцев, сетчатки глаза, радужной оболочки глаза
и др.) в целях идентификации субъекта доступа;
−
специальные средства, предназначенные для хранения реквизитов за-
щиты – парольных данных, идентифицирующих меток и т.д., а также генерато-
ры кодов, предназначенные для автоматического генерирования идентифици-
рующего кода устройства;
−
схемы прерывания передачи информации в линии связи в целях пе-
риодической проверки адреса выдачи данных.
Наиболее выделяющимися являются криптографические средства, основ-
ной задачей которых является шифрование информации. Выделяются они за
счёт того, что их использование ограничено законом.
1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
В наше время чёткой классификации программно-аппаратных средств
нет, как нет и общепринятого набора классификационных признаков. Однако
можно выделить восемь групп по признаку выполняемых функций в комплекс-
ной системе защиты информации, как показано на рис. 1.1.
В дальнейшем будем рассматривать сведения об особенностях построе-
ния и функционирования программно-аппаратных средств защиты информации
именно в соответствии с приведённой классификацией.
8
Средства
шифрования
данных
Средства
обнаружения
уязвимостей
Средства защиты
от вредоносных
программ
Средства
межсетевого
экранирования
Средства
обеспечения
доступности
данных
Рис. 1.1. Основные группы программно-аппаратных
1.2.1. СРЕДСТВА ИДЕНТИФИКАЦИИ И АУТЕНТИФИКАЦИИ
Программно-аппаратные
средства обеспечения
информационной
безопасности
Средства
идентификации и
аутентификации
пользователей
средств защиты информации
Средства
управления
криптографи-
ческими ключами
Средства
аутентификации
электронных
данных
ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ
Средства и системы идентификации (распознавания) и аутентификации
(проверки подлинности) применяются для ограничения доступа случайных и
незаконных пользователей к ресурсам компьютерной системы. В общем случае
такие системы работают по следующему принципу: необходимо удостовериться в том, что пользователь легитимен, после чего либо разрешить, либо запретить ему доступ к системе. В первом случае пользователю будут доступны возможности в зависимости от его полномочий.
Реализуя такие системы, необходимо решить, на основе какой информации будет распознаваться пользователь и осуществляться проверка его подлинности. Исходя из принятого решения, рассматривают следующие разновидности систем проверки подлинности:
9
−
система, в основе которой лежит знание некоторого пароля или по-
следовательности действий;
−
система, в основе которой лежит обладание уникальным предметом
(персональным аппаратным идентификатором);
−
система, в основе которой лежат физиологические параметры человека – статические (отпечаток пальца, особенности радужной оболочки глаза
и др.) и динамические (голос, почерк или особенности набора текста на клавиатуре).
Такие системы называют традиционными и биометрическими соответственно. В настоящее время более перспективными считают биометрические системы.
1.2.2. СРЕДСТВА ШИФРОВАНИЯ ДАННЫХ
Различают средства и системы шифрования дисковых данных и средства
и системы шифрования данных, передаваемых по сетям или линиям связи.
Примерами систем второго типа могут служить программы шифрования
Diskreet, Windows Crypto, Best Crypt и др.
Системы шифрования дисковых данных могут осуществлять крипто-
графические преобразования данных на уровне файлов или дисков. К ПО данного типа шифрования обычно относят ARJ- и RAR-архиваторы. С их помощью
возможно реализовать криптозащиту архивных данных.
При работе с этими данными также можно классифицировать системы и
по другим параметрам. Выделим две группы систем, отличающихся способом и
особенностями преобразования данных:
−
средства и системы «прозрачного» шифрования;
−
средства, специально вызываемые для осуществления шифрования.
В первом случае преобразование данных происходит «на лету» и удобно
тем, что пользователю не нужно запускать дополнительные утилиты и про-
10