Лекция 11 Основы защиты информации
Лекция 13 Компьютерные сети. Основы и методы защиты информации
Содержание
Объекты и элементы защиты в компьютерных системах обработки данных
Средства опознания и разграничения доступа к информации
Криптографический метод защиты информации
Основы защиты информации
Защита информации – это применение различных средств и методов, использование мер и осуществление мероприятий для того, чтобы обеспечить систему надежности передаваемой, хранимой и обрабатываемой информации.
Защита информации включает в себя:
• обеспечение физической целостности информации, исключение искажений или уничтожения элементов информации;
• недопущение подмены элементов информации при сохранении ее целостности;
• отказ в несанкционированном доступе к информации лицам или процессам, которые не имеют на это соответствующих полномочий;
• приобретение уверенности в том, что передаваемые владельцем информационные ресурсы будут применяться только в соответствии с обговоренными сторонами условиями.
Процессы по нарушению надежности информации подразделяют на случайные и злоумышленные (преднамеренные). Источниками случайных разрушительных процессов являются непреднамеренные, ошибочные действия людей, технические сбои. Злоумышленные нарушения появляются в результате умышленных действий людей.
Проблема защиты информации в системах электронной обработки данных возникла практически одновременно с их созданием. Ее вызвали конкретные факты злоумышленных действий над информацией.
Имеется достаточно много способов несанкционированного доступа к информации, в том числе:
• просмотр;
• копирование и подмена данных;
• ввод ложных программ и сообщений в результате подключения к каналам связи;
• чтение остатков информации на ее носителях;
• прием сигналов электромагнитного излучения и волнового характера;
• использование специальных программ.
Для борьбы со всеми этими способами несанкционированного доступа необходимо разрабатывать, создавать и внедрять многоступенчатую непрерывную и управляемую архитектуру безопасности информации. Защищать следует не только информацию конфиденциального содержания. На объект защиты обычно действует некоторая совокупность дестабилизирующих факторов. При этом вид и уровень воздействия одних факторов могут не зависеть от вида и уровня других.
Объекты и элементы защиты в компьютерных системах обработки данных
Объект защиты – это такой компонент системы, в котором находится защищаемая информация. Элементом защиты является совокупность данных, которая может содержать необходимые защите сведения.
При деятельности компьютерных систем могут возникать:
• отказы и сбои аппаратуры;
• системные и системотехнические ошибки;
• программные ошибки;
• ошибки человека при работе с компьютером.
Несанкционированный доступ к информации возможен во время технического обслуживания компьютеров в процессе прочтения информации на машинных и других носителях. Незаконное ознакомление с информацией разделяется на пассивное и активное. При пассивном ознакомлении с информацией не происходит нарушения информационных ресурсов и нарушитель может лишь раскрывать содержание сообщений. В случае активного несанкционированного ознакомления с информацией есть возможность выборочно изменить, уничтожить порядок сообщений, перенаправить сообщения, задержать и создать поддельные сообщения.
Для обеспечения безопасности проводятся разные мероприятия, которые объединены понятием «система защиты информации».
Система защиты информации – это совокупность организационных (административных) и технологических мер, программно-технических средств, правовых и морально-этических норм, которые применяются для предотвращения угрозы нарушителей с целью сведения до минимума возможного ущерба пользователям и владельцам системы.
Организационно-административными средствами защиты называется регламентация доступа к информационным и вычислительным ресурсам, а также функциональным процессам систем обработки данных. Эти средства защиты применяются для затруднения или исключения возможности реализации угроз безопасности. Наиболее типичными организационно-административными средствами являются:
• допуск к обработке и передаче охраняемой информации только проверенных должностных лиц;
• хранение носителей информации, которые представляют определенную тайну, а также регистрационных журналов в сейфах, недоступных для посторонних лиц;
• учет применения и уничтожения документов (носителей) с охраняемой информацией;
• разделение доступа к информационным и вычислительным ресурсам должностных лиц в соответствии с их функциональными обязанностями.
Технические средства защиты применяются для создания некоторой физически замкнутой среды вокруг объекта и элементов защиты. При этом используются такие мероприятия, как:
• ограничение электромагнитного излучения через экранирование помещений, в которых осуществляется обработка информации;
• реализация электропитания оборудования, отрабатывающего ценную информацию, от автономного источника питания или общей электросети через специальные сетевые фильтры.
