К аппаратным средствам защиты относятся различные электронные, электронно-механические, электронно-оптические устройства. К настоящему времени разработано значительное число аппаратных средств различного назначения, однако наибольшее распространение получают следующие:
специальные регистры для хранения реквизитов защиты: паролей, идентифицирующих кодов, грифов или уровней секретности;
генераторы кодов, предназначенные для автоматического генерирования идентифицирующего кода устройства;
устройства измерения индивидуальных характеристик человека (голоса, отпечатков) с целью его идентификации;
специальные биты секретности, значение которых определяет уровень секретности информации, хранимой в ЗУ, которой принадлежат данные биты;
схемы прерывания передачи информации в линии связи с целью периодической проверки адреса выдачи данных.Особую и получающую наибольшее распространение группу аппаратных средств защиты составляют устройства для шифрования информации (криптографические методы).
Аппаратные средства - основа построения систем защиты от несанкционированного доступа к информации
В 90-е годы сотрудниками ОКБ САПР была разработана методология применения аппаратной защиты, признанная необходимой основой построения систем защиты от НСД к информации. Основные идеи этого подхода состоят в следующем:
комплексный подход к решению вопросов защиты информации в автоматизированных системах (АС) от НСД. Признание мультипликативной парадигмы защиты, и, как следствие, равное внимание надежности реализации контрольных процедур на всех этапах работы АС ;
«материалистическое» решение «основного вопроса» информационной безопасности: «что первично -- hard или soft?»;
последовательный отказ от программных методов контроля как очевидно ненадежных и перенос наиболее критичных контрольных процедур на аппаратный уровень;
максимально возможное разделение условно-постоянных и условно-переменных элементов контрольных операций;
построение средств защиты информации от несанкционированного доступа (СЗИ НСД), максимально независимых от операционных и файловых систем, применяемых в АС. Это выполнение процедур идентификации / аутентификации, контроля целостности аппаратных и программных средств АС до загрузки операционной системы, администрирования и т. д.
Вышеперечисленные принципы аппаратной защиты были реализованы в программно-аппаратном комплексе средств защиты информации от несанкционированного доступа -- аппаратном модуле доверенной загрузки -- «Аккорд-АМДЗ». Этот комплекс обеспечивает режим доверенной загрузки в различных операционных средах: MS DOS, Windows 3.x, Windows 9.x, Windows NT/2000/XP, OS/2, Unix, Linux .
К аппаратным средствам защиты информации относятся электронные и электронно-механические устройства, включаемые в состав технических средств КС и выполняющие (самостоятельно или в едином комплексе с программными средствами) некоторые функции обеспечения информационной безопасности. Критерием отнесения устройства к аппаратным, а не к инженерно-техническим средствам защиты является обязательное включение в состав технических средств.
К основным аппаратным средствам защиты информации относятся:
устройства для ввода идентифицирующей пользователя информации (магнитных и пластиковых карт, отпечатков пальцев и т.п.);
устройства для шифрования информации;
устройства для воспрепятствования несанкционированному включению рабочих станций (электронные замки и блокираторы).
Примеры вспомогательных аппаратных средств защиты информации:
устройства уничтожения информации на магнитных носителях;
устройства сигнализации о попытках несанкционированных действий пользователей компьютера и др.
Аппаратные средства привлекают все большее внимание специалистов не только потому, что их легче защитить от повреждений и других случайных или злоумышленных воздействий, но еще и потому, что аппаратная реализация функций выше по быстродействию, чем программная, а стоимость их неуклонно снижается.
На рынке аппаратных средств защиты появляются все новые устройства. Ниже приводится в качестве примера описание электронного замка.
Электронный замок «Соболь». «Соболь», разработанный и поставляемый ЗАО НИП «Информзащита», обеспечивает выполнение следующих функций защиты:
идентификация и аутентификация пользователей;
контроль целостности файлов и физических секторов жесткого диска;
блокировка загрузки ОС с дискеты и CD-ROM;
блокировка входа в систему зарегистрированного пользователя при превышении им заданного количества неудачных попыток входа;
регистрация событий, имеющих отношение к безопасности системы.
Под аппаратным обеспечением средств защиты операционной системы традиционно понимается совокупность средств и методов, используемых для решения следующих задач:
управление оперативной и виртуальной памятью компьютера;
распределение процессорного времени между задачами в многозадачной операционной системе;
синхронизация выполнения параллельных задач в многозадачной операционной системе;
обеспечение совместного доступа задач к ресурсам операционной системы.
Перечисленные задачи в значительной степени
решаются с помощью аппаратно реализованных функций процессоров и других узлов
компьютера. Однако, как правило, для решения этих задач принимаются и
программные средства, и по этому термины «аппаратное обеспечение защиты» и
«аппаратная защита» не вполне корректны. Тем не менее, поскольку эти термины
фактически общеприняты, мы будем их использовать.
