30. Методы идентификации и аутентификации пользователя в информационных системах.

Идентификация пользователя – распознавание пользователя компьютерной системы на основании ранее заданного описания. Идентификация имеет целью определение полномочий пользователя (права доступа к данным и выбора режима их использования).

Аутентификация пользователя – процедура проверки прав пользователя на доступ к информации или на выполнение определенных действий.

Идентификация позволяет пользователю назвать себя (сообщить свое имя). Посредством аутентификации вторая сторона убеждается, что субъект действительно тот, за кого он себя выдает ("проверка подлинности").

Аутентификация бывает односторонней и двусторонней (взаимной). Пример односторонней аутентификации – процедура входа пользователя в систему.

3 группы способов аутентификации:

1. основанные на том, что пользователь знает некоторую подтверждающую его подлинность информацию. Это парольная аутентификация и аутентификация на основе модели «рукопожатия».

2. основанные на том, что пользователь имеет некоторый материальный объект, который может подтвердить его подлинность (пластиковая карта с идентифицирующей пользователя информацией и т п) – программно-аппаратные методы

3. основанные на таких данных, которые позволяют однозначно считать, что пользователь и есть тот самый субъект, за которого себя выдает (биометрические данные, особенности клавиатурного почерка и росписи мыши и т п)

Парольная аутентификация

Общая информация

При выборе пароля необходимо руководствоваться двумя взаимоисключающими правилами: пароль должен трудно подбираться и легко запоминаться. Сложность подбора пароля определяется мощностью множества символов (N) и минимально возможной длиной пароля (k). Число всех возможных вариантов паролей С=N^k.

Другие параметры политики учетных записей пользователей:

1. max срок действия пароля;

2. несовпадение пароля с логическим именем пользователя;

3. неповторяемость паролей одного пользователя.

Еще один аспект политики учетных записей пользователей – определение противодействия системы попыткам подбора паролей. Правила:

1. ограничение числа попыток входа в систему;

2. скрытие логического имени последнего работавшего пользователя;

3. учет всех попыток входа в систему.

Реакция системы на неудачную попытку входа:

1. блокировка учетной записи за превышение max возможных попыток

2. нарастающее увеличение временной задержки перед предоставлением пользователю следующей попытки входа (постоянная блокировка учетной записи нецелесообразна, так как позволит нарушителю заблокировать работу легального пользователя)

Для первоначального ввода или для смены паролей используются два правила:

1. символы не отображаются на экране;

2. ввод пароля повторяется дважды.

Хранение пароля в базе данных осуществляется, как правило, в зашифрованном виде. Минусы:

• поскольку при шифровании необходимо использовать ключ, необходимо обеспечить его защищенное хранение

• опасность расшифрования любого пароля и получения его в открытом виде.

Виды парольной аутентификации:

1. с использованием многоразовых паролей;

2. с использованием одноразовых паролей. Пользователь получает список паролей Р1, Р2, … РN. Каждый из паролей действует только на один сеанс входа. В этом случае знание уже использовавшегося пароля ничего не даст злоумышленнику.

Недостатки: организация защищенного хранения длинного списка паролей, неясность с номером следующего пароля, если при вводе предыдущего вход в систему был не осуществлен из-за сбоя в работе системы. Эти недостатки могут быть устранены, если список паролей генерировать на основе необратимой функции, например, хеширования. Пусть Р – начальный пароль пользователя, а F – необратимая функция. Функция F применяется последовательно i раз для получения Pi : F^i(P) = F(F(…F(P)…)). Тогда список одноразовых паролей создается следующим образом: P1 = F^n (P), P2 = F^(n-1)(P), … , Pn = F(P). При сбое в процессе входа пользователя в систему всегда осуществляется выбор последующего пароля из спсика, а система последовательно применяется функцию F к введенному паролю до совпадения с последним принятым от него паролем или до превышения длины списка.

