Титоренко Г.А. Информационные технологии управления

Подождите немного. Документ загружается.

Физические

средства включают различные инженерные уст-

ройства и сооружения, препятствующие физическому проникнове-

нию злоумышленников на объекты защиты и осуществляющие за-

щиту персонала (личные средства безопасности), материальных

средств и финансов, информации от противоправных действий.

Примеры физических средств: замки на дверях, решетки на окнах,

средства электронной охранной сигнализации и т.п.

Программные средства

— это специальные программы и про-

фаммные комплексы, предназначенные для защиты информации в ИС.

ЬСак

отмечалось, многие из них слиты с ПО самой ИС.

Из средств ПО системы защиты вьщелим еще программные

средства, реализующие механизмы шифрования (криптографии).

Криптография — это наука об обеспечении секретности и/или ау-

тентичности (подлинности) передаваемых сообщений.

Организационные средства

осуществляют регламентацию произ-

водственной деятельности в ИС и взаимоотношений исполнителей на

нормативно-правовой основе таким образом, что разглашение, утечка

и несанкционированный доступ к конфиденциальной информации

становятся невозможными или существенно затрудняются за счет

проведения организационных мероприятий. Комплекс этих мер реа-

лизуется группой информационной безопасности, но должен нахо-

диться под контролем первого руководителя.

Законодательные средства

защиты определяются законодатель-

ными актами страны, которыми регламентируются правила пользова-

ния, обработки и передачи информации ограниченного доступа и ус-

танавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

Морально-этические средства

защиты включают всевозможные

нормы поведения, которые традиционно сложились ранее, складыва-

ются по мере распространения ИС и ИТ в стране и в мире или спе-

циально разрабатываются. Морально-этические нормы могут быть

неписаные (например, честность) либо оформленные в некий свод

(устав) правил или предписаний. Эти нормы, как правило, не являют-

ся законодательно утвержденными, но поскольку их несоблюдение

приводит к падению престижа организации, они считаются обяза-

тельными для исполнения. Характерным примером таких предписа-

ний является Кодекс профессионального поведения членов Ассоциа-

ции пользователей ЭВМ США.

6.2.3. Криптографические методы зашиты информации

Готовое к передаче информационное сообщение, первоначально

открытое и незащищенное, зашифровывается и тем самым преобра-

зуется в шифрограмму, т. е. в закрытые текст или графическое изо-

бражение документа. В таком виде сообщение передается по каналу

связи, даже и не защищенному. Санкционированный пользователь

211

после получения сообщения дешифрует его (т. е. раскрывает) по-

средством обратного преобразования криптограммы, вследствие чего

получается исходный, открытый вид сообщения, доступный для вос-

приятия санкционированным пользователям.

Методу преобразования в криптографической системе соответст-

вует использование специального алгоритма. Действие такого алго-

ритма запускается уникальным числом (последовательностью бит),

обычно называемым шифрующим ключом.

Для большинства систем схема генератора ключа может пред-

ставлять собой набор инструкций и команд либо узел аппаратуры,

либо компьютерную программу, либо все это вместе, но в любом

случае процесс шифрования (дешифрования) реализуется только

этим специальным ключом. Чтобы обмен зашифрованными данны-

ми проходил успешно, как отправителю, так и получателю, необхо-

димо знать правильную ключевую установку и хранить ее в тайне.

Стойкость любой системы закрытой связи определяется степе-

нью секретности используемого в ней ключа. Тем не менее этот

ключ должен быть известен другим пользователям сети, чтобы они

могли свободно обмениваться зашифрованными сообщениями. В

этом смысле криптографические системы также помогают решить

проблему аутентификации (установления подлинности) принятой

информации. Взломщик в случае перехвата сообщения будет иметь

дело только с зашифрованным текстом, а истинный получатель,

принимая сообщения, закрытые известным ему и отправителю клю-

чом, будет надежно защищен от возможной дезинформации.

