Магистерская работа: Обеспечение информационной безопасности информационно-технологической инфраструктуры электронного правительства в Кыргызской Республике

Неформальная модель нарушителя отражает его практические и теоретические возможности, априорные знания, время и место действия и т.п. Для достижения своих целей нарушитель должен приложить некоторые усилия, затратить определенные ресурсы. Исследовав причины нарушений, можно либо повлиять на сами эти причины (конечно если это возможно), либо точнее определить требования к системе защиты от данного вида нарушений или преступлении.

При разработке модели нарушителя определяются:

·        предположения о категориях лиц, к которым может принадлежать нарушитель;

·        предположения о мотивах действий нарушителя (преследуемых нарушителем целях);

·        предположения о квалификации нарушителя и его технической оснащенности (об используемых для совершения нарушения методах и средствах);

·        ограничения и предположения о характере возможных действий нарушителей.

По отношению к АС нарушители могут быть внутренними (из числа персонала и пользователей системы) или внешними (посторонними лицами). Внутренним нарушителем может быть лицо из следующих категорий сотрудников:

·        конечные пользователи (операторы) системы;

·        персонал, обслуживающий технические средства (инженеры, техники);

·        сотрудники отделов разработки и сопровождения ПО (прикладные и системные программисты);

·        сотрудники службы безопасности АС;

·        руководители различных уровней.

·        Посторонние лица, которые могут быть нарушителями:

·        технический персонал, обслуживающий здания (уборщики, электрики, сантехники и другие сотрудники, имеющие доступ в здания и помещения, где расположены компоненты АС);

·        клиенты (представители организаций, граждане);

·        посетители (приглашенные по какому-либо поводу);

·        представители организаций, взаимодействующих по вопросам обеспечения жизнедеятельности организации (энерго-, водо-, теплоснабжения и т.п.);

·        представители конкурирующих организаций (иностранных спецслужб) или лица, действующие по их заданию;

·        лица, случайно или умышленно нарушившие пропускной режим (без цели нарушить безопасность АС);

·        любые лица за пределами контролируемой территории.

Можно выделить несколько основных мотивов нарушений:

·        безответственность;

·        самоутверждение;

·        вандализм;

·        принуждение;

·        месть;

·        корыстный интерес;

·        идейные соображения.

При нарушениях, вызванных безответственностью, пользователь производит какие-либо разрушающие действия, не связанные, тем не менее, со злым умыслом. В большинстве случаев это следствие некомпетентности или небрежности.

Нарушение безопасности АС может быть связано с принуждением (шантаж), местью, идейными соображениями или корыстными интересами пользователя системы. В этом случае он будет целенаправленно пытаться преодолеть систему зашиты для доступа к хранимой, передаваемой и обрабатываемой информации и другим ресурсам АС.

По уровню знаний об АС нарушителей можно классифицировать следующим образом:

·        знает функциональные особенности АС, основные закономерности формирования в ней массивов данных и потоков запросов к ним, умеет пользоваться штатными средствами;

·        обладает высоким уровнем знаний и опытом работы с техническими средствами системы и их обслуживания;

·        обладает высоким уровнем знаний в области программирования и вычислительной техники, проектирования и эксплуатации автоматизированных информационных систем;-

·        знает структуру, функции и механизм действия средств защиты, их сильные и слабые стороны.

По уровню возможностей (используемым методам и средствам):

·        применяющий только агентурные методы получения сведений;

·        применяющий пассивные средства (технические средства перехвата без модификации компонентов системы);

·        использующий только штатные средства и недостатки систем защиты для ее преодоления (несанкционированные действия с использованием разрешенных средств), а также компактные магнитные носители информации, которые могут быть скрытно пронесены через посты охраны;

·        применяющий методы и средства активного воздействия (модификация и подключение дополнительных технических средств, подключение к каналам передачи данных, внедрение программных закладок и использование специальных инструментальных и технологических программ).

Выводы к первой главе

.        Модель нарушителя, построенная с учетом особенностей конкретной предметной области и технологии обработки информации, представляет нескольких вариантов его облика.

Уязвимыми являются основные структурно-функциональные элементы современных распределенных АС: рабочие станции, серверы (Host -машины), межсетевые мосты (шлюзы, центры коммутации), каналы связи.

.        Защищать компоненты АС необходимо от всех видов воздействий: стихийных бедствий и аварий, сбоев и отказов технических средств, ошибок персонала и пользователей, ошибок в программах и от преднамеренных действий злоумышленников.

