Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Безопасность информационных технологий. В 2 частях. Ч.1. Учебное пособие
.pdf
4.3. Одноразовые пароли
51
отображение отключается также и при штатном входе пользователя в ИС.
Отключение эхо-отображения преследует цель – избежать возможность
для постороннего лица подсмотреть вводимый пароль.
Отключение эхо-отображения имеет тот недостаток, что ввод пароля
пользователем визуально не контролируется, что может привести к ошибке
ввода с возможными негативными последствиями, например, в виде блокировки его учетной записи. Поэтому, в тех случаях, когда пользователь
работает в защищенном от других лиц помещении, от отключения эхоотображения вводимого пароля лучше отказаться.
Для защищенного хранения паролей в базе данных учетных записей
ИС применяется их шифрование или хеширование.
При использовании процедуры шифрования паролей необходим сек-
ретный ключ, что влечет необходимость его защищенного хранения в ИС,
что создает потенциальную опасность его раскрытия. Этот недостаток процедуры шифрования паролей исчезает при замене его процедурой хеширования. Хеширование представляет собой результат необратимого преобразования исходного значения с помощью специальной функции хеширования. Поэтому знание хеш-значения пароля не позволяет злоумышленнику
восстановить пароль в открытом виде. Это свойство хеширования позволяет считать его более безопасным в сравнении с шифрованием. Единственным недостатком хеширования является невозможность восстановления забытого пользователем пароля.
4.3. Одноразовые пароли
В описанных выше парольных системах аутентификации зареги-
стрированные пароли пользователей используются в течение достаточно
длительного времени, поэтому их можно считать многоразовыми. Если
злоумышленнику удастся раскрыть такой многоразовый пароль, то он получает возможность достаточно долго действовать в ИС от имени легального пользователя, чей пароль был им раскрыт. Поэтому системы аутентификации на основе многоразовых паролей являются весьма уязвимыми.
Существенно меньшей уязвимостью и большей надежностью обла-
дают парольные системы аутентификации, использующие так называемые
4. Методы и средства аутентификации
52
одноразовые (динамично изменяющиеся) пароли. В таких системах пользователь ИС получает не один пароль, а целый список паролей Р1, Р2, …,
Рi, …, Рn, каждый из которых используется пользователем только в одном
сеансе его входа в ИС. Если злоумышленнику удастся раскрыть какой-либо
пароль из списка, он может попытаться использовать его в последующих
сеансах входа в ИС от имени легального пользователя, чей пароль был им
раскрыт. Но это ничего не даст злоумышленнику, поскольку в последующих сеансах легальный пользователь будет использовать уже новые пароли из списка.
Однако непосредственная реализация схемы одноразовых паролей
порождает ряд проблем. Очевидно, что запоминание пользователем большого списка своих одноразовых паролей просто нереально, и возникает
проблема защищенного хранения этого списка. Кроме того, возможна ситуация, когда при вводе пользователем очередного пароля происходит сбой
работы ИС. В этом случае неясно какой пароль должен использовать пользователь в следующем сеансе входа в ИС.
Указанные проблемы можно решить, если список паролей не запоминать, а генерировать с помощью необратимой функции (например,
функции хеширования). Пусть Р – начальный пароль пользователя, a F –
необратимая функция. Создание одноразовых паролей осуществляется путем последовательного применения функции F к начальному паролю i раз,
где i = n, n–1, n–2, …, 2, 1. Тогда список одноразовых паролей создается
следующим образом:
Р1 = Fn(P), Р2 = F
n-1
(P), …, Р
n-1
= F(F(P)), Рn = F(P).
В случае сбоя в работе ИС при очередном сеансе входа пользователя,
ИС всегда осуществляет выбор следующего пароля из списка и последовательно применяет функцию F к введенному пользователем паролю до совпадения с последним принятым от него паролем.
Модификацией схемы применения списка одноразовых паролей является выбор определенного пароля из списка. В этом случае при аутентификации ИС запрашивает у пользователя пароль, номер которого в списке
определен по случайному закону. Длина и порядковый номер начального
символа пароля также могут задаваться случайным образом.