Современная криптография знает два типа криптографических

алгоритмов: классические алгоритмы, основанные на использовании

закрытых, секретных ключей, и новые алгоритмы с открытым клю-

чом, в которых используются один открытый и один закрытый ключ

(эти алгоритмы называются также асимметричными). Кроме того,

существует возможность шифрования информации и более простым

способом

—

с использованием генератора псевдослучайных чисел.

Использование генератора псевдослучайных чисел заключается в

генерации гаммы шифра с помощью генератора псевдослучайных

чисел при определенном ключе и наложении полученной гаммы на

открытые данные обратимым способом.

Надежность шифрования с помощью генератора псевдослучай-

ных чисел зависит как от характеристик генератора, так и, причем в

большей степени, от алгоритма получения гаммы.

Этот метод криптографической защиты реализуется достаточно

легко и обеспечивает довольно высокую скорость шифрования, од-

нако недостаточно стоек к дешифрованию и поэтому неприменим

для таких серьезных информационных систем, каковыми являются,

например, банковские системы.

212

Для классической криптографии характерно использование од-

ной секретной единицы — ключа, который позволяет отправителю

зашифровать сообщение, а получателю расшифровать его. В случае

шифрования данных, хранимых на магнитных или иных носителях

информации, ключ позволяет зашифровать информацию при записи

на носитель и расшифровать при чтении с него.

Существует довольно много различных алгоритмов криптографи-

ческой защиты информации. Среди них можно назвать алгоритмы

DES,

Rainbow (США); FEAL-4 и FEAL-8 (Япония); B-Crypt

(Великобритания); алгоритм шифрования по ГОСТ 28147—89

(Россия) и ряд других, реализованных зарубежными и отечествен-

ными поставщиками программных и аппаратных средств защиты.

Рассмотрим основные из них, наиболее широко применяемые в за-

рубежной и отечественной практике. Алгоритм, изложенный в стан-

дарте DES (Data Encryption Standard), наиболее распространен и ши-

роко применяется для шифрования данных в США. Этот алгоритм

был разработан фирмой IBM для собственных целей. Однако после

проверки Агентством национальной безопасности США он был ре-

комендован к применению в качестве федерального стандарта шиф-

рования. Этот стандарт используется многими негосударственными

финансовыми институтами, в том числе банками и службами обра-

щения денег. Лишь некоторые данные, методы защиты которых оп-

ределяются специальными актами, не защищаются стандартом DES.

Алгоритм DES не является закрытым, и был опубликован для

широкого ознакомления, что позволяет пользователям свободно

применять его для своих целей.

При шифровании применяется 64-разрядный ключ, но исполь-

зуются только 56 разрядов ключа, а остальные восемь разрядов яв-

ляются контрольными.

Алгоритм DES достаточно надежен. Он обладает большой гибко-

стью при реализации различных приложений обработки данных, так

как каждый блок данных шифруется независимо от других. Это по-

зволяет расшифровывать отдельные блоки зашифрованных сообще-

ний или структуры данных, а следовательно, открывает возможность

независимой передачи блоков данных или произвольного доступа к

зашифрованным данным. Алгоритм может реализовываться как

программным, так и аппаратным способами. Существенный недос-

таток этого алгоритма

—

малая длина ключа.

Алгоритм шифрования, определяемый российским стандартом

ГОСТ 28147—89, является единым алгоритмом криптографической

защиты данных для крупных информационных систем, локальных

вычислительных сетей и автономных компьютеров.

213

Этот алгоритм может реализовываться как аппаратным, так и

программным способами, удовлетворяет всем криптографическим

требованиям, сложившимся в мировой практике, и, как следствие,

позволяет осуществлять криптографическую защиту любой инфор-

мации, независимо от степени ее секретности.

В алгоритме ГОСТ 28147—89, в отличие от алгоритма DES, ис-

пользуется 256-разрядный ключ, представляемый в виде восьми 32-

разрядных чисел. Расшифровываются данные с помощью того же

ключа, посредством которого они были зашифрованы.

Алгоритм ГОСТ 28147—89 полностью удовлетворяет всем требо-

ваниям криптографии и обладает теми же достоинствами, что и

другие алгоритмы (например DES), но лишен их недостатков. Он

позволяет обнаруживать как случайные, так и умышленные модифи-

кации зашифрованной информации. Основные недостатки этого

алгоритма — большая сложность его программной реализации и

очень низкая скорость работы.

Наиболее перспективными системами криптографической защи-

ты данных сегодня считаются асимметричные криптосистемы, назы-

ваемые также системами с открытым ключом. Их суть состоит в том,

что ключ, используемый для зашифровывания, отличен от ключа

расшифровывания. При этом ключ зашифровывания не секретен и

может быть известен всем пользователям системы. Однако расшиф-

ровывание с помощью известного ключа зашифровывания невоз-

можно. Для расшифровывания используется специальный, секрет-

ный ключ. Знание открытого ключа не позволяет определить ключ

секретный. Таким образом, расшифровать сообщение может только

его получатель, владеющий этим секретным ключом.

Суть криптографических систем с открытым ключом сводится к

тому, что в них используются так называемые необратимые функции

(иногда их называют односторонними или однонаправленными),

которые характеризуются следующим свойством: для данного исход-

ного значения с помощью некоторой известной функции довольно

легко вычислить результат, но рассчитать по этому результату исход-

ное значение чрезвычайно сложно.

Известно несколько криптосистем с открытым ключом. Наибо-

лее разработана на сегодня система RSA, предложенная еще в 1978 г.

Алгоритм RSA назван по первым буквам фамилий его авторов:

Р.Л. Райвеста (R.L. Rivest), А. Шамира (А. Shamir) и Л. Адлемана

(L.

Adleman). RSA

—

это система коллективного пользования, в ко-

торой каждый из пользователей имеет свои ключи зашифровывания

и расшифровывания данных, причем секретен только ключ расшиф-

ровывания.

Специалисты считают, что системы с открытым ключом больше

подходят для шифрования передаваемых данных, чем для зашиты

214

данных, хранимых на носителях информации. Существует еще одна

область применения этого алгоритма — цифровые подписи, под-

тверждающие подлинность передаваемых документов и сообщений.

Асимметричные криптосистемы наиболее перспективны, так как

в них не используется передача ключей другим пользователям и они

легко реализуются как аппаратным, так и программным способами.

Однако системы типа RSA работают приблизительно в тысячу раз

медленнее, чем классические, и требуют длины ключа порядка 300—

600 бит. Поэтому все их достоинства сводятся на нет низкой скоро-

стью работы. Кроме того, для ряда функций найдены алгоритмы ин-

вертирования, т. е. доказано, что они не являются необратимыми.

Для функций, используемых в системе RSA, такие алгоритмы не

найдены, но нет и строгого доказательства необратимости исполь-

зуемых функций. В последнее время все чаще возникает вопрос о

замене в системах передачи и обработки информации рукописной

подписи, подтверждающей подлинность того или иного документа,

ее электронным аналогом — электронной цифровой подписью

(ЭЦП). Ею могут скрепляться всевозможные электронные докумен-

ты,

начиная с различных сообщений и кончая контрактами. ЭЦП

может применяться также для контроля доступа к особо важной ин-

формации. К ЭЦП предъявляются два основных требования: высо-

кая сложность фальсификации и легкость проверки.

Для реализации ЭЦП можно использовать как классические

криптографические алгоритмы, так и асимметричные, причем имен-

но последние обладают всеми свойствами, необходимыми для ЭЦП.

Однако ЭЦП чрезвычайно подвержена действию обобщенного

класса программ «троянский конь» с преднамеренно заложенными в

них потенциально опасными последствиями, активизирующимися

при определенных условиях. Например, в момент считывания файла,

в котором находится подготовленный к подписи документ, эти про-

граммы могут изменить имя подписывающего лица, дату, какие-либо

данные (например, сумму в платежных документах) и т.п.

Поэтому при выборе системы ЭЦП предпочтение безусловно

должно быть отдано ее аппаратной реализации, обеспечивающей

надежную защиту информации от несанкционированного доступа,

выработку криптографических ключей и ЭЦП.

Из изложенного следует, что надежная криптографическая сис-

тема должна удовлетворять ряду определенных требований.

• Процедуры зашифровывания и расщифровывания должны

быть «прозрачны» для пользователя.

• Дещифрование закрытой информации должно быть макси-

мально затруднено.

• Содержание передаваемой информации не должно сказывать-

ся на эффективности криптографического алгоритма.

215

• Надежность криптозащиты не должна зависеть от содержания в

секрете самого алгоритма шифрования (примерами этого яв-

ляются как алгоритм DES, так и алгоритм ГОСТ 28147—89).

Процессы защиты информации, шифрования и дешифрования

связаны с кодируемыми объектами и процессами, их свойствами,

особенностями перемещения. Такими объектами и процессами могут

быть материальные объекты, ресурсы, товары, сообщения, блоки

информации, транзакции (минимальные взаимодействия с базой

данных по сети). Кодирование кроме целей защиты, повышая ско-

рость доступа к данным, позволяет быстро определять и выходить на

любой вид товара и продукции, страну-производителя и т.д. В еди-

ную логическую цепочку связываются операции, относящиеся к од-

ной сделке, но географически разбросанные по сети.

Например, штриховое кодирование используется как разновид-

ность автоматической идентификации элементов материальных по-

токов, например товаров, и применяется для контроля за их движе-

нием в реальном времени. Достигается оперативность управления

потоками материалов и продукции, повышается эффективность

управления предприятием. Штриховое кодирование позволяет не

только защитить информацию, но и обеспечивает высокую скорость

чтения и записи кодов. Наряду со штриховыми кодами в целях за-

щиты информации используют голографические методы.

Методы защиты информации с использованием голографии яв-

ляются актуальным и развивающимся направлением. Голография

представляет собой раздел науки и техники, занимающийся изучени-

ем и созданием способов, устройств для записи и обработки волн

различной природы. Оптическая голография основана на явлении

интерференции волн. Интерференция волн наблюдается при распре-

делении в пространстве волн и медленном пространственном рас-

пределении результирующей волны. Возникающая при интерферен-

ции волн картина содержит информацию об объекте. Если эту кар-

тину фиксировать на светочувствительной поверхности, то образует-

ся голограмма. При облучении голограммы или ее участка опорной

волной можно увидеть объемное трехмерное изображение объекта.

Голография применима к волнам любой природы и в настоящее

время находит все большее практическое применение для идентифи-

кации продукции различного назначения.

Технология применения кодов в современных условиях пресле-

дует цели защиты информации, сокращения трудозатрат и обеспече-

ние быстроты ее обработки, экономии компьютерной памяти, фор-

мализованного описания данных на основе их систематизации и

классификации.

В совокупности кодирование, шифрование и защита данных пре-

дотвращают искажения информационного отображения реальных

216

производственно-хозяйственных процессов, движения материальных,

финансовых и других потоков, а тем самым способствуют обосно-

ванности формирования и принятия управленческих решений.

6.2.4. Зашита информации в корпоративных сетях

ИС управления

Создание системы защиты информации в корпоративной сети

ИС порождает целый комплекс проблем. В комплексе корпоратив-

ная система защиты информации должна решать следующие задачи:

1) обеспечение конфиденциальности информации;

2) защита от искажения;

3) сегментирование (разделение на части) и обеспечение индиви-

дуальности политики безопасности для различных сегментов системы;

4) аутентификация пользователей — процесс достоверной иден-

тификации отождествления пользователя, процесса или устройства,

логических и физических объектов сети для различных уровней сете-

вого управления;

5) протоколирование событий, дистанционный аудит, защита

регистрационных протоколов и др.

Построение системы информационной безопасности сети осно-

вывается на семиуровневой модели декомпозиции системного управ-

ления OSI/ISO. Согласно стандартам Международной организации

по стандартизации (ISO), разрабатывающей стандарты взаимодейст-

вия открытых систем (OSI), выделяют семь уровней сетевой архитек-

туры, которая обеспечивает передачу и обработку информации в се-

ти.