Глава 2. Технологии обеспечения информационной безопасности

Большинство средств защиты информации базируется на использовании криптографических шифров и процедур шифрования/расшифрования.

Процедуры по обеспечению ИБ описывают, как и с применением каких технологий ИБ организаций должна выполнять требования, описанные в документах более высокого уровня. Следует отметить, что в настоящее время в мире используют очень широкий спектр технологий и процедур по обеспечению ИБ.

По результатам анализа возможных угроз безопасности ИС можно сформулировать перечень основных задач, которые должны решаться системой защиты информации:

·        управление доступом пользователей к данным и ресурсам ИС с целью ее защиты от неправомерного случайного или умышленного вмешательства в работу системы и несанкционированного (с превышением предоставленных полномочий) доступа к ее информационным, программным и аппаратным ресурсам со стороны посторонних лиц, а также лиц из числа персонала организации и пользователей;

·        защита данных, передаваемых по каналам связи;

·        регистрация, сбор, хранение, обработка и выдача сведений обо всех событиях, происходящих в системе и имеющих отношение к ее безопасности;

·        контроль работы пользователей системы со стороны администрации и оперативное оповещение администратора безопасности о попытках несанкционированного доступа к ресурсам системы;

·        контроль и поддержание целостности критичных ресурсов системы защиты и среды исполнения прикладных программ;

·        обеспечение замкнутой среды проверенного программного обеспечения с целью защиты от бесконтрольного внедрения в систему потенциально опасных программ (в которых могут содержаться вредоносные закладки или опасные ошибки) и средств преодоления системы защиты, а также от внедрения и распространения компьютерных вирусов;

·        управление средствами системы защиты.

.1 Криптографическая защита информации

Испокон веков не было ценности большей, чем информация. ХХ век - век информатики и информатизации. Технология дает возможность передавать и хранить все большие объемы информации. Это благо имеет и оборотную сторону. Информация становится все более уязвимой по разным причинам:

·        возрастающие объемы хранимых и передаваемых данных;

·        расширение круга пользователей, имеющих доступ к ресурсам ЭВМ, программам и данным;

·        усложнение режимов эксплуатации вычислительных систем.

Поэтому все большую важность приобретает проблема защиты информации от несанкционированного доступа (НСД) при передаче и хранении. Сущность этой проблемы - постоянная борьба специалистов по защите информации со своими "оппонентами".

Защита информации - совокупность мероприятий, методов и средств, обеспечивающих:

·        исключение НСД к ресурсам ЭВМ, программам и данным;

·        проверку целостности информации;

·        исключение несанкционированного использования программ (защита программ от копирования).

Очевидная тенденция к переходу на цифровые методы передачи и хранения информации позволяет применять унифицированные методы и алгоритмы для защиты дискретной (текст, факс, телекс) и непрерывной (речь) информации.

Испытанный метод защиты информации от НСД - шифрование (криптография). Шифрованием (encryption) называют процесс преобразования открытых данных (plaintext) в зашифрованные (шифртекст, ciphertext) или зашифрованных данных в открытые по определенным правилам с применением ключей. В англоязычной литературе зашифрование/расшифрование - enciphering/deciphering.

С помощью криптографических методов возможно:

·        шифрование информации;

·        реализация электронной подписи;

·        распределение ключей шифрования;• защита от случайного или умышленного изменения информации.

К алгоритмам шифрования предъявляются определенные требования:

·        высокий уровень защиты данных против дешифрования и возможной модификации;

·        защищенность информации должна основываться только на знании ключа и не зависеть от того, известен алгоритм или нет (правило Киркхоффа);

·        малое изменение исходного текста или ключа должно приводить к значительному изменению шифрованного текста (эффект "обвала");

·        область значений ключа должна исключать возможность дешифрования данных путем перебора значений ключа;

·        экономичность реализации алгоритма при достаточном быстродействии;

·        стоимость дешифрования данных без знания ключа должна превышать стоимость данных.

Различают два основных класса криптосистем:

·        симметричные криптосистемы;

·        асимметричные криптосистемы.

Известно несколько классификаций криптографических алгоритмов[5]. Одна из них подразделяет КА в зависимости от числа ключей, применяемых в конкретном алгоритме:

·        бесключевые КА - не используют в вычислениях никаких ключей;

·        одноключевые КА - работают с одним ключевым параметром (секретным ключом);

·        двухключевые КА - на различных стадиях работы в них применяются два ключевых параметра: секретный и открытый ключи.

Существуют более детальные классификации, например показанная на рис. 2.1.

