Информационная безопасность

Информационная безопасность.

Информационная безопасность - это cистема, позволяющая выявлять уязвимые места организации, опасности, угрожающие ей, и справляться с ними. К сожалению, известно много примеров, когда продукты, считающиеся "лекарством на все случаи жизни", на самом деле уводили в сторону от выработки надлежащих способов эффективной защиты. Свою лепту вносили их производители, заявляющие о том, что именно их продукт решает все проблемы безопасности.

В онлайновом словаре дается следующее определение информации:

сведения, полученные при исследовании, изучении или обучении;

известия, новости, факты, данные;

команды или символы представления данных (в системах связи или в компьютере);

знания (сообщения, экспериментальные данные, изображения), меняющие концепцию, полученную в результате физического или умственного опыта.

Безопасность определяется следующим образом: свобода от опасности, сохранность; свобода от страха или беспокойства.

Если мы объединим эти два понятия вместе, то получим определение информационной безопасности - меры, принятые для предотвращения несанкционированного использования, злоупотребления, изменения сведений, фактов, данных или аппаратных средств либо отказа в доступе к ним.

Как следует из определения, информационная безопасность не обеспечивает абсолютную защиту. Вы построите самую прочную крепость в мире - и тут же появится кто-то с еще более мощным тараном. Информационная безопасность - это предупредительные действия, которые позволяют защитить информацию и оборудование от угроз и использования их уязвимых мест.

Краткая история безопасности

Способы защиты информации и других ресурсов постоянно меняются, как меняется наше общество и технологии. Очень важно понять это, чтобы выработать правильный подход к обеспечению безопасности. Поэтому давайте немного познакомимся с ее историей, чтобы избежать повторения прошлых ошибок.

Физическая безопасность

На заре цивилизации ценные сведения сохранялись в материальной форме: вырезались на каменных табличках, позже записывались на бумагу. Для их защиты использовались такие же материальные объекты: стены, рвы и охрана.

К сожалению, физическая защита имела один недостаток. При захвате сообщения враги узнавали все, что было написано в нем. Еще Юлий Цезарь принял решение защищать ценные сведения в процессе передачи. Он изобрел шифр Цезаря. Этот шифр позволял посылать сообщения, которые никто не мог прочитать в случае перехвата.

Данная концепция получила свое развитие во время Второй мировой войны. Германия использовала машину под названием Enigma для шифрования сообщений, посылаемых воинским частям.

   Шифровальная машина Enigma

Немцы считали, что машину Enigma практически невозможно было взломать. Ее действительно было бы очень трудно взломать - если бы не ошибки операторов, позволившие союзникам прочитать некоторые сообщения. В военном деле обычно применяли кодовые слова для обозначения географических пунктов и боевых подразделений. Япония заменяла названия кодовыми словами, так что понять их сообщения было очень сложно даже после взлома шифровального кода.

Если не считать ошибок при использовании шифровальных систем, сложный шифр очень трудно взломать. Поэтому шел постоянный поиск других способов перехвата информации, передаваемой в зашифрованном виде.

В 1950 г. было установлено, что доступ к сообщениям возможен посредством просмотра электронных сигналов, возникающих при их передаче по телефонным линиям (рис. 1.2).

Работа любых электронных систем сопровождается излучением, в том числе телетайпов и блоков шифрования, используемых для передачи зашифрованных сообщений. Блок шифрования посылает зашифрованное сообщение по телефонной линии, а вместе с ним передается и электрический сигнал от исходного сообщения. Следовательно, при наличии хорошей аппаратуры исходное сообщение можно восстановить.

Электронные сигналы "обходят" шифрование

Проблема защиты излучения привела к созданию в Соединенных Штатах Америки программы "TEMPEST". Эта программа разработала стандарты на электрическое излучение компьютерных систем, используемых в секретных организациях. Целью программы было уменьшение уровня излучения, которое могло бы быть использовано для сбора информации.