4.4. Функциональные методы аутентификации
53
Одноразовые пароли могут также применяться по схеме «запрос-от-
вет». В этом случае система задает пользователю некоторые вопросы общего характера, правильные ответы на которые известны только конкретному пользователю.
Второй вариант схемы «запрос-ответ» состоит в использовании не-
больших изображений (например, пиктограмм). Система предлагает пользователю серию картинок, среди которых он должен выбрать заданное
число картинок, которые видел при регистрации.
4.4. Функциональные методы аутентификации
Использование парольных систем аутентификации, как многоразо-
вых, так и одноразовых, требует передачи от пользователя в ИС конфиденциальной информации – пароля. Это создает потенциальную опасность перехвата и последующего использования этой информации злоумышленником для нелегального доступа в ИС. Для устранения этой опасности используются функциональные методы аутентификации.
Принцип работы таких моделей заключается в том, что пользователь
на этапе своей регистрации согласовывает с системой защиты ИС некоторую
функцию f(x), известную только им, которая будет использоваться для после-
дующей аутентификации пользователя. К функции f(x) предъявляется требо-
вание, чтобы по известным значениям ее аргумента x и значениям функции
y = f(x),было сложно или невозможно определить вид функции f(x).
Идея метода функционального преобразования состоит в периодическом изменении функции f(x), что достигается наличием в функциональном выражении динамически меняющихся параметров. Например, аргументом x в функции f(x) является некоторая дата и время. В этом случае
пользователю сообщается исходный пароль, функция f(x) и периодичность
смены пароля. Тогда паролями пользователя на заданных n периодах времени будут следующие: x, f(x), f(f(x)), ..., f(x)
n-1
.
Наиболее известным представителем функциональных методов является метод «рукопожатия», основанный на модели «рукопожатия». Он
состоит в следующем. Пользователь согласовывает с системой защиты ИС
некоторую функцию парольного преобразования f(x), известную только
им. При входе в ИС подсистема аутентификации генерирует случайное
4. Методы и средства аутентификации
54
число x, вычисляет от него y = f(x), после чего передает х пользователю.
Пользователь, получив число x, в свою очередь вычисляет от него = f(x) и
возвращает результат у' в подсистему аутентификации ИС. Последняя
сравнивает собственный результат вычислений y с полученным от пользователя результатом у'. При совпадении y и у' подлинность пользователя
считается доказанной.
Преимущества аутентификации на основе модели «рукопожатия»
перед парольной аутентификацией:
между пользователем и ИС не передастся никакой конфиденциаль-
ной информации, которую нужно сохранять в тайне;
каждый следующий сеанс входа пользователя в ИС отличен от
предыдущего, поэтому даже длительное наблюдение за сеансами обмена
между пользователем и ИС не дает потенциальному нарушителю необходимой информации для входа в ИС.
Модель «рукопожатия» приемлема для проверки одним пользовате-
лем подлинность другого удаленного пользователя или некоторой ИС, к
которой он собирается осуществить доступ по сети.
Процедура проверки одним пользователем А подлинности другого
пользователя В реализуется следующим образом. Пользователь А генерирует
случайное число х, вычисляет от него у = f(х) и передает свое имя и х пользо-
вателю В. Пользователь В вычисляет у' = f(х) и возвращает пользователю А
свое имя и собственный результат вычисления у' = f(х). Пользователь А про-
веряет у и у' на совпадение. Если у = у', то пользователь А может доверять
пользователю В. Затем процедура аутентификации повторяется с переменой
ролей (теперь пользователь В начинает процесс и выбирает значение х),
чтобы пользователь В также мог доверять пользователю А.
Для повышения безопасности протокола взаимной аутентифика-
ции перед отправкой по сети значения х и у' (пп. 2 и 4 протокола) могут
быть зашифрованы на секретном ключе, которым должны предварительно обменяться по защищенному каналу пользователи А и Б. В этом
случае задача потенциального нарушителя резко усложняется, поскольку
ему придется не только определить функцию f, но и предварительно взломать шифротекст.