В любом варианте парольной аутентификации подтверждение подлинности осуществляется на основе ввода некоторой конфиденциальной информации, которую можно выманить, подобрать и т п. Аутентификация на основе модели «рукопожатия» во многом свободна от этих недостатков.

Аутентификация на основе модели «рукопожатия»

Пользователь П и система С согласовывают при регистрации пользователей функцию f, известную только им. Протокол аутентификации пользователя в этом случае выглядит следующим образом:

1. С: генерация случайного значения х, вычисление у = f(х), вывод х.

2. П: вычисление у’ = f ‘ (x), ввод y’.

3. C: если y и y’ совпадают, то пользователь допускается к работе в системе, иначе попытка входа в систему отклоняется.

К функции f предъявляется требование, чтобы по известным x и f(x) нельзя было угадать f.

Преимущества: между пользователем и системой не передается никакой конфиденциальной информации, каждый последующий сеанс входа отличен от предыдущего. Может использоваться в случае необходимости взаимного подтверждения пользователей компьютерной сети.

Недостатки: большая длительность этой процедуры по сравнению с парольной.

Сервер аутентификации Kerberos (и такой же протокол)

Предназначен для решения следующей задачи. Имеется открытая (незащищенная) сеть, в узлах которой сосредоточены субъекты – пользователи, а также клиентские и серверные программные системы. Каждый субъект обладает секретным ключом. Чтобы субъект C мог доказать свою подлинность субъекту S (без этого S не станет обслуживать C), он должен не только назвать себя, но и продемонстрировать знание секретного ключа. C не может просто послать S свой секретный ключ, во-первых, потому, что сеть открыта (доступна для пассивного и активного прослушивания), а, во-вторых, потому, что S не знает (и не должен знать) секретный ключ C. Требуется менее прямолинейный способ демонстрации знания секретного ключа.

Система Kerberos представляет собой доверенную третью сторону (то есть сторону, которой доверяют все), владеющую секретными ключами обслуживаемых субъектов и помогающую им в попарной проверке подлинности.

Чтобы с помощью Kerberos получить доступ к S (обычно это сервер), C (как правило – клиент) посылает Kerberos запрос, содержащий сведения о нем (клиенте) и о запрашиваемой услуге. В ответ Kerberos возвращает так называемый билет, зашифрованный секретным ключом сервера, и копию части информации из билета, зашифрованную секретным ключом клиента. Клиент должен расшифровать вторую порцию данных и переслать ее вместе с билетом серверу. Сервер, расшифровав билет, может сравнить его содержимое с дополнительной информацией, присланной клиентом. Совпадение свидетельствует о том, что клиент смог расшифровать предназначенные ему данные (ведь содержимое билета никому, кроме сервера и Kerberos, недоступно), то есть продемонстрировал знание секретного ключа. Значит, клиент – именно тот, за кого себя выдает. Подчеркнем, что секретные ключи в процессе проверки подлинности не передавались по сети (даже в зашифрованном виде) – они только использовались для шифрования.

Аутентификация с использованием программно-аппаратных средств

Программно-аппаратные средства:

-магнитные диски

-элементы Touch Memory (напоминает миниатюрную батарейку диаметром 16 мм и толщиной 3… 6 мм), включающие в себя энергозависимую память в виде постоянного запоминающегося устройства (ПЗУ), с уникальным для каждого изделия номером и (в более дорогих вариантах) оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) для хранения идентифицирующей пользователя информации, а также встроенный элемент питания со сроком службы до 10 лет

- пластиковые карты с магнитной полосой, на которой помимо ключевой информации могут размещаться и дополнительные реквизиты пользователя (ФИО, фотография и т п)

- карты со штрихкодом, покрытые непрозрачным составом, считывание информации с которых происходит в инфракрасных лучах (относительно дешевы, уязвимы для подделки)

- смарт-карты, носителем ключевой информации в которых является специальная бескорпусная микросхема, включающая в себя только память для хранения ключевой информации (простые смарт-карты) или микропроцессор (интеллектуальные карты), позволяющие реализовывать достаточно сложные процедуры аутентификации

- маркеры eToken (USB-брелки), представляющие собой подключаемое к USB-порту устройство, которое включает в себя аналогичное смарт-карте микросхему с процессором и защищенной от несанкционированного доступа памятью (в отличие от пластиковых карт не требуется установка устройства их чтения с кабелем для подключения этого устройства к компьютеру).