При передаче сообщений по телеграфу достаточно было обеспечить защиту коммуникаций и излучения. Затем появились компьютеры, на которые были перенесены в электронном формате информационные ресурсы организаций. Спустя какое-то время работать на компьютерах стало проще, и многие пользователи научились общаться с ними в режиме интерактивного диалога. К информации теперь мог обратиться любой пользователь, вошедший в систему. Возникла потребность в защите компьютеров.

В начале 70-х гг. XX века Дэвид Белл и Леонард Ла Падула разработали модель безопасности для операций, производимых на компьютере. Эта модель базировалась на правительственной концепции уровней классификации информации (несекретная, конфиденциальная, секретная, совершенно секретная) и уровней допуска. Если человек (субъект) имел уровень допуска выше, чем уровень файла (объекта) по классификации, то он получал доступ к файлу, в противном случае доступ отклонялся. Эта концепция нашла свою реализацию в стандарте 5200.28 "Trusted Computing System Evaluation Criteria" (TCSEC) ("Критерий оценки безопасности компьютерных систем"), разработанном в 1983 г. Министерством обороны США. Из-за цвета обложки он получил название "Оранжевая книга". "Оранжевая книга" ранжировала компьютерные системы в соответствии со  шкалой.

"Оранжевая книга" определяла для каждого раздела функциональные требования и требования гарантированности. Система должна была удовлетворять этим требованиям, чтобы соответствовать определенному уровню сертификации.

При составлении других критериев были сделаны попытки разделить функциональные требования и требования гарантированности. Эти разработки вошли в "Зеленую книгу" Германии в 1989 г., в "Критерии Канады" в 1990 г., "Критерии оценки безопасности информационных технологий" (ITSEC) в 1991 г. и в "Федеральные критерии" (известные как Common Criteria - "Общие критерии") в 1992 г. Каждый стандарт предлагал свой способ сертификации безопасности компьютерных систем. ITSEC и Common Criteria продвинулись дальше остальных, оставив функциональные требования фактически не определенными.

Защита информации

В реальной жизни надежная защита - это объединение всех способов защиты (рис. 1.3). Надежная физическая защита необходима для обеспечения сохранности материальных активов - бумажных носителей и систем. Защита коммуникаций (COMSEC) отвечает за безопасность при передаче информации. Защита излучения (EMSEC) необходима, если противник имеет мощную аппаратуру для чтения электронной эмиссии от компьютерных систем. Компьютерная безопасность (COMPUSEC) нужна для управления доступом в компьютерных системах, а безопасность сети (NETSEC) - для защиты локальных сетей. В совокупности все виды защиты обеспечивают информационную безопасность (INFOSEC).

Информационная безопасность включает множество аспектов безопасности

До настоящего времени не разработан процесс сертификации компьютерных систем, подтверждающий обеспечиваемую безопасность. Для большинства предлагаемых решений технологии слишком быстро ушли вперед. Лабораторией техники безопасности США (Underwriters Laboratory) была предложена новая концепция безопасности, согласно которой необходимо создать центр сертификации, удостоверяющий безопасность различных продуктов. Если совершено проникновение в систему, пользователи которой работали с несертифицированным продуктом, то это следует расценивать как халатное отношение к безопасности администраторов этой системы.

Определение безопасности как процесса

Очевидно, что нельзя полагаться на один вид защиты для обеспечения безопасности информации. Не существует и единственного продукта, реализующего все необходимые способы защиты для компьютеров и сетей. К сожалению, многие разработчики претендуют на то, что только их продукт может справиться с этой задачей. На самом деле это не так. Для всесторонней защиты информационных ресурсов требуется множество различных продуктов. Об этом и пойдет речь в следующих разделах.

Антивирусное программное обеспечение

Антивирусное программное обеспечение является неотъемлемой частью надежной программы безопасности. При его правильной настройке значительно уменьшается риск воздействия вредоносных программ Но никакая антивирусная программа не защитит организацию от злоумышленника, использующего для входа в систему законную программу, или от легального пользователя, пытающегося получить несанкционированный доступ к файлам

Любая компьютерная система в пределах организации ограничивает доступ к файлам, идентифицируя пользователя, который входит в систему. При правильной настройке системы, при установке необходимых разрешений для легальных пользователей существует ограничение на использование файлов, к которым у них нет доступа. Однако система управления доступом не обеспечит защиту, если злоумышленник через уязвимые места получит доступ к файлам как администратор. Такое нападение будет считаться легальными действиями администратора.

Межсетевые экраны

Межсетевой экран (firewall) - это устройство управления доступом, защищающее внутренние сети от внешних атак. Оно устанавливается на границе между внешней и внутренней сетью. Правильно сконфигурированный межсетевой экран является важнейшим устройством защиты. Однако он не сможет предотвратить атаку через разрешенный канал связи. Например, при разрешении доступа к веб-серверу с внешней стороны и наличии слабого места в его программном обеспечении межсетевой экран пропустит эту атаку, поскольку открытое веб-соединение необходимо для работы сервера. Межсетевой экран не защитит от внутренних пользователей, поскольку они уже находятся внутри системы. Под внутреннего пользователя может замаскироваться злоумышленник. Рассмотрим организацию, имеющую беспроводные сети. При неправильной настройке внутренней беспроводной сети злоумышленник, сидя на стоянке для автомобилей, сможет перехватывать данные из этой сети, при этом его действия будут выглядеть как работа пользователя внутри системы. В этом случае межсетевой экран не поможет.

Смарт-карты

Аутентификация (установление подлинности) личности может быть выполнена при использовании трех вещей: того, что вы знаете, того, что вы имеете, или того, чем вы являетесь. Исторически для идентификации личности в компьютерных системах применялись пароли (то, что вы знаете). Но оказалось, что надеяться на пароли особо не следует. Пароль можно угадать, либо пользователь запишет его на клочке бумаги - и пароль узнают все. Решает эту проблему применение других методов аутентификации.

Для установления личности используются смарт-карты, и таким образом уменьшается риск угадывания пароля. Однако если смарт-карта украдена, и это - единственная форма установления подлинности, то похититель сможет замаскироваться под легального пользователя компьютерной системы. Смарт-карты не смогут предотвратить атаку с использованием уязвимых мест, поскольку они рассчитаны на правильный вход пользователя в систему.

Еще одна проблема - это стоимость смарт-карт, ведь за каждую нужно заплатить от 50 до 100 долларов. Организации с большим количеством служащих потребуются серьезные затраты на оплату такой безопасности.

Биометрия

Биометрические системы - еще один механизм аутентификации (они - то, чем вы являетесь), значительно уменьшающий вероятность угадывания пароля. Существует множество биометрических сканеров для верификации следующего:

отпечатков пальцев;

сетчатки/радужной оболочки;

отпечатков ладоней;

конфигурации руки;

конфигурации лица;

голоса.

Каждый метод предполагает использование определенного устройства для идентификации человеческих характеристик. Обычно эти устройства довольно сложны, чтобы исключить попытки обмана. Например, при снятии отпечатков пальцев несколько раз проверяются температура и пульс. При использовании биометрии возникает множество проблем, включая стоимость развертывания считывающих устройств и нежелание сотрудников их использовать.

Обнаружение вторжения

Системы обнаружения вторжения (Intrusion Detection System, IDS) неоднократно рекламировались как полное решение проблемы безопасности. Многие IDS позиционировались на рынке как системы, способные остановить атаки до того, как они успешно осуществятся. Кроме того, появились новые системы - системы предотвращения вторжения (Intrusion Prevention System, IPS). Следует заметить, что никакая система обнаружения вторжения не является устойчивой к ошибкам, она не заменит надежную программу безопасности или практику безопасности. С помощью этих систем нельзя выявить законных пользователей, пытающих получить несанкционированный доступ к информации.

Системы обнаружения вторжения с автоматической поддержкой защиты отдельных участков создают дополнительные проблемы. Представьте, что система IDS настроена на блокировку доступа с предполагаемых адресов нападения. В это время ваш клиент сгенерировал трафик, который по ошибке был идентифицирован системой как возможная атака. Не удивляйтесь потом, что этот клиент больше не захочет иметь с вами дело!