Недостатком аутентификации на основе модели «рукопожатия» яв-
ляется большая длительность этой процедуры по сравнению с обычной парольной аутентификацией.
4.5. Персональные средства аутентификации
55
Следует отметить, что методы аутентификации, основанные на одноразовых паролях, все же не обеспечивают абсолютной защиты. Например, если злоумышленник имеет возможность подключения к сети и перехватывать передаваемые по сети пакеты, то он может посылать их как собственные.
4.5. Персональные средства аутентификации
В ИС с более высокими требованиями к защищенности информации
отмеченные недостатки парольной аутентификации могут быть устранены
путем применения различных интеллектуальных замково-ключевых
устройств, которые образовали класс так называемых персональных средств
идентификации (или просто – персональных идентификаторов). В них, по
существу, совмещаются два типа идентификатора: парольного и персонального. Пользователь показывает, что он знает пароль или PIN-код (англ. PIN
– personal identification number) – персональный идентификационный номер,
являющийся секретным, и имеет определенный персональный идентификатор. Поэтому такие системы идентификации/аутентификации называют
также двухфакторными. Основными типами персональных идентификаторов, применяемых в настоящее время для доступа в ИС, являются:
смарт-карты;
USB-токены;
OTP-токены;
гибридные токены;
Bluetooth-токены.
Смарт-карта представляет собой пластиковую карточку, подобную
банковской. При проведении процедуры аутентификации ее необходимо
вставить в специальное считывающее устройство. Носителем ключевой
информации является специальная бескорпусная микросхема. Смарткарты выпускаются в двух вариантах исполнения: содержащие только память для хранения ключевой информации (простые смарт-карты) или память и микропроцессор (интеллектуальные смарт-карты). Последние позволяют реализовывать достаточно сложные процедуры аутентификации,
включая криптооперации. Для проведения процедуры идентификации/аутентификации требуется вставить смарт-карту в специальное считывающее устройство и ввести пароль.
4. Методы и средства аутентификации
56
Возможность использования смарт-карт только при наличии в ИС
специального считывающего устройства ограничивает их применение.
USB-токены (от англ. electronic – электронный и англ. token – признак, жетон) представляют собой миниатюрное электронное устройство,
являющееся аналогом смарт-карты и отличающееся от последней только
формой исполнения, ориентированной на подключение к USB-порту компьютера. Как и смарт-карты USB-токены выпускаются в двух вариантах
исполнения: содержащие только память для хранения ключевой информации или память и микропроцессор. Возможность подключения к USBпорту компьютера резко расширила сферу применения USB-токенов в ИС.
USB-токены часто оформлены в виде брелоков. Некоторые предназначены для хранения криптографических ключей, таких как электронная
цифровая подпись или биометрические данные (например, папиллярный
узор пальца). В USB-токенах может быть встроена защита от взлома. Есть
токены со встроенной мини-клавиатурой для ввода PIN-кода или же кнопка
вызова процедуры генерации ключа и дисплей для вывода сгенерированного ключа.
OTP-токены (англ. One-Time Password) предназначены для использования одноразовых паролей, которые генерируются с помощью самого
токена. Внутри OTP-токена размещен секретный ключ пользователя, который продублирован на сервере аутентификации. В сеансе аутентификации
пользователь вводит одноразовый пароль, созданный с помощью OTP-токена. Сервер аутентификации в свою очередь генерирует очередной одноразовый пароль по установленной схеме порождения одноразовых паролей. Пароли пользователя и сервера сравниваются и выносится решение о
предоставлении доступа. В отличие от смарт-карт и USB-токенов пользователю не требуется соединять токен с компьютером, что является его преимуществом. Однако отсутствие связи с ИС требует использования встроенной батарейки питания. Учитывая защищенное исполнение OTP-токена,
препятствующее его вскрытию, и как следствие невозможность замены батарейки, ограничивает время жизни этих устройств (три-четыре года).
Гибридные токены. Эти устройства появились на рынке относительно
недавно. Они сочетают в себе функциональность USB- и OTP-токенов. С их
помощью можно организовать процесс двухфакторной аутентификации с
подключением к USB-порту, так и бесконтактной аутентификации в тех слу-
4.6. Биометрические средства аутентификации
57
чаях, когда USB-порт оказывается недоступным. Следует заметить, что гибридные токены, обладающие функциональностью USB-токенов со встроенным чипом и OTP-токенов, соответствуют наивысшему уровню гибкости и
безопасности в классе персональных средств аутентификации.
Bluetooth-токены (Рутокены ЭЦП Bluetooth). Не все современные
планшеты и телефоны имеют USB-вход, таким образом, хранение ключей
электронной подписи на USB-токенах ограничивает возможности их использования. Удобным решением в таких случаях является использование
Рутокенов ЭЦП Bluetooth. Эти устройства обладают беспроводным интерфейсом Bluetooth для передачи сгенерированной последовательности ключей на клиентскую систему. Рутокен ЭЦП Bluetooth работает в двух режимах: при подключении по USB-интерфейсу он функционирует как USB-токен ЭЦП и заряжает встроенный аккумулятор, а в Bluetooth-режиме появляется возможность полноценной работы со смартфонами и планшетами
на платформах Android и iOS. Решение предназначено для безопасного
хранения и использования ключей электронной подписи. Технология реализована таким образом, что закрытый ключ электронной подписи никогда
не покидает пределы устройства. А безопасность подключения
по Bluetooth-каналу обеспечивается шифрованием радиоканала российскими криптоалгоритмами.
Двухфакторные средства аутентификации исключают возможность
для злоумышленника подобрать, подсмотреть или перехватить пароль для
входа в систему, тем самым надежность идентификации/аутентификации
резко возрастает. Однако остается опасность того, что аутентификатор
можно потерять, или его могут украсть.
4.6. Биометрические средства аутентификации [22]
Чтобы исключить опасность утраты персонального средства аутентификации, необходимо использовать такие ключи доступа, которые не могут быть использованы отдельно от их носителя. Этому требованию отвечает только использование в качестве ключевого материала биометрических параметров и поведенческих характеристик конкретного человека.
Ранее применение биометрических систем контроля доступа из-за
их высокой сложности и стоимости было доступно лишь государственным
4. Методы и средства аутентификации
58
структурам и мощным транснациональным корпорациям. Сегодня развитие биометрических технологий сделало подобное оборудование доступным для широкого круга организаций и пользователей, нуждающихся в
надежном контроле доступа к важной информации.
Биометрические средства аутентификации (БСА) по сравнению с
традиционными средствами аутентификации имеют ряд неоспоримых преимуществ:
биометрические признаки очень трудно фальсифицировать;
уникальность биометрических признаков обеспечивает очень вы-
сокую достоверность аутентификации;
биометрический идентификатор нельзя забыть или потерять, он яв-
ляется неотъемлемой частью личности.
В соответствии с типом используемых биометрических признаков
БСА делятся на два вида – статические и динамические:
статические БСА используют определенные анатомические (ста-
тические) параметры личности, являющиеся ее уникальным свойством,
данным от рождения и неотъемлемым от нее в течение всей жизни (папиллярный рисунок пальцев, геометрия лица и кистей рук, рисунок радужной
оболочки глаза и др.);
динамические БСА используют некоторые поведенческие (дина-
мические) особенности личности, возникающие в процессе подсознательного воспроизведения какого-либо хорошо заученного действия (голоса,
рукописи, работы на клавиатуре и др.).
В классе статической биометрии в настоящее время практическое
применение получили БСА, использующие в качестве физиологических
параметров личности:
папиллярный рисунок пальцев рук;
рисунок кровеносных сосудов глазного дна (сетчатка);
рисунок радужной оболочки глаза (радужка);
геометрия кисти руки;
рисунок вен кисти руки;
геометрия лица;
рисунок лицевых артерий и вен.