Программные средства и методы защиты являются более активными, чем другие применяемые для защиты информации в ПК и компьютерных сетях. Они реализуют такие функции защиты, как разграничение и контроль доступа к ресурсам; регистрация и изучение протекающих процессов; предотвращение возможных разрушительных воздействий на ресурсы; криптографическая защита информации.
Под технологическими средствами защиты информации понимаются ряд мероприятий, органично встраиваемых в технологические процессы преобразования данных. В них также входят:
• создание архивных копий носителей;
• ручное или автоматическое сохранение обрабатываемых файлов во внешней памяти компьютера;
• автоматическая регистрация доступа пользователей к различным ресурсам;
• выработка специальных инструкций по выполнению всех технологических процедур и др.
Правовые и морально-этические меры и средства защиты включают в себя действующие в стране законы, нормативные акты, регламентирующие правила, нормы поведения, соблюдение которых способствует защите информации.
Средства опознания и разграничения доступа к информации
Идентификацией называется присвоение тому или иному объекту или субъекту уникального имени или образа. Аутентификация – это установление подлинности объекта или субъекта, т. е. проверка, является ли объект (субъект) тем, за кого он себя выдает.
Конечная цель процедур идентификации и аутентификации объекта (субъекта) заключается в допуске его к информации ограниченного пользования в случае положительной проверки либо отказе в допуске при отрицательном результате проверки.
Объекты идентификации и аутентификации включают в себя: людей (пользователей, операторов); технические средства (мониторы, рабочие станции, абонентские пункты); документы (ручные, распечатки); магнитные носители информации; информацию на экране монитора.
К наиболее распространенным методам аутентификации относятся присвоение лицу или другому имени пароля и хранение его значения в вычислительной системе. Паролем называется совокупность символов, которая определяет объект (субъект).
Пароль как средство обеспечения безопасности способен использоваться для идентификации и установления подлинности терминала, с которого входит в систему пользователь, а также для обратного установления подлинности компьютера по отношению к пользователю.
С учетом важности пароля как средства повышения безопас – ности информации от несанкционированного использования необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:
1) не хранить пароли в вычислительной системе в незашифрованном месте;
2) не печатать и не отображать пароли в открытом виде на терминале пользователя;
3) не применять в качестве пароля свое имя или имена родственников, а также личную информацию (дата рождения, номер домашнего или служебного телефона, название улицы);
4) не применять реальные слова из энциклопедии или толкового словаря;
5) использовать длинные пароли;
6) применять смесь символов верхнего и нижнего регистров клавиатуры;
7) применять комбинации из двух простых слов, соединенных специальными символами (например, +,=,<);
8) использовать несуществующие новые слова (абсурдные или даже бредового содержания);
9) как можно чаще менять пароль.
Для идентификации пользователей могут использоваться сложные в плане технической реализации системы, которые обеспечивают установление подлинности пользователя на основе анализа его индивидуальных параметров: отпечатков пальцев, рисунка линий руки, радужной оболочки глаз, тембра голоса. Наиболее широкое применение имеют физические методы идентификации, которые используют носители кодов паролей. Такими носителями могут быть пропуск в контрольно-пропускных системах; пластиковые карты с именем владельца, его кодом, подписью; пластиковые карточки с магнитной полосой, которая считывается специальным считывающим устройством; пластиковые карты, содержащие встроенную микросхему; карты оптической памяти.
Одним из наиболее интенсивно разрабатываемых направлений по обеспечению безопасности информации является идентификация и определение подлинности документов на основе электронной цифровой подписи. При передаче информации по каналам связи используется факсимильная аппаратура, но при этом к получателю приходит не подлинник, а только копия документа с копией подписи, которая в процессе передачи может быть подвергнута повторному копированию для использования ложного документа.
Электронная цифровая подпись представляет собой способ шифрования с использованием криптографического преобразования и является паролем, зависящим от отправителя, получателя и содержания передаваемого сообщения. Для того чтобы предупредить повторное использование подписи, ее необходимо менять от сообщения к сообщению.