.4 Выбор и обоснование программных мер защиты
информации
Под программными средствами защиты информации понимают специальные программы, включаемые в состав программного обеспечения компьютера исключительно для выполнения защитных функций.
К основным программным средствам защиты информации относятся:
программы идентификации и аутентификации пользователей компьютера;
программы разграничения доступа пользователей к ресурсам компьютера;
программы шифрования информации;
программы защиты информационных ресурсов (системного и прикладного программного обеспечения, баз данных, компьютерных средств обучения и т. п.) от несанкционированного изменения, использования и копирования.
Надо понимать, что под идентификацией, применительно к обеспечению информационной безопасности компьютера, понимают однозначное распознавание уникального имени субъекта компьютера. Аутентификация означает подтверждение того, что предъявленное имя соответствует данному субъекту (подтверждение подлинности субъекта).
Также к программным средствам защиты информации относятся:
программы аудита (ведения регистрационных журналов) событий, связанных с безопасностью компьютера, для обеспечения возможности восстановления и доказательства факта происшествия этих событий;
программы имитации работы с нарушителем (отвлечения его на получение якобы конфиденциальной информации);
программы тестового контроля защищенности компьютера и др.
К преимуществам программных средств защиты информации относятся:
простота тиражирования;
гибкость (возможность настройки на различные условия применения, учитывающие специфику угроз информационной безопасности конкретных компьютеров);
простота применения -- одни программные средства, например шифрования, работают в «прозрачном» (незаметном для пользователя) режиме, а другие не требуют от пользователя ни каких новых (по сравнению с другими программами) навыков;
практически неограниченные возможности их развития путем внесения изменений для учета новых угроз безопасности информации.
К недостаткам программных средств защиты информации относятся:
снижение эффективности компьютера за счет потребления ее ресурсов, требуемых для функционирование программ защиты;
более низкая производительность (по сравнению с выполняющими аналогичные функции аппаратными средствами защиты, например шифрования);
пристыкованность многих программных средств защиты (а не их встроенность в программное обеспечение компьютера, рис. 4 и 5), что создает для нарушителя принципиальную возможность их обхода;
возможность злоумышленного изменения программных средств защиты в процессе эксплуатации компьютера.
Специализированные программные средства защиты информации от несанкционированного доступа обладают в целом лучшими возможностями и характеристиками, чем встроенные средства сетевых ОС. Кроме программ шифрования, существует много других доступных внешних средств защиты информации. Из наиболее часто упоминаемых следует отметить следующие две системы, позволяющие ограничить информационные потоки.- брандмауэры (дословно firewall -- огненная стена). Между локальной и глобальной сетями создаются специальные промежуточные сервера, которые инспектируют и фильтруют весь проходящий через них трафик сетевого/ транспортного уровней. Это позволяет резко снизить угрозу несанкционированного доступа извне в корпоративные сети, но не устраняет эту опасность совсем. Более защищенная разновидность метода - это способ маскарада (masquerading), когда весь исходящий из локальной сети трафик посылается от имени firewall-сервера, делая локальную сеть практически невидимой.servers (proxy - доверенность, доверенное лицо). Весь трафик сетевого/транспортного уровней между локальной и глобальной сетями запрещается полностью -- попросту отсутствует маршрутизация как таковая, а обращения из локальной сети в глобальную происходят через специальные серверы-посредники. Очевидно, что при этом методе обращения из глобальной сети в локальную становятся невозможными в принципе. Очевидно также, что этот метод не дает достаточной защиты против атак на более высоких уровнях - например, на уровне приложения (вирусы, код Java и JavaScript).
Рассмотрим подробнее работу брандмауэра. Это метод защиты сети от угроз безопасности, исходящих от других систем и сетей, с помощью централизации доступа к сети и контроля за ним аппаратно-программными средствами. Брандмауэр является защитным барьером, состоящим из нескольких компонентов (например, маршрутизатора или шлюза, на котором работает программное обеспечение брандмауэра). Брандмауэр конфигурируется в соответствии с принятой в организации политикой контроля доступа к внутренней сети. Все входящие и исходящие пакеты должны проходить через брандмауэр, который пропускает только авторизованные пакеты.
Брандмауэр с фильрацией пакетов [packet-filtering firewall] - является маршрутизатором или компьютером, на котором работает программное обеспечение, сконфигурированное таким образом, чтобы отбраковывать определенные виды входящих и исходящих пакетов. Фильтрация пакетов осуществляется на основе информации, содержащейся в TCP- и IP- заголовках пакетов (адреса отправителя и получателя, их номера портов и др.).