Управление политиками

Политики и управление ими - важные компоненты надежной программы безопасности. С их помощью организация получает сведения о системах, не соответствующих установленным политикам. Однако этот компонент не учитывает наличие уязвимых мест в системах или неправильную конфигурацию прикладного программного обеспечения, что может привести к успешному проникновению в систему. Управление политиками не гарантирует, что пользователи не будут пренебрежительно относиться к своим паролям или не передадут их злоумышленникам.

Сканирование на наличие уязвимых мест

Сканирование компьютерных систем на наличие уязвимых мест играет важную роль в программе безопасности. Оно позволит выявить потенциальные точки для вторжения и предпринять немедленные меры для повышения безопасности. Однако такое исследование не остановит легальных пользователей, выполняющих несанкционированный доступ к файлам, не обнаружит злоумышленников, которые уже проникли в систему через "прорехи" в конфигурации.

Шифрование

Шифрование - важнейший механизм защиты информации при передаче. С помощью шифрования файлов можно обеспечить также безопасность информации при хранении. Однако служащие организации должны иметь доступ к этим файлам, а система шифрования не сможет различить законных и незаконных пользователей, если они представят одинаковые ключи для алгоритма шифрования. Для обеспечения безопасности при шифровании необходим контроль за ключами шифрования и системой в целом.

Механизмы физической защиты

Физическая защита - единственный способ комплексной защиты компьютерных систем и информации. Ее можно выполнить относительно дешево. Для этого выройте яму глубиной 20 метров, поместите в нее важные системы и сверху залейте бетоном. Все будет в полной безопасности! К сожалению, появятся проблемы с сотрудниками, которым нужен доступ к компьютерам для нормальной работы.

Даже при наличии механизмов физической защиты, тщательно расставленных по своим местам, вам придется дать пользователям доступ к системе - и ей скоро придет конец! Физическая защита не предотвратит атаку с использованием легального доступа или сетевую атаку.

Во время работы компьютерных систем часто возникают различные проблемы. Некоторые - по чьей-то оплошности, а некоторые являются результатом злоумышленных действий. В любом случае при этом наносится ущерб. Поэтому будем называть такие события атаками, независимо от причин их возникновения.

Существуют четыре основных категории атак:

атаки доступа;

атаки модификации;

атаки на отказ в обслуживании;

атаки на отказ от обязательств.

Давайте подробно рассмотрим каждую категорию. Существует множество способов выполнения атак: при помощи специально разработанных средств, методов социального инжиниринга, через уязвимые места компьютерных систем. При социальном инжиниринге для получения несанкционированного доступа к системе не используются технические средства. Злоумышленник получает информацию через обычный телефонный звонок или проникает внутрь организации под видом ее служащего. Атаки такого рода наиболее разрушительны.

Атаки, нацеленные на захват информации, хранящейся в электронном виде, имеют одну интересную особенность: информация не похищается, а копируется. Она остается у исходного владельца, но при этом ее получает и злоумышленник. Таким образом, владелец информации несет убытки, а обнаружить момент, когда это произошло, очень трудно.

Определение атаки доступа

Атака доступа - это попытка получения злоумышленником информации, для просмотра которой у него нет разрешений. Осуществление такой атаки возможно везде, где существует информация и средства для ее передачи (рис. 2.1). Атака доступа направлена на нарушение конфиденциальности информации.

Атака доступа возможна везде, где существуют информация и средства для ее передачи

Подсматривание

Подсматривание (snooping) - это просмотр файлов или документов для поиска интересующей злоумышленника информации. Если документы хранятся в виде распечаток, то злоумышленник будет вскрывать ящики стола и рыться в них. Если информация находится в компьютерной системе, то он будет просматривать файл за файлом, пока не найдет нужные сведения.

Подслушивание

Когда кто-то слушает разговор, участником которого он не является, это называется подслушиванием (eavesdropping). Для получения несанкционированного доступа к информации злоумышленник должен находиться поблизости от нее. Очень часто при этом он использует электронные устройства.