Такая семиуровневая модель обеспечивает полный набор функ-

ций, реализуемый открытой по стандартам ISO архитектурой сети.

Семь уровней сетевого управления включают: физический, каналь-

ный, сетевой, транспортный, сеансовый, представительский, при-

кладной уровни.

На

физическом

уровне, представляющем среду распространения

данных (кабель, оптоволокно, радиоканал, каналообразующее обору-

дование), применяют обычно средства шифрования или сокрытия

сигнала. Они малоприменимы в коммерческих открытых сетях, так

как есть более надежное шифрование.

На

канальном

уровне,

ответственном за организацию взаимодей-

ствия двух смежных узлов (двухточечные звенья), могут быть исполь-

зованы средства шифрования и достоверной идентификации пользо-

вателя. Однако использование и тех и других средств на этом уровне

может оказаться избыточным. Необязательно производить (пере-)

шифрование на каждом двухточечном звене между двумя узлами.

Сетевой уровень

решает задачи распространения и маршрутизации

пакетов информации по сети в целом. Этот уровень критичен в отно-

шении реализации средств криптозащиты. Понятие пакета существует

217

на этом уровне. На более высоких уровнях есть понятие сообщения.

Сообщение может содержать контекст или формироваться на при-

кладном уровне, защита которого затруднена с точки зрения управле-

ния сетью. Сетевой уровень может быть базовым для реализации

средств защиты этого и нижележащих уровней управления. К ним

относятся:

транспортный

(управляет передачей информации), сеансо-

вый (обеспечивает синхронизацию диалога), уровень представлений

(определяет единый способ представления информации, понятный

пользователям и компьютерам), прикладной (обеспечивает разные

формы взаимодействия прикладных процессов).

Однако защита на сетевом уровне недостаточна, так как неиз-

вестно, что за информация упакована в пакеты, не видно пользова-

телей и процессов, порождающих эту информацию. Ряд задач защи-

ты информации лежит выше сетевого уровня: щифрование и обеспе-

чение достоверности опознавания (аутентификация) сообщений (а

не пакетов), обработка протокола с обеспечением его защиты, кон-

троль доступа и соблюдения полномочий, протоколирование собы-

тий. Управление уровнями выще сетевого сложное и разнообразное

и поэтому рассмотреть возможные стратегии защиты информации

для них трудно. Решение может быть найдено на пути поиска еди-

ной технологической базы, обладающей максимальной общностью и

распространенностью, для защиты информации и сетевой интегра-

ции распределенных пользовательских приложений. В качестве

средств защиты информации транспортного, сеансового и уровня

представлений (все три перечисленных уровня называют middleware)

используется профаммное обеспечение, например, Текпекгоп

Information Bus (TIB). Средства защиты прикладного уровня в дан-

ной главе не рассматриваются. Использование единой, универсаль-

ной технологии защиты информации в сетях обеспечивается про-

граммной средой интеграции приложений — Текпекгоп Information

Bus (TIB). Эта среда обеспечивает развитое протоколирование собы-

тий, отслеживание перемещения сообщений по сети, разделение

полномочий пользователей, поддержку средств шифрования и циф-

ровой подписи и многое другое. Программно-технические решения в

области платформ и протоколов защиты информации в сетях могут

быть:

• для технологии «клиент-сервер» наиболее распространенным

является вариант Unix (сервер) и Windows (клиент);

• операционная система Unix содержит встроенную поддержку

протоколов TCP/IP (Transport Control Protocol / Internet

Protocol

—

транспортный протокол с контролем). Это один из

важных факторов технологичности интеграции систем на ос-

нове этого протокола и этой операционной системы.

• протокол TCP/IP обладает высокой совместимостью как с

различными по физической природе, скоростным характери-

218

стикам каналами, так и с широким кругом аппаратных плат-

форм. В пользу протокола TCP/IP говорит наличие наиболее

развитых технологий криптозащиты на сетевом уровне. Задача

обеспечения безопасности в ТСР/1Р-сетях решается с любым

необходимым уровнем надежности.