Брандмауэр экспертного уровня [stateful inspecthion firewall] - проверяет содержимое принимаемых пакетов на трех уровнях модели OSI - сетевом, сеансовом и прикладном. Для выполнения этой задачи используются специальные алгоритмы фильтрации пакетов, с помощью которых каждый пакет сравнивается с известным шаблоном авторизованных пакетов.
Создание брандмауера относится к решению задачи экранирования. Формальная постановка задачи экранирования состоит в следующем. Пусть имеется два множества информационных систем. Экран - это средство разграничения доступа клиентов из одного множества к серверам из другого множества. Экран осуществляет свои функции, контролируя все информационные потоки между двумя множествами систем (рис. 6). Контроль потоков состоит в их фильтрации, возможно, с выполнением некоторых преобразований.
Помимо функций разграничения доступа, экраны осуществляют протоколирование обмена информацией.
Обычно экран не является симметричным, для него определены понятия "внутри" и "снаружи". При этом задача экранирования формулируется как защита внутренней области от потенциально враждебной внешней. Так, межсетевые экраны (МЭ) чаще всего устанавливают для защиты корпоративной сети организации, имеющей выход в Internet.
Экранирование помогает поддерживать доступность сервисов внутренней области, уменьшая или вообще ликвидируя нагрузку, вызванную внешней активностью. Уменьшается уязвимость внутренних сервисов безопасности, поскольку первоначально злоумышленник должен преодолеть экран, где защитные механизмы сконфигурированы особенно тщательно. Кроме того, экранирующая система, в отличие от универсальной, может быть устроена более простым и, следовательно, более безопасным образом.
Экранирование дает возможность контролировать также информационные потоки, направленные во внешнюю область, что способствует поддержанию режима конфиденциальности в ИС организации.
Экранирование может быть частичным, защищающим определенные информационные сервисы (например, экранирование электронной почты).
Ограничивающий интерфейс также можно рассматривать как разновидность экранирования. На невидимый объект трудно нападать, особенно с помощью фиксированного набора средств. В этом смысле Web-интерфейс обладает естественной защитой, особенно в том случае, когда гипертекстовые документы формируются динамически. Каждый пользователь видит лишь то, что ему положено видеть. Можно провести аналогию между динамически формируемыми гипертекстовыми документами и представлениями в реляционных базах данных, с той существенной оговоркой, что в случае Web возможности существенно шире.
Экранирующая роль Web-сервиса наглядно проявляется и тогда, когда этот сервис осуществляет посреднические (точнее, интегрирующие) функции при доступе к другим ресурсам, например таблицам базы данных. Здесь не только контролируются потоки запросов, но и скрывается реальная организация данных.
Идентификация пользователей производится по индивидуальному ключу в виде «таблетки» Touch Memory, имеющей память до 64 Кбайт, а аутентификация -- по паролю длиной до 16 символов.
Контроль целостности предназначен для того, чтобы убедиться, что программы и файлы пользователя и особенно системные файлы ОС не были модифицированы злоумышленником или введенной им программной закладкой. Для этого в первую очередь в работу вступает разборщик файловой системы ОС: расчет эталонных значений и их контроль при загрузке реализован в «Соболе» на аппаратном уровне. Построение же списка контроля целостности объектов выполняется с помощью утилиты ОС, что в принципе дает возможность программе-перехватчику модифицировать этот список, а ведь хорошо известно, что общий уровень безопасности системы определяется уровнем защищенности самого слабого звена.
Зашифрованный диск - это файл-контейнер, внутри которого могут находиться любые другие файлы или программы (они могут быть установлены и запущены прямо из этого зашифрованного файла). Этот диск доступен только после ввода пароля к файлу-контейнеру - тогда на компьютере появляется еще один диск, опознаваемый системой как логический и работа с которым не отличается от работы с любым другим диском. После отключения диска логический диск исчезает, он просто становится «невидимым».
На сегодняшний день наиболее распространенные программы для создания зашифрованных дисков - DriveCrypt, BestCrypt и PGPdisk. Каждая из них надежно защищена от удаленного взлома.
Криптография - это наука об обеспечении безопасности данных. Она занимается поисками решений четырех важных проблем безопасности - конфиденциальности, аутентификации, целостности и контроля участников взаимодействия. Шифрование - это преобразование данных в нечитабельную форму, используя ключи шифрования-расшифровки. Шифрование позволяет обеспечить конфиденциальность, сохраняя информацию в тайне от того, кому она не предназначена.
Криптография занимается поиском и исследованием математических методов преобразования информации.
Основные направления использования криптографических методов - передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, электронная почта), установление подлинности передаваемых сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде.