Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Введение в информационную безопасность основы, методы, задачи. Практикум
.pdf
51
7. Пара {e, n} публикуется в качестве открытого ключа RSA (RSA
public key).
8. Находится d по формуле
.
Поиск осуществляется путем последовательного увеличения k на
1: 1, 2, 3, ... до тех пор, пока не будет получено целое число d. Подбор k
удобнее проводить в табличном процессоре Excel.
9. Пара {d, n} играет роль закрытого ключа RSA (RSA private key)
и держится в секрете.
Далее проводится шифрование. RSA-шифрование сообщения T
выполняется с помощью открытого ключа получателя (e, n) по формуле
,
где Ti и Ci – числовые эквиваленты символов исходного и зашифрованного сообщений соответственно, которые можно сопоставить по табл. 3.5.
Таблица 3.5
Числовые эквиваленты русских букв, цифр и символа пробела
Число
Символ
Число
Символ
Число
Символ
Число
Символ
1 А 12 К 23 Х 34
Пробел
2 Б 13 Л 24 Ц 35
0
3 В 14 М 25 Ч 36
1
4 Г 15 Н 26 Ш 37
2
5 Д 16 О 27 Щ 38
3
6 Е 17 П 28 Ъ 39
4
7 Ё 18 Р 29 Ы 40
5
8 Ж 19 С 30 Ь 41
6
9 З 20 Т 31 Э 42
7
10 И 21 У 32 Ю 43 8 11 Й 22 Ф 33 Я 44
9
Расшифровка RSA-закодированного сообщения T выполняется
с помощью закрытого ключа получателя (d, n) по формуле
.
Задание
1. Найдите параметры n, φ(n), e.
2. Произведите шифрование отправляемого сообщения, а также
расшифровку получаемого сообщения по алгоритму RSA в соответствии с вариантом (табл 3.6).
52
3. Заполните табл. 3.7.
4. Расшифруйте сообщение из табл. 3.8, для кодирования кото-
рого применялся открытый ключ пары ключей обучающего, полученный при выполнении предыдущей работы.
5. Заполните табл. 3.9.
Таблица 3.6
Варианты для выполнения задания
Номер варианта
p
q
Слово для шифрования
1
13
19
Детерменированость.
Конфиденциальность
2
29
73
Самоорганизация.
Коннекционизм
3
17
29
Кардинальность.
Доступность
4
23
61
Целостность.
Операция «Ультра»
Таблица 3.7
Таблица шифрования сообщения
Символ исходного сообщения Ti
Код символа из табл. 3.6
Таблица 3.8
Варианты задания для расшифровки сообщения
Вариант
Криптограмма
1
55, 1, 183, 173, 115, 1, 242, 213, 1, 71, 71, 230, 43
e = 17
2
1867, 862, 139, 967, 506, 519, 139, 967, 506, 519, 139, 1805, 1226, 1330,
1771, 1805, 262
е = 109
3
413, 17, 346, 373, 240, 377, 187, 26, 346, 399, 240, 346
е = 53
4
66, 1169, 80, 317, 1360, 738, 447, 76, 761, 1109, 1132, 257, 443, 1346, 1,
1360, 1169, 22, 1234
е = 181
Таблица расшифровки сообщения
Зашифрованные коды
символов Ci
Дешифрованные коды
символов Ti
Символы исходного
сообщения, Ti
Оформите отчет по данному заданию согласно требованиям, приведенным в практическом задании 1.1.
П р а к т и ч е с к о е з а д а н и е 3.4
ЭЛЕКТРОННАЯ ЦИФРОВАЯ ПОДПИСЬ
Таблица 3.9
Цель: изучение и практическое освоение механизмов цифровой
подписи с использованием алгоритмов RSA и ЭЦП ГОСТ Р34.10-2001;
демонстрация важности целостности данных при их проверке на подлинность.
Краткие сведения для выполнения задания
Для алгоритма электронной подписи по ГОСТ Р 34.10-2001 выберите следующие параметры: p = 22921, q = 191, a = 9281. Секретный
ключ пользователя (автора документа) h = 100. Найдите открытый
ключ, вычислите и проверьте подпись для того же сообщения «с новым
годом», используя ту же хеш-функцию, что и в прошлом задании.
Для выполнения задания используйте онлайн-калькулятор (по
ссылке: https://planetcalc.com/8326/) или аналогичный, после чего зашифруйте сообщение, получите цифровую подпись и выполните ее
проверку. Затем внесите изменения в подписанное сообщение, заменив
одну или несколько букв. После этого снова выполните проверку подписи для искаженного сообщения. Наконец, запишите полученные результаты проверок и покажите различия между ними.
Для проверки электронной подписи по ГОСТ Р 34.10-2001 восполь-
зуйтесь онлайн-калькулятором хеш-функций (например, Hash Calculator
Online). Затем введите сообщение = с новым годом и выберите метод
sha256. Получите значение хеш-функции и возьмите три старшие,
53
идущие подряд десятичные цифры (например, если sha256 = 03f9a73f ...,
то sha256_3 = 039). Используя параметры p = 22921, q = 191, a = 9281
и секретный ключ h = 100, вычислите открытый ключ и подпись. Проверьте подпись для сообщения с полученным значением хеш-функции.
Задание
1. Вычислите подпись для сообщения m = Информационная бе-
зопасность (для системы RSA с параметрами пользователя P = 131,
Q = 227, d = 3 и секретного ключа c, найденного в прошлом задании).
2. Осуществите проверку подписи.
3. Внесите ошибку/искажение (т. е. заменить один или несколько
символов в сообщении, например информационная без-сть) в подписанный документ.
4. Выполните повторную проверку подписи и продемонстрируете
ее несовпадение с изначальной подписью.
Оформите отчет по данному заданию согласно требованиям, приведенным в практическом задании 1.1.
54
4 . П Р А К Т И Ч Е С К И Е А С П Е К Т Ы О Б Е С П Е Ч Е Н И Я
КИБ Е Р Б Е З О П А С Н О С Т И
В данной главе рассматривается теоретическая основа ключевых
тем, связанных с функционированием компьютерных сетей, защитой
операционных систем, анализом угроз и методами их предотвращения.
Краткий обзор каждого направления позволит глубже понять механизмы работы сетей, операционных систем и используемых инструментов безопасности.
Интернет представляет собой огромную сеть компьютеров, которая соединяет миллионы устройств по всему миру. Благодаря интернету люди обмениваются информацией, общаются, получают доступ
к различным ресурсам:
– веб-сайтам;
– электронной почте;
– видеосюжетам;
– музыкальным клипам и др.
Интернет основан на передаче данных по специальным протоколам. Устройства могут взаимодействовать между собой даже на больших расстояниях – между городами и странами. Интернет предоставляет доступ к информации в любое время и в любом месте. Основой его
развития служит расширение инфраструктуры за счет включения новых компонентов, напоминающее ветвление растительного организма,
но базирующееся на экономическом обмене ресурсами. Эта всемирная
глобальная сеть не принадлежит конкретной организации; оплачиваются только услуги провайдеров, предоставляющих доступ к сети.
Рост и развитие интернета происходят в трех направлениях:
1) аппаратном;
2) программном;
3) информационном.
Аппаратная часть включает компьютеры, сетевое оборудование
(шлюзы, маршрутизаторы, брандмауэры), линии связи (оптоволоконные, спутниковые), а также вспомогательные устройства. Устойчивость
интернета достигается за счет его децентрализованной структуры: выход из строя отдельных участков не нарушает функционирование системы в целом.
55
56
Программный компонент отвечает за совместимость оборудования
и передачу данных. Программы обеспечивают соблюдение сетевых протоколов, целостность информации, управление трафиком и защиту данных. Интернет имеет иерархическую архитектуру. Его ядро формируют
опорные сети, соединенные высокопроизводительными линиями связи,
к которым подключаются провайдеры, локальные сети организаций и отдельные пользователи. Использование ресурсов интернета сопровождается ограничениями прав собственности, что регулируется национальными и международными законами, включая защиту авторских прав.
Безопасность сетевой инфраструктуры, обычно применяемая
к корпоративным ИТ-средам, представляет собой процесс защиты базовой сетевой инфраструктуры путем установки превентивных мер для
предотвращения несанкционированного доступа, модификации, удаления и кражи ресурсов и данных.
Защита ИТ-инфраструктуры – это процесс принятия мер по защите информационной среды предприятия. Данная инфраструктура
включает в себя все технологии в рамках бизнеса: любые сети, соответствующее программное обеспечение, аппаратные компоненты, серверы
или рабочие станции. ИТ-инфраструктура организации не ограничивается технологиями внутри ее объектов, используя все, что можно подключить к внутренней сети. Например, облачные ресурсы или устройства IoT. Усилия по защите ИТ-инфраструктуры направлены на снижение риска подобных атак с помощью контрмер, таких как предотвращение и обнаружение вторжений, мониторинг безопасности, шифрование
данных, управление конфигурацией.
Данные усилия по защите ИТ-инфраструктуры позволят клиентам:
– снизить риски в области безопасности;
– уменьшить количество инцидентов безопасности;
– снизить потери от инцидентов безопасности;
– обеспечить стабильный и безопасный доступ к сети.
Информационные технологии сталкиваются с различными видами опасностей, включая внутренние нарушения и внешние атаки, целью которых является хищение данных, повреждение информации
либо захват управления инфраструктурой. Нарушения безопасности
могут нанести вред любой организации, замедлить или приостановить
ее повседневную работу и нанести значительный ущерб репутации.
Основные принципы и инструменты кибербезопасности показаны на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Принципы и инструменты кибербезопасности
57
58
Злоумышленники и вредоносные приложения представляют наибольшую угрозу безопасности сетевой инфраструктуры. Хакеры пытаются получить контроль над компонентами инфраструктуры, необходимыми для сетевой связи, включая маршрутизаторы, брандмауэры, коммутаторы, серверы, балансировщики нагрузки, системы обнаружения
вторжений (IDS), систему доменных имен (DNS) и системы хранения.
Каждая из этих систем – точка входа для хакеров, которые хотят разместить вредоносное программное обеспечение в целевых сетях.
Операционные системы (ОС) являются фундаментальной частью
любого вычислительного устройства, обеспечивая управление аппаратными ресурсами, выполнение прикладных программ и безопасное взаимодействие с оборудованием. Microsoft Windows и Linux занимают
лидирующие позиции среди остальных операционных систем, активно
применяемых в различных областях. Однако их модели безопасности
значительно различаются, что оказывает влияние на выбор ОС для корпоративных и частных нужд.
Модель безопасности Windows базируется на интеграции процессов пользовательского режима и режима ядра. Ее основные компоненты включают:
– монитор обращений (SRM), применяющий политики безопасности на уровне ядра и управляющий правами доступа к объектам системы;
– службу проверки подлинности (Lsass), отвечающую за управление политиками безопасности, аутентификацию пользователей и отправку аудита в журнал событий;
– базы данных LSA и SAM, содержащие параметры политики
безопасности, информацию о пользователях и группах;
– ActiveDirectory, используемую для централизованного управле-
ния объектами в домене, включая пользователей, компьютеры и их
права доступа;
– пакеты аутентификации (например, Kerberos и MSV1_0), реализующие аутентификацию пользователей.
Windows активно использует списки контроля доступа (DACL
и SACL), обеспечивающие гибкое управление правами пользователей
и мониторинг операций над объектами.
В Linux модель безопасности базируется на сочетании модулей,
процессов и системных библиотек, обеспечивающих строгий контроль
доступа. Ее основные компоненты включают:
– PAM (Pluggable Authentication Modules), управляющие аутентификацией пользователей и настройками безопасности;
59
– списки контроля доступа (ACL), реализующие дискреционный
(DAC) и мандатный (MAC) контроль доступа; MAC дополнительно
усиливает безопасность, ограничивая доступ к объектам в зависимости
от их меток;
– SELinux и AppArmor, модули безопасности ядра, защищающие
систему от уязвимостей и эксплойтов.
Важным аспектом безопасности операционной системы Linux является разнообразие дистрибутивов, что усложняет разработку универсальных эксплойтов и снижает привлекательность платформы для злоумышленников.
Обе системы используют уникальные идентификаторы для объектов. В Windows это – SID (Security Identifier), который находится в реестре, тогда как Linux использует UID, хранящийся в файлах /etc/passwd.
Маркеры доступа в Windows содержат дополнительные ограничения, такие как DACL и привилегии пользователя, в то время как Linux применяет DAC и MAC, не храня ограничения в маркерах.
Имперсонализация в Windows реализуется через замену токена доступа сервера на токен клиента, что позволяет серверу временно «выдавать себя» за клиента. В Linux механизм setUID/setGID выполняет схожую функцию, но более уязвим к эксплуатации, так как сервер может
предоставить клиенту доступ к ресурсам, недоступным напрямую.
Операционная система Linux изначально проектировалась с акцентом на безопасность. Среди ее основных преимуществ:
– открытый исходный код, который позволяет сообществу быстро
находить и устранять уязвимости;
– строгая модель привилегий, ограничивающая root-доступ и минимизирующая возможности распространения вредоносного ПО;
– высокая настройка безопасности ядра, включая поддержку UEFI
Secure Boot, Kernel Lockdown, SELinux и AppArmor;
– диверсификация дистрибутивов, которая уменьшает вероятность
успешной атаки на масштабные системы.
Windows же из-за своей популярности является основной целью
кибератак. Закрытый исходный код и однородная архитектура затрудняют оперативное устранение уязвимостей. Подход Microsoft, известный
как «безопасность через неясность», ограничивает доступ к исходному
коду, что снижает возможности стороннего аудита безопасности.
Выбор между операционными системами Windows и Linux зависит от целей и требований безопасности. Linux предлагает более гибкую
и устойчивую платформу благодаря своей архитектуре, открытости
60
и поддержке сообщества. Windows же предоставляет мощные встроенные инструменты управления безопасностью, но требует более строгих
административных мер для защиты от угроз. Компании, ориентированные на минимизацию рисков и максимальную безопасность, чаще отдают предпочтение Linux.
Современные угрозы безопасности включают не только уязвимости ОС, но и различные методы социальной инженерии, такие как фишинговые атаки. Анализ фишинговых угроз и разработка эффективных
методов защиты от них становятся важной частью корпоративной безопасности. Дополнительно, цифровая криминалистика играет ключевую
роль в расследовании инцидентов безопасности, включая сбор, анализ
и документирование цифровых доказательств. Рассмотрим основные аспекты данных направлений.
Фишинг (phishing) представляет собой метод кражи данных с ис-
пользованием различных техник, направленных на обман пользователя
через интернет-среду. Впервые данный термин появился в 1994 г., когда
группа хакеров использовала методы социальной инженерии для получения номеров кредитных карт через сервис AOL. Со временем злоумышленники усовершенствовали свои подходы, создав программы
и автоматизированные инструменты, такие как AOHell, для упрощения
и ускорения этого процесса.
Одним из наиболее распространенных видов фишинга является
атака через электронную почту, где злоумышленники используют
письма, содержащие ложные ссылки или вложения, которые приводят
к фальшивым веб-сайтам. Основной задачей подобных писем является
побуждение пользователя совершить действие, которое приводит к раскрытию личных данных или установке вредоносного ПО.
Для повышения эффективности современные фишинговые атаки
могут использовать различные каналы, включая СМС, телефонные
звонки, а также фальшивые веб-сайты, которые создаются с целью выманивания информации от жертвы.
Фарминг (pharming) – это похожий на фишинг тип онлайн-мошенничества, когда злоумышленники создают поддельные веб-сайты
и перенаправляют туда трафик легального веб-сайта, чтобы заполучить
конфиденциальную информацию пользователей.
Для защиты от фишинговых атак необходимо, прежде всего, повышать осведомленность пользователей, обучая их внимательности
при проверке электронных писем и ссылок, а также соблюдения правил
безопасного ввода конфиденциальных данных. Важную роль играют
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]