Криптографический метод защиты информации
Наиболее эффективным средством повышения безопасности является криптографическое преобразование. Для того чтобы повысить безопасность, осуществляется одно из следующих действий:
1) передача данных в компьютерных сетях;
2) передача данных, которые хранятся в удаленных устройствах памяти;
3) передача информации при обмене между удаленными объектами.
Защита информации методом криптографического преобразования состоит в приведении ее к неявному виду через преобразование составных частей информации (букв, цифр, слогов, слов) с применением специальных алгоритмов либо аппаратных средств и кодов ключей. Ключ является изменяемой частью криптографической системы, хранящейся в тайне и определяющей, какое шифрующее преобразование из возможных выполняется в данном случае.
Для изменения (шифрования) используется некоторый алгоритм или устройство, реализующее заданный алгоритм. Алгоритмы могут быть известны широкому кругу лиц. Управление процессом шифрования происходит с помощью периодически меняющегося кода ключа, который обеспечивает каждый раз оригинальное представление информации в случае применения одного и того же алгоритма или устройства. При известном ключе можно относительно быстро, просто и надежно расшифровать текст. Без знания ключа эта процедура может стать практически невыполнимой даже при использовании компьютера.
К методам криптографического преобразования предъявляются следующие необходимые требования:
1) он должен быть достаточно устойчивым к попыткам раскрытия исходного текста с помощью использования зашифрованного;
2) обмен ключа не должен быть тяжел для запоминания;
3) затраты на защитные преобразования следует сделать приемлемыми при заданном уровне сохранности информации;
4) ошибки в шифровании не должны вызывать явную потерю информации;
5) размеры зашифрованного текста не должны превышать размеры исходного текста.
Методы, предназначенные для защитных преобразований, подразделяют на четыре основные группы: перестановки, замены (подстановки), аддитивные и комбинированные методы.
Компьютерные вирусы
Компьютерный вирус – это специально написанная программа, способная самопроизвольно присоединяться к другим программам (заражать их), создавать свои копии и внедрять их в файлы, системные области компьютера и другие объединенные с ним компьютеры в целях нарушения нормальной работы программ, порчи файлов и каталогов, а также создания разных помех при работе на компьютере.
Появление вирусов в компьютере определяется по следующим наблюдаемым признакам:
• уменьшение производительности работы компьютера;
• невозможность и замедление загрузки ОС;
• повышение числа файлов на диске;
• замена размеров файлов;
• периодическое появление на экране монитора неуместных сообщений;
• уменьшение объема свободной ОП;
• резкое возрастание времени доступа к жесткому диску;
• разрушение файловой структуры;
• загорание сигнальной лампочки дисковода, когда к нему нет обращения.
Основными путями заражения компьютеров вирусами обычно служат съемные диски (дискеты и CD-ROM) и компьютерные сети. Заражение жесткого диска компьютера может произойти в случае загрузки компьютера с дискеты, содержащей вирус.
По тому, какой вид среды обитания имеют вирусы, их классифицируют на загрузочные, файловые, системные, сетевые и файлово – загрузочные (многофункциональные).
Загрузочные вирусы внедряются в загрузочный сектор диска или в сектор, который содержит программу загрузки системного диска.
Файловые вирусы помещаются в основном в исполняемых файлах с расширением .СОМ и .ЕХЕ.
Системные вирусы внедряются в системные модули и драйверы периферийных устройств, таблицы размещения файлов и таблицы разделов.
Сетевые вирусы находятся в компьютерных сетях, а файлово-загрузочные – заражают загрузочные секторы дисков и файлы прикладных программ.
По пути заражения среды обитания вирусы разделяются на резидентные и нерезидентные.
Резидентные вирусы при заражении компьютера оставляют в ОП свою резидентную часть, которая после заражения перехватывает обращение ОС к другим объектам заражения, внедряется в них и выполняет свои разрушительные действия, которые могут привести к выключению или перезагрузке компьютера. Нерезидентные вирусы не заражают ОП компьютера и проявляют активность ограниченное время.
Особенность построения вирусов влияет на их проявление и функционирование.
Логическая бомба является программой, которая встраивается в большой программный комплекс. Она безвредна до наступления определенного события, после которого реализуется ее логический механизм.
Программы-мутанты, самовоспроизводясь, создают копии, явно отличающиеся от оригинала.
Вирусы-невидимки, или стелс-вирусы, перехватывают обращения ОС к пораженным файлам и секторам дисков и подставляют вместо себя незараженные объекты. Эти вирусы при обращении к файлам применяют достаточно оригинальные алгоритмы, позволяющие «обманывать» резидентные антивирусные мониторы.
Макровирусы используют возможности макроязыков, которые встроены в офисные программы обработки данных (текстовые редакторы, электронные таблицы).
По степени воздействия на ресурсы компьютерных систем и сетей, или по деструктивным возможностям, выделяют безвредные, неопасные, опасные и разрушительные вирусы.
Безвредные вирусы не оказывают патологического влияния на работу компьютера. Неопасные вирусы не разрушают файлы, однако уменьшают свободную дисковую память, выводят на экран графические эффекты. Опасные вирусы часто вызывают значительные нарушения в работе компьютера. Разрушительные вирусы могут привести к стиранию информации, полному или частичному нарушению работы прикладных программ. Важно иметь в виду, что любой файл, способный к загрузке и выполнению кода программы, является потенциальным местом, где может помещаться вирус.
Антивирусные программы
Широкое распространение компьютерных вирусов привело к разработке антивирусных программ, которые позволяют обнаруживать и уничтожать вирусы, «лечить» пораженные ресурсы.
Основой работы большинства антивирусных программ является принцип поиска сигнатуры вирусов. Вирусной сигнатурой называют некоторую уникальную характеристику вирусной программы, выдающую присутствие вируса в компьютерной системе. Чаще всего в антивирусные программы включается периодически обновляемая база данных сигнатур вирусов. Антивирусная программа изучает и анализирует компьютерную систему, а также проводит сравнение, отыскивая соответствие с сигнатурами в базе данных. Если программа находит соответствие, она старается вычистить обнаруженный вирус.
По способу работы антивирусные программы можно разделить на фильтры, ревизоры, доктора, детекторы, вакцины и др.
Программы-фильтры – это «сторожа», которые постоянно находятся в ОП. Они являются резидентными и перехватывают все запросы к ОС на выполнение подозрительных действий, т. е. операций, которые используют вирусы для своего размножения и порчи информационных и программных ресурсов в компьютере, в том числе для переформатирования жесткого диска. Среди них можно выделить попытки изменения атрибутов файлов, коррекции исполняемых СОМ– или ЕХЕ-файлов, записи в загрузочные секторы диска.
При каждом запросе на подобное действие на экран компьютера поступает сообщение о том, какое действие затребовано, и какая программа будет его выполнять. В этом случае пользователь должен либо разрешить, либо запретить его исполнение. Постоянное нахождение программ-«сторожей» в ОП существенно уменьшает ее объем, что является основным недостатком этих программ. К тому же программы-фильтры не способны «лечить» файлы или диски.
Программы-ревизоры являются надежным средством защиты от вирусов. Они запоминают исходное состояние программ, каталогов и системных областей диска при условии, что компьютер еще не был заражен вирусом. Впоследствии программа периодически сравнивает текущее состояние с исходным. При обнаружении несоответствий (по длине файла, дате модификации, коду циклического контроля файла) сообщение об этом появляется на экране компьютера.
Программа-доктор способна не только обнаруживать, но и «лечить» зараженные программы или диски. При этом она уничтожает зараженные программы тела вируса. Программы данного типа можно разделить на фаги и полифаги. Фаги – это программы, с помощью которых отыскиваются вирусы определенного вида. Полифаги предназначены для обнаружения и уничтожения большого числа разнообразных вирусов.
Программы-детекторы способны обнаруживать файлы, зараженные одним или несколькими известными разработчикам программ вирусами.
Программы-вакцины, или иммунизаторы, относятся к классу резидентных программ. Они модифицируют программы и диски так, что это не отражается на их работе. Однако вирус, от которого производится вакцинация, считает их уже зараженными и не внедряется в них. В настоящий момент разработано множество антивирусных программ, получивших широкое признание и постоянно пополняющихся новыми средствами для борьбы с вирусами.