Основным преимуществом статической биометрии является ее от-
носительная независимость от психологического состояния пользователей,
4.6. Биометрические средства аутентификации
59
малые затраты усилий пользователей и, как следствие, – возможность организации биометрической идентификации больших потоков людей. Так,
например, для проходных крупных предприятий идеальной является статическая идентификация пользователей по особенностям геометрии лица.
Недостатком статической биометрии является открытость биометрических признаков, что создает потенциальную возможность их фальсификации (хотя и весьма трудоемкую).
В классе динамической биометрии в настоящее время практическое
применение получили БСА, использующие в качестве образа личности динамические параметры процесса заученного воспроизведения некоторой
фразы (обычно парольной), реализуемой с помощью:
голоса;
рукописи;
клавиатурного набора.
Главным достоинством систем динамической биометрии является
их относительно низкая стоимость. Это обусловлено тем, что они могут
быть построены или исключительно программными средствами (клавиатурные БСА), или с использованием стандартных уже имеющихся на компьютере средств мультимедиа (графического планшета или звуковой карты
и микрофона). Поэтому стоимость динамических БСА фактически определяется только стоимостью дополнительного программного обеспечения.
Еще одним важным достоинством динамической биометрии является возможность сохранения образа личности (эталона биометрических
параметров личности) в тайне, а в случае его дискредитации, – возможность быстрой смены этого образа за счет смены парольной фразы. Статический образ личности (например, папиллярный рисунок пальцев) нельзя
сохранить в тайне или изменить, он дан личности единожды и навсегда.
Как недостаток биометрических систем этого класса следует отметить то, что на их работу влияет психофизическое состояние личности (испуг, стресс, психотропные препараты др.). Вместе с тем указанный недостаток динамических БСА, как таковой, проявляется лишь по отношению
к статическим БСА. Существуют области применения динамической биометрии, где выявление отклонения психофизического состояния личности
от нормы может быть продуктивно использовано. Например, необремени-
4. Методы и средства аутентификации
60
тельный допуск к работе людей определенных профессий, характеризующихся высокой ценой ошибки (пилоты, диспетчеры воздушного и железнодорожного транспорта, операторы атомных станций и крупных химических производств, дежурные офицеры стратегических систем вооружений
и военной техники и др.). Также установлено, что отклонения психофизического состояния личности от нормы возникают при совершении личностью различных неправомерных действий. Это обстоятельство также может эффективно использоваться, например, для выявления инсайдеров (легальных пользователей информационных систем, осуществляющих правонарушения в ИС), в биометрических аналогах полиграфа и т.п.
В биометрии применяют два аутентификационных метода:
1. Верификация – это процедура аутентификации личности, предъ-
явившей БСА свои биометрические параметры и некоторый дополнительный уникальный идентификатор ID. По дополнительному идентификатору
БСА извлекает из биометрической базы данных всех зарегистрированных
пользователей соответствующие данной личности эталонные биометрические параметры (биометрический эталон) и сравнивает их с предъявленными личностью биометрическими параметрами. Совпадение свидетельствует о том, что личность является той, за которую себя выдает.
2. Идентификация, в отличие от верификации, основана только на
биометрических измерениях. БСА измеряет предъявленные личностью
биометрические параметры и сравнивает их со всеми записями из биометрической базы данных зарегистрированных пользователей (а не только с
одной из них, выбранной на основании идентификатора). Результатом работы БСА в этом случае является ответ на вопрос – зарегистрирована данная личность в базе данных или нет?
С позиции теории распознавания образов верификация соответствует
задаче классификации входных образов на два класса: «свой», «чужой» (сопоставление 1:1), а идентификация соответствует задаче классификации
входных образов на m + 1 классов: «пользователь 1», «пользователь 2», …,
«пользователь m» и «любой не зарегистрированный пользователь».
Биометрическая идентификация в отличие от верификации может
рассматриваться как «чистая» биометрическая аутентификация, но ее гораздо сложнее реализовать и применять: каждый предъявленный биомет-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]