Рис.2.1. Классификация криптоалгоритмов защиты информации

2.1.1 Симметричные криптосистемы шифрования

Исторически первыми появились симметричные криптографические системы. В симметричной криптосистеме шифрования используется один и тот же ключ для зашифрования и расшифрования информации. Схема симметричной криптосистемы шифрования показана на рис. 2.2.

Рис. 2.2. Схема симметричной криптосистемы шифрования

Данные криптосистемы характеризуются наиболее высокой скоростью шифрования, и с их помощью обеспечивается как конфиденциальность и подлинность, так и целостность передаваемой информации [6].

Конфиденциальность передачи информации с помощью симметричной криптосистемы зависит от надежности шифра и обеспечения конфиденциальности ключа шифрования. Обычно ключ шифрования представляет собой файл или массив данных и хранится на персональном ключевом носителе; обязательно принятие мер, обеспечивающих недоступность персонального ключевого носителя кому-либо, кроме его владельца.

Подлинность обеспечивается за счет того, что без предварительного расшифровывания практически невозможно осуществить смысловую модификацию и подлог криптографически закрытого сообщения. Фальшивое сообщение не может быть правильно зашифровано без знания секретного ключа.

Целостность данных обеспечивается присоединением к передаваемым данным специального кода (имитовставки), вырабатываемой по секретному ключу. Имитовставка является разновидностью контрольной суммы, то есть некоторой эталонной характеристикой сообщения, по которой осуществляется проверка целостности последнего. Алгоритм формирования имитовставки должен обеспечивать ее зависимость по некоторому сложному криптографическому закону от каждого бита сообщения. Проверка целостности сообщения выполняется получателем сообщения путем выработки по секретному ключу имитовставки, соответствующей полученному сообщению, и ее сравнения с полученным значением имитовставки. При совпадении делается вывод о том, что информация не была модифицирована на пути от отправителя к получателю.

Обладая высокой скоростью шифрования, одноключевые криптосистемы позволяют решать многие важные задачи защиты информации. Однако автономное использование симметричных криптосистем в компьютерных сетях порождает проблему распределения ключей шифрования между пользователями.

Перед началом обмена зашифрованными данными необходимо обменяться секретными ключами со всеми адресатами. Передача секретного ключа симметричной криптосистемы не может быть осуществлена по общедоступным каналам связи, секретный ключ надо передавать отправителю и получателю по защищенному каналу.

Существуют реализации алгоритмов симметричного шифрования для абонентского шифрования данных - то есть для отправки шифрованной информации абоненту, например, через Интернет. Использование одного ключа для всех абонентов подобной криптографической сети недопустимо по соображениям безопасности.

Характерной особенностью симметричных криптоалгоритмов является то, что в ходе своей работы они производят преобразование блока входной информации фиксированной длины и получают результирующий блок того же объема, но недоступный для прочтения сторонним лицам, не владеющим ключом. Схему работы симметричного блочного шифра можно описать функциями:

С = ЕК(М) и М = DK(C),

где М - исходный (открытый) блок данных; С - зашифрованный блок данных. Ключ К является параметром симметричного блочного криптоалгоритма и представляет собой блок двоичной информации фиксированного размера. Исходный М и зашифрованный С блоки данных также имеют фиксированную разрядность, равную между собой, но необязательно равную длине ключа К.

Блочные шифры являются той основой, на которой реализованы практически все симметричные криптосистемы. Симметричные криптосистемы позволяют кодировать и декодировать файлы произвольной длины. Методика создания цепочек из зашифрованных блочными алгоритмами байтов позволяет шифровать ими пакеты информации неограниченной длины. Отсутствие статистической корреляции между битами выходного потока блочного шифра используется для вычисления контрольных сумм пакетов данных и в хэшировании паролей. На сегодняшний день разработано достаточно много стойких блочных шифров.

К. Шеннон предложил для получения стойких блочных шифров использовать два общих принципа: рассеивание и перемешивание [7].

Рассеивание представляет собой распространение влияния одного знака открытого текста на много знаков шифртекста, что позволяет скрыть статистические свойства открытого текста.

Перемешивание предполагает использование таких шифрующих преобразований, которые усложняют восстановление взаимосвязи статистических свойств открытого и шифрованного текстов. Однако шифр должен не только затруднять раскрытие, но и обеспечивать легкость зашифрования и расшифрования при известном пользователю секретном ключе.

Распространенным способом достижения эффектов рассеивания и перемешивания является использование составного шифра, то есть такого шифра, который может быть реализован в виде некоторой последовательности простых шифров, каждый из которых вносит свой вклад в значительное суммарное рассеивание и перемешивание.