Основной недостаток этого метода заключается в том, что ключ должен быть известен и отправителю, и получателю. Это существенно усложняет процедуру назначения и распределения ключей между пользователями. Указанный недостаток послужил причиной разработки методов шифрования с открытым ключом – асимметричных методов.
Асимметричные методы используют два взаимосвязанных ключа: для шифрования и расшифрования. Один ключ является закрытым и известным только получателю. Его используют для расшифрования. Второй из ключей является открытым, т. е. он может быть общедоступным по сети и опубликован вместе с адресом пользователя. Его используют для выполнения шифрования. Схема функционирования данного типа криптосистемы показана на
рис. 4.2.3.
Рисунок 4.2.3.
В настоящее время наиболее известным и надежным является асимметричный алгоритм RSA (Rivest, Shamir, Adleman).
4.2.5. Механизм электронной цифровой подписи
Для контроля целостности передаваемых по сетям данных используется электронная цифровая подпись, которая реализуется по методу шифрования с открытым ключом.
Электронная цифровая подпись представляет собой относительно небольшое количество дополнительной аутентифицирующей информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом. Отправитель формирует цифровую подпись, используя секретный ключ отправителя. Получатель проверяет подпись, используя открытый ключ отправителя.
Идея технологии электронной подписи состоит в следующем. Отправитель передает два экземпляра одного сообщения: открытое и расшифрованное его закрытым ключом (т. е. обратно шифрованное). Получатель шифрует с помощью открытого ключа отправителя расшифрованный экземпляр. Если он совпадет с открытым вариантом, то личность и подпись отправителя считается установленной.
При практической реализации электронной подписи также шифруется не все сообщение, а лишь специальная контрольная сумма – хэш, защищающая послание от нелегального изменения. Электронная подпись здесь гарантирует как целостность сообщения
, так и удостоверяет личность отправителя.
Безопасность любой криптосистемы определяется используемыми криптографическими ключами. В случае
ненадежного управления ключами злоумышленник может завладеть ключевой информацией и получить полный доступ ко всей информации в системе или сети. Различают следующие виды функций управления ключами: генерация, хранение и распределение ключей.
Способы генерации ключей для симметричных и асимметричных криптосистем различны. Для генерации ключей симметричных криптосистем используются аппаратные и программные средства генерации случайных чисел. Генерация ключей для асимметричных криптосистем более сложна, так как ключи должны обладать определенными математическими свойствами.
Функция хранения предполагает организацию безопасного хранения, учета и удаления ключевой информации. Для обеспечения безопасного хранения ключей применяют их шифрование с помощью других ключей. Такой подход приводит к концепции иерархии ключей. В иерархию ключей обычно входит главный ключ (т. е. мастер-ключ), ключ шифрования ключей и ключ шифрования данных. Следует отметить, что генерация и хранение мастер-ключа является наиболее критическим вопросом криптозащиты.
Распределение – самый ответственный процесс в управлении ключами. Этот процесс должен гарантировать скрытность распределяемых ключей, а также быть оперативным и точным. Между пользователями сети ключи распределяют двумя способами:
-
с помощью прямого обмена сеансовыми ключами;
-
используя один или несколько центров распределения ключей.
4.2.6. Выводы по теме
-
Любая криптосистема включает: алгоритм шифрования, набор ключей, используемых для шифрования и систему управления ключами.
-
Криптосистемы решают такие проблемы информационной безопасности как обеспечение конфиденциальности, целостности данных, а также аутентификация данных и их источников.
-
Основным классификационным признаком систем шифрования данных является способ их функционирования.
-
В системах прозрачного шифрования (шифрование "на лету") криптографические преобразования осуществляются в режиме реального времени, незаметно для пользователя.
-
Классические криптографические методы делятся на два основных типа: симметричные (шифрование секретным ключом) и асимметричные (шифрование открытым ключом).
-
В симметричных методах для шифрования и расшифровывания используется один и тот же секретный ключ.
-
Асимметричные методы используют два взаимосвязанных ключа: для шифрования и расшифрования. Один ключ является закрытым и известным только получателю. Его используют для расшифрования. Второй из ключей является открытым, т. е. он может быть общедоступным по сети и опубликован вместе с адресом пользователя. Его используют для выполнения шифрования.
-
Для контроля целостности передаваемых по сетям данных используется электронная цифровая подпись, которая реализуется по методу шифрования с открытым ключом.
-
Электронная цифровая подпись представляет собой относительно небольшое количество дополнительной аутентифицирующей информации, передаваемой вместе с подписываемым текстом. Отправитель формирует цифровую подпись, используя секретный ключ отправителя. Получатель проверяет подпись, используя открытый ключ отправителя.
-
При практической реализации электронной подписи также шифруется не все сообщение, а лишь специальная контрольная сумма – хэш, защищающая послание от нелегального изменения. Электронная подпись здесь гарантирует как целостность сообщения, так и удостоверяет личность отправителя.
-
Безопасность любой криптосистемы определяется используемыми криптографическими ключами.
4.2.7. Вопросы для самоконтроля
-
Что входит в состав криптосистемы?
-
Какие составляющие информационной безопасности могут обеспечить криптосистемы?
-
Назовите классификационные признаки методов шифрования данных.
-
Поясните механизм шифрования "налету".
-
Как реализуется симметричный метод шифрования?
-
Как реализуется асимметричный метод шифрования?
-
Что понимается под ключом криптосистемы?
-
Какие методы шифрования используются в вычислительных сетях?
-
Что такое электронная цифровая подпись?
-
Какой метод шифрования используется в электронной цифровой подписи?
-
Чем определяется надежность криптосистемы?
4.2.8. Ссылки на дополнительные материалы (печатные и электронные ресурсы)
Основные: -
Галатенко В. А. Основы информационной безопасности. – М: Интернет-Университет Информационных Технологий – ИНТУИТ. РУ, 2003.
-
Грязнов Е., Панасенко С. Безопасность локальных сетей – Электрон. журнал "Мир и безопасность" № 2, 2003. – Режим доступа к журн.: www.daily.sec.ru.
-
Щербаков А. Ю. Введение в теорию и практику компьютерной безопасности. – М.: Издательство Молгачева С. В., 2001.
-
В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – СПб: Питер, 2000.
-
Медведовский И. Д., Семьянов П. В., Леонов Д. Г., Лукацкий А. В. Атака из Internet. – М.: Солон-Р, 2002.
-
Карпов Е. А., Котенко И. В., Котухов М. М., Марков А. С., Парр Г. А., Рунеев А. Ю. Законодательно-правовое и организационно-техническое обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем и информационно-вычислительных сетей / Под редакцией И. В. Котенко. – СПб.: ВУС, 2000.
-
Спортак Марк, Паппас Френк. Компьютерные сети и сетевые технологии. – М.: ТИД "ДС", 2002.
-
www.jetinfo.ru.
4.3.1. Введение
Цели изучения темы -
изучить методы разграничения доступа пользователей и процессов к ресурсам защищенной информационной системы.
Требования к знаниям и умениямСтудент должен знать:
-
методы разграничения доступа;
-
методы управления доступом, предусмотренные в руководящих документах Гостехкомиссии.
Студент должен уметь:
-
использовать методы разграничения доступа.
Ключевой терминКлючевой термин: разграничение доступа.
При разграничении доступа устанавливаются полномочия (совокупность прав) субъекта для последующего контроля санкционированного использования объектов информационной системы.
Второстепенные термины -
мандатное управление доступом;
-
дискретное управление доступом;
-
матрица полномочий;
-
уровень секретности и категория субъекта.
Структурная схема терминов
4.3.2. Методы разграничения доступа
После выполнения идентификации и аутентификации подсистема защиты устанавливает полномочия (совокупность прав) субъекта для последующего контроля санкционированного использования объектов информационной системы.
Обычно полномочия субъекта представляются:
списком ресурсов, доступным пользователю и
правами по доступу к каждому ресурсу из списка.
Существуют следующие методы разграничения доступа:
-
Разграничение доступа по спискам.
-
Использование матрицы установления полномочий.
-
Разграничение доступа по уровням секретности и категориям.
-
Парольное разграничение доступа.
При разграничении доступа по спискам задаются соответствия: каждому пользователю – список ресурсов и прав доступа к ним или каждому ресурсу – список пользователей и их прав доступа к данному ресурсу.
Списки позволяют установить права с точностью до пользователя. Здесь нетрудно добавить права или явным образом запретить доступ. Списки используются в подсистемах безопасности операционных систем и систем управления базами данных.
Пример (операционная система Windows 2000) разграничения доступа по спискам для одного объекта показан на
рис. 4.3.1.
Использование матрицы установления полномочий подразумевает применение матрицы доступа (таблицы полномочий). В указанной матрице строками являются идентификаторы субъектов, имеющих доступ в информационную систему, а столбцами – объекты (ресурсы) информационной системы. Каждый элемент матрицы может содержать имя и размер предоставляемого ресурса, право доступа (чтение, запись и др.), ссылку на другую информационную структуру, уточняющую права доступа, ссылку на программу, управляющую правами доступа и др.
Рисунок 4.3.1.
Данный метод предоставляет более унифицированный и удобный подход, т. к. вся информация о полномочиях хранится в виде единой таблицы, а не в виде разнотипных списков. Недостатками матрицы являются ее возможная громоздкость и неоптимальность (большинство клеток – пустые).
Фрагмент матрицы установления полномочий показан в
таб. 4.3.1.
Таблица 4.3.1. Субъект
| Диск с:\
| Файл d:\prog. exe
| Принтер
|
Пользователь 1
| Чтение
Запись
Удаление
| Выполнение
Удаление
| Печать
Настройка параметров
|
Пользователь 2
| Чтение
| Выполнение
| Печать
с 9:00 до 17:00
|
Пользователь 3
| Чтение
Запись
| Выполнение
| Печать
с 17:00 до 9:00
|
Разграничение доступа по уровням секретности и категориям заключается в разделении ресурсов информационной системы по уровням секретности и категориям.
При разграничении по степени секретности выделяют несколько уровней, например: общий доступ, конфиденциально, секретно, совершенно секретно. Полномочия каждого пользователя задаются в