Аутентификация по биометрическим характеристикам

Биометрия представляет собой совокупность автоматизированных методов идентификации и/или аутентификации людей на основе их физиологических и поведенческих характеристик. К числу физиологических характеристик принадлежат особенности отпечатков пальцев, сетчатки и роговицы глаз, геометрия руки и лица и т.п.

В общем виде работа с биометрическими данными организована следующим образом. Сначала создается и поддерживается база данных характеристик потенциальных пользователей. Для этого биометрические характеристики пользователя снимаются, обрабатываются, и результат обработки (называемый биометрическим шаблоном) заносится в базу данных (исходные данные, такие как результат сканирования пальца или роговицы, обычно не хранятся).

В дальнейшем для идентификации (и одновременно аутентификации) пользователя процесс снятия и обработки повторяется, после чего производится поиск в базе данных шаблонов. В случае успешного поиска личность пользователя и ее подлинность считаются установленными. Для аутентификации достаточно произвести сравнение с одним биометрическим шаблоном, выбранным на основе предварительно введенных данных.

Наиболее распространенные – программно-аппаратные средства аутентификации пользователей по их отпечаткам пальцев, наиболее достоверные – основанные на характеристиках глаза, наиболее дешевые – на геометрической форме и размере лица пользователя или на тембре его голоса.

Для сравнения аутентификации пользователей на основе тех или иных биометрических характеристик применяют ошибки первого и второго рода. Вероятность ошибки первого рода (отказа в доступе к системе легального пользователя) составляет 10^(-6)… 10^(-3). Вероятность ошибки второго рода (допуска к работе в системе незарегистрированного пользователя) в современных системах биометрической аутентификации составляет 10^(-5)… 10^(-2).

Достоинства аутентификации пользователей по их биометрическим показателям:

- трудность фальсификации этих признаков; - высокая достоверность аутентификации из-за уникальности таких признаков;

- неотделимость биометрических признаков от личности пользователя.

Недостатки аутентификации пользователей по их биометрическим показателям:

- более высокая стоимость по сравнению с другими средствами аутентификации

- любая «пробоина» оказывается фатальной, так как если биометрические данные окажутся скомпрометированы, придется, как минимум, производить существенную модернизацию всей системы.

К поведенческим характеристикам относятся динамика подписи (ручной), стиль работы с клавиатурой. На стыке физиологии и поведения находятся анализ особенностей голоса и распознавание речи.

Рассмотрим процедуру аутентификации, основанной на росписи мышкой. Она состоит из следующих этапов:

-ввод росписи

-расчет числа точек и длины росписи

-получение числа и местоположения разрывов в линии росписи

-сглаживание линии росписи

-получение числа и местоположения замкнутых контуров

-сравнение полученных характеристик с эталонными

-принятие решения о допуске пользователя к работе в системе

Достоинства аутентификации пользователей по их росписи мышкой:

-возможность реализации этого способа только с помощью программных средств

Недостатки аутентификации пользователей по их росписи мышкой:

-меньшая достоверность аутентификации по сравнению с применением биометрических характеристик пользователя

-необходимость достаточно уверенного владения пользователем навыками работы с мышью.

Перспективным направлением развития способов аутентификации пользователей компьютерной системы, основанных на их личных особенностях, может стать подтверждение подлинности пользователя на основе его знаний и навыков, характеризующих уровень образования и культуры.