Таким образом, архитектурную концепцию системы защиты ин-

формации в сетях можно представить в виде трех слоев: средства за-

щиты сетевого уровня, middleware-системы и средства защиты, пред-

лагаемые прикладными системами.

6.2.5. Этапы разработки систем зашиты

При первоначальной разработке и реализации системы защиты

ИС обычно вьщеляют три стадии.

Первая стадия

— выработка требований включает:

• выявление и анализ уязвимых в ИС и ИТ элементов, которые

могут подвергнуться угрозам;

• выявление или прогнозирование угроз, которым могут под-

вергнуться уязвимые элементы ИС;

• анализ риска.

Стоимостное выражение вероятного события, ведущего к поте-

рям, называют риском. Оценки степени риска в случае осуществле-

ния того или иного варианта угроз, выполняемые по специальным

методикам, называют анализом риска.

На

второй стадии —

определение способов защиты — принима-

ются решения о том:

• какие угрозы должны быть устранены и в какой мере;

• какие ресурсы ИС должны быть защищаемы и в какой степени;

ш с помощью каких средств должна быть реализована защита;

• каковы должны быть стоимость реализации защиты и затраты на

эксплуатацию ИС с учетом защиты от потенциальных угроз.

Вторая стадия предусматривает разработку плана защиты и фор-

мирование политики безопасности, которая должна охватывать все

особенности процесса обработки информации, определяя поведение

системы в различных ситуациях.

План защиты содержит следующие разделы (группы сведений):

Текущее состояние системы (как результат работы первой стадии).

Рекомендации по реализации системы защиты.

Ответственность персонала.

Порядок ввода в действие средств защиты.

Порядок пересмотра плана и состава защиты.

Политика безопасности представляет собой некоторый набор требо-

ваний, прошедших соответствующую проверку, реализуемых при по-

219

мощи организационных мер и программно-технических средств и опре-

деляющих архитектуру системы защиты. Для конкретных организаций

политика безопасности должна быть индивидуальной, зависимой от

конкретной технологии обработки информации, используемых про-

фаммных и технических средств, расположения организации и т.д.

Третья стадия

— построение системы информационной безопас-

ности, т.е. реализация механизмов защиты как комплекса процедур

и средств обеспечения безопасности информации. В заключение

производится оценка надежности системы защиты, т.е. уровня обес-

печиваемой ею безопасности.

Функционирование системы информационной безопасности

направлено на реализацию принципа непрерывного развития. Не-

обходимо с определенной периодичностью анализировать текущее

состояние системы и вводить в действие новые средства защиты.

В этом отнощении интересна практика защиты информации в

США.

Американский специалист в области безопасности информации

А. Патток предлагает концепцию системного подхода к обеспечению

защиты конфиденциальной информации, получивщую название

«метод Opsec» (Operation Security).

Суть метода в том, чтобы пресечь, предотвратить или ограничить

утечку той части информации, которая позволит конкуренту опреде-

лить,

что осуществляет или планирует предприятие.

Процесс организации защиты информации по методу Opsec про-

водится регулярно и каждый раз поэтапно.

Первый этап (анализ объекта защиты) состоит в определении

того,

что нужно защищать.

Анализ проводится по следующим направлениям:

• определяется информация, которая нуждается в защите;

• выделяются наиболее важные элементы (критические) защи-

щаемой информации;

• определяется срок жизни критической информации (время, не-

обходимое конкуренту для реализации добытой информации);

• определяются ключевые элементы информации (индикаторы),

отражающие характер охраняемых сведений;

• классифицируются индикаторы по функциональным зонам

предприятия (производственно-технологические процессы,

система материально-технического обеспечения производства,

подразделения управления и т.д.).

Второй этап

предусматривает вьывление угроз:

• определяется, кого может заинтересовать защищаемая инфор-

мация;

• оцениваются методы, используемые конкурентами для полу-

чения этой информации;

220