Внедрение беспроводных сетей увеличило вероятность успешного прослушивания. Теперь злоумышленнику не нужно находиться внутри системы или физически подключать подслушивающее устройство к сети. Вместо этого во время сеанса связи он располагается на стоянке для автомобилей или вблизи здания.

Появление беспроводных сетей создало многочисленные проблемы безопасности, открыв несанкционированный доступ злоумышленников к внутренним сетям. Эти проблемы будут подробно рассмотрены далее.

Подслушивание

Перехват

В отличие от подслушивания перехват (interception) - это активная атака. Злоумышленник захватывает информацию в процессе ее передачи к месту назначения. После анализа информации он принимает решение о разрешении или запрете ее дальнейшего прохождения

  Перехват

Как выполняются атаки доступа

Атаки доступа принимают различные формы в зависимости от способа хранения информации: в виде бумажных документов или в электронном виде на компьютере.

Документы

Если необходимая злоумышленнику информация хранится в виде бумажных документов, ему потребуется доступ к этим документам. Они, возможно, отыщутся в следующих местах:

в картотеках;

в ящиках столов или на столах;

в факсе или принтере;

в мусоре;

в архиве.

Следовательно, злоумышленнику необходимо физически проникнуть во все эти места. Если он является служащим данной организации, то сможет попасть в помещения с картотекой. Письменные столы он найдет в незапертых офисах. Факсы и принтеры обычно располагаются в общедоступных местах, и люди имеют привычку оставлять там распечатанные документы. Даже если все офисы закрыты, можно покопаться в мусорных корзинках, выставленных в холл для очистки. А вот архивы станут для взломщика проблемой, особенно если они принадлежат разработчикам и расположены в охраняемом месте.

Замки на дверях, возможно, и остановят кого-то, но всегда отыщутся помещения, оставленные открытыми на время обеда. Замки на ящиках картотеки и в столах относительно просты, их можно легко открыть отмычкой, особенно если знать, как это делается.

Физический доступ - это ключ к получению данных. Следует заметить, что надежная защита помещений оградит данные только от посторонних лиц, но не от служащих организации или внутренних пользователей.

Информация в электронном виде

Информация в электронном виде хранится:

на рабочих станциях;

на серверах;

в портативных компьютерах;

на флоппи-дисках;

на компакт-дисках;

на резервных магнитных лентах.

Злоумышленник может просто украсть носитель данных (дискету, компакт-диск, резервную магнитную ленту или портативный компьютер). Иногда это сделать легче, чем получить доступ к файлам, хранящимся в компьютерах.

Если злоумышленник имеет легальный доступ к системе, он будет анализировать файлы, просто открывая один за другим. При должном уровне контроля над разрешениями доступ для нелегального пользователя будет закрыт, а попытки доступа зарегистрированы в журналах.

Правильно настроенные разрешения предотвратят случайную утечку информации. Однако серьезный взломщик постарается обойти систему контроля и получить доступ к нужной информации. Существует большое количество уязвимых мест, которые помогут ему в этом.

При прохождении информации по сети к ней можно обращаться, прослушивая передачу. Взломщик делает это, устанавливая в компьютерной системе сетевой анализатор пакетов (sniffer). Обычно это компьютер, сконфигурированный для захвата всего сетевого трафика (не только трафика, адресованного данному компьютеру). Для этого взломщик должен повысить свои полномочия в системе или подключиться к сети (рис. 2.2). Анализатор настроен на захват любой информации, проходящей по сети, но особенно - на пользовательские идентификаторы и пароли.

Как уже говорилось выше, появление беспроводной технологии позволяет взломщикам перехватывать трафик без физического доступа к системе. Беспроводные сигналы считываются на довольно большом расстоянии от их источника:

на других этажах здания;

на автомобильной стоянке;

на улице рядом со зданием.

Подслушивание выполняется и в глобальных компьютерных сетях типа выделенных линий и телефонных соединений. Однако такой тип перехвата требует наличия соответствующей аппаратуры и специальных знаний. В этом случае наиболее удачным местом для размещения подслушивающего устройства является шкаф с электропроводкой.

Перехват возможен даже в системах оптико-волоконной связи с помощью специализированного оборудования, обычно выполняется квалифицированным взломщиком.

Информационный доступ с использованием перехвата - одна из сложнейших задач для злоумышленника. Чтобы добиться успеха, он должен поместить свою систему в линии передачи между отправителем и получателем информации. В интернете это выполняется посредством изменения разрешения имени, в результате чего имя компьютера преобразуется в неправильный адрес (рис. 2.4). Трафик перенаправляется к системе атакующего вместо реального узла назначения. При соответствующей настройке такой системы отправитель так и не узнает, что его информация не дошла до получателя.

Вопрос. Что можно рассказать о так называемом "вочокинге" (от англ. warchalking)?

Ответ. Этот термин означает нанесение мелом специальных знаков на тротуарах около зданий офисов. Такие отметки сигнализируют взломщикам о наличии поблизости беспроводных сетей. Более подробная информация находится по адресу http://www.warchalking.org/.

Перехват возможен и во время действительного сеанса связи. Такой тип атаки лучше всего подходит для захвата интерактивного трафика типа telnet. В этом случае взломщик должен находиться в том же сегменте сети, где расположены клиент и сервер. Злоумышленник ждет, когда легальный пользователь откроет сессию на сервере, а затем с помощью специализированного программного обеспечения занимает сессию уже в процессе работы. Взломщик получает на сервере те же привилегии, что и пользователь.

При перехвате используется неправильная информация о разрешении имени

Перехват более опасен, чем прослушивание, он означает направленную атаку против человека или организации.

Определение атаки модификации

Атака модификации - это попытка неправомочного изменения информации. Такая атака возможна везде, где существует или передается информация; она направлена на нарушение целостности информации

Замена

Одним из видов атаки модификации является замена существующей информации, например, изменение заработной платы служащего. Атака замены направлена как против секретной, так и общедоступной информации.

Добавление

Другой тип атаки - добавление новых данных, например, в информацию об истории прошлых периодов. Взломщик выполняет операцию в банковской системе, в результате чего средства со счета клиента перемещаются на его собственный счет.

Удаление

Атака удаления означает перемещение существующих данных, например, аннулирование записи об операции из балансового отчета банка, в результате чего снятые со счета денежные средства остаются на нем.

Как выполняются атаки модификации

Как и атаки доступа, атаки модификации выполняются по отношению к информации, хранящейся в виде бумажных документов или в электронном виде на компьютере

Документы

Документы сложно изменить так, чтобы этого никто не заметил: при наличии подписи (например, в контракте) нужно позаботиться о ее подделке, скрепленный документ необходимо аккуратно собрать заново.

При наличии копий документа их тоже нужно переделать, как и исходный. А поскольку практически невозможно найти все копии, подделку заметить очень легко.

Очень трудно добавлять или удалять записи из журналов операций. Во-первых, информация в них расположена в хронологическом порядке, поэтому любое изменение будет сразу замечено. Лучший способ - изъять документ и заменить новым. Для атак такого рода необходим физический доступ к информации.

Информация, хранящаяся в электронном виде

Модифицировать информацию, хранящуюся в электронном виде, значительно легче. Учитывая, что взломщик имеет доступ к системе, такая операция оставляет после себя минимум улик. При отсутствии санкционированного доступа к файлам атакующий сначала должен обеспечить себе вход в систему или удалить разрешения файла. Атаки такого рода используют уязвимые места систем, например, "бреши" в безопасности сервера, позволяющие заменить домашнюю страницу.

Изменение файлов базы данных или списка транзакций должно выполняться очень осторожно. Транзакции нумеруются последовательно, и удаление или добавление неправильных операционных номеров будет замечено. В этих случаях необходимо основательно поработать во всей системе, чтобы воспрепятствовать обнаружению.

Труднее произвести успешную атаку модификации при передаче информации. Лучший способ - сначала выполнить перехват интересующего трафика, а затем внести изменения в информацию перед ее отправкой к пункту назначения.