III.III. Защита

Обеспечение информационной безопасности локальной сети - довольно сложная задача. Проблема заключается в том, что информации, в ней размещенной, угрожает множество самых разных опасностей. И, разрабатывая комплекс защитных мер, легко упустить какую-то из угроз. Ну а последствия, к которым приведет подобная ошибка, могут быть весьма и весьма печальными.

На сегодняшний день большинство экспертов при построении системы сетевой безопасности выделяют три главные цели: целостность, конфиденциальность и доступность данных. Помимо этого существуют и дополнительные задачи, определяемые отдельно для каждого проекта. Но подробно останавливаться мы на них не будем. Рассмотрим лучше главные цели, которые обязательны для любого проекта защиты локальной сети.

Самая главная цель системы сетевой защиты - целостность данных. Она подразумевает обеспечение полной сохранности оригинальной информации. В этом определении важно каждое слово. Под сохранностью понимается гарантия того, что информация не будет уничтожена в результате технических проблем или действий хакеров. Слово "оригинальная" означает, что данные не должны быть изменены в случае каких-либо неисправностей или подменены злоумышленниками. Обеспечение целостности информации - самая сложная задача в сетевой безопасности, поскольку нужно учесть очень большое число всевозможных угроз.

Вторая цель системы сетевой защиты - конфиденциальность информации. Сегодня многие люди склонны преувеличивать опасность, исходящую от хакеров и выносить эту задачу на первое место. Подобный подход в корне не верен. Для доказательства обратимся к статистике. Согласно последним исследованиям, примерно в половине всех случаев утери важной информации виноваты сбои в системе электропитания. Ну а большинство инцидентов из остальных повлекли за собой разнообразные технические сбои. На долю же хакеров и прочих злоумышленников остается совсем немного. Именно поэтому обеспечение конфиденциальности информации - всего лишь вторая по важности задача после сохранения ее целостности.

Третья и последняя главная цель любой системы сетевой безопасности - обеспечение доступности данных. Здесь подразумевается, что каждому пользователю в любой момент времени (естественно, за исключением особых случаев) должна быть доступна вся необходимая для работы информация. Обычно эта цель разбивается на две задачи. Первая - это обеспечение постоянной работоспособности всей необходимой аппаратуры: серверов, рабочих станций, принтеров и т. п. Вторая - разграничение доступа к информации между различными группами пользователей.

Под безопасностью информации понимается состояние защищенности информации, обрабатываемой средствами вычислительной техники или автоматизированной системы, от внутренних или внешних угроз.

Под целостностью понимается как способность средств вычислительной техники или автоматизированной системы обеспечивать неизменность вида и качества информации в условиях случайного искажения или угрозы разрушения. Согласно руководящему документу Гостехкомиссии России “Защита от несанкционированного доступа к информации. Термины и определения” угрозы безопасности и целостности состоят в потенциально возможных воздействиях на вычислительную систему, которые прямо или косвенно могут нанести ущерб безопасности и целостности информации, обрабатываемой системой.

Ущерб целостности информации состоит в ее изменении, приводящем к нарушению ее вида или качества.

Ущерб безопасности подразумевает нарушение состояния защищенности содержащейся в вычислительной системе информации путем осуществления несанкционированного доступа к объектам вычислительной системы.

Несанкционированный доступ определяется как доступ к информации, нарушающий правила разграничения доступа с использованием штатных средств, предоставляемых вычислительными системами. Можно ввести более простое определение несанкционированному доступу: несанкционированный доступ заключается в получении пользователем или программой доступа к объекту, разрешение на который в соответствии с принятой в системе политикой безопасности отсутствует.

Архитектура локальной вычислительной сети и технология ее функционирования позволяет злоумышленнику находить или специально создавать лазейки для скрытого доступа к информации, причем многообразие и разнообразие даже известных фактов злоумышленных действий дает достаточные основания предполагать, что таких лазеек существует или может быть создано много.

В настоящее время существуют следующие пути несанкционированного получения информации (каналы утечки информации):

• применение подслушивающих устройств;

• дистанционное фотографирование;

• перехват электромагнитных излучений;

• хищение носителей информации и производственных отходов;

• считывание данных в массивах других пользователей;

• копирование носителей информации;

• несанкционированное использование терминалов;

• маскировка под зарегистрированного пользователя с помощью хищения паролей и других реквизитов разграничения доступа;

• использование программных ловушек;

• получение защищаемых данных с помощью серии разрешенных запросов;

• использование недостатков языков программирования и операционных систем;

• преднамеренное включение в библиотеки программ специальных блоков типа “троянских коней”;

• незаконное подключение к аппаратуре или линиям связи вычислительной системы;

• злоумышленный вывод из строя механизмов защиты.

Для решения проблемы защиты информации основными средствами, используемыми для создания механизмов защиты принято считать:

Технические средства - реализуются в виде электрических, электромеханических, электронных устройств. Технические средства подразделяются на:

• аппаратные - устройства, встраиваемые непосредственно в аппаратуру, или устройства, которые сопрягаются с аппаратурой ЛВС по стандартному интерфейсу (схемы контроля информации по четности, схемы защиты полей памяти по ключу, специальные регистры);

• физические - реализуются в виде автономных устройств и систем (электронно-механическое оборудование охранной сигнализации и наблюдения. Замки на дверях, решетки на окнах).

Программные средства - программы, специально предназначенные для выполнения функций, связанных с защитой информации.

В ходе развития концепции защиты информации специалисты пришли к выводу, что использование какого-либо одного из выше указанных способов защиты, не обеспечивает надежного сохранения информации. Необходим комплексный подход к использованию и развитию всех средств и способов защиты информации.

Способы защиты информации в ЛВС включают в себя следующие элементы:

1. Препятствие - физически преграждает злоумышленнику путь к защищаемой информации (на территорию и в помещения с аппаратурой, носителям информации).

2. Управление доступом - способ защиты информации регулированием использования всех ресурсов системы (технических, программных средств, элементов данных).

Управление доступом включает следующие функции защиты:

• идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы, причем под идентификацией понимается присвоение каждому названному выше объекту персонального имени, кода, пароля и опознание субъекта или объекта по предъявленному им идентификатору;

• проверку полномочий, заключающуюся в проверке соответствия дня недели, времени суток, а также запрашиваемых ресурсов и процедур установленному регламенту;

• разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;

• регистрацию обращений к защищаемым ресурсам;

• реагирование (задержка работ, отказ, отключение, сигнализация) при попытках несанкционированных действий.

3. Маскировка - способ защиты информации в ЛВС путем ее криптографического преобразования. При передаче информации по линиям связи большой протяженности криптографическое закрытие является единственным способом надежной ее защиты.

4. Регламентация - заключается в разработке и реализации в процессе функционирования ЛВС комплексов мероприятий, создающих такие условия автоматизированной обработки и хранения в ЛВС защищаемой информации, при которых возможности несанкционированного доступа к ней сводились бы к минимуму. Для эффективной защиты необходимо строго регламентировать структурное построение ЛВС (архитектура зданий, оборудование помещений, размещение аппаратуры), организацию и обеспечение работы всего персонала, занятого обработкой информации.

5. Принуждение - пользователи и персонал ЛВС вынуждены соблюдать правила обработки и использования защищаемой информации под угрозой материальной, административной или уголовной ответственности.

Рассмотренные способы защиты информации реализуются применением различных средств защиты, причем различают технические, программные, организационные, законодательные и морально-этические средства.

Организационными средствами защиты называются организационно-правовые мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации ЛВС для обеспечения защиты информации. Организационные мероприятия охватывают все структурные элементы ЛВС на всех этапах: строительство помещений, проектирование системы, монтаж и наладка оборудования, испытания и проверки, эксплуатация.

К законодательным средствам защиты относятся законодательные акты страны, которыми регламентируются правила использования и обработки информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

К морально-этическим средствам защиты относятся всевозможные нормы, которые сложились традиционно или складываются по мере распространения вычислительных средств в данной стране или обществе. Эти нормы большей частью не являются обязательными, как законодательные меры, однако несоблюдение их ведет обычно к потере авторитета, престижа человека или группы лиц.

Идентификацию и аутентификацию можно считать основой программно-технических средств безопасности, поскольку остальные сервисы рассчитаны на обслуживание именованных субъектов. Идентификация и аутентификация - это первая линия обороны, "проходная" информационного пространства организации.

Надежная идентификация и аутентификация затруднена по ряду принципиальных причин.

Во-первых, компьютерная система основывается на информации в том виде, в каком она была получена; строго говоря, источник информации остается неизвестным. Например, злоумышленник мог воспроизвести ранее перехваченные данные. Следовательно, необходимо принять меры для безопасного ввода и передачи идентификационной и аутентификационной информации; в сетевой среде это сопряжено с особыми трудностями.

Во-вторых, почти все аутентификационные сущности можно узнать, украсть или подделать.

В-третьих, имеется противоречие между надежностью аутентификации с одной стороны, и удобствами пользователя и системного администратора с другой. Так, из соображений безопасности необходимо с определенной частотой просить пользователя повторно вводить аутентификационную информацию (ведь на его место мог сесть другой человек), а это повышает вероятность подглядывания за вводом.

В-четвертых, чем надежнее средство защиты, тем оно дороже.

Необходимо искать компромисс между надежностью, доступностью по цене и удобством использования и администрирования средств идентификации и аутентификации. Обычно компромисс достигается за счет комбинирования двух первых из перечисленных базовых механизмов проверки подлинности.

Наиболее распространенным средством аутентификации являются пароли. Система сравнивает введенный и ранее заданный для данного пользователя пароль; в случае совпадения подлинность пользователя считается доказанной. Другое средство, постепенно набирающее популярность и обеспечивающее наибольшую эффективность, - секретные криптографические ключи пользователей.

Главное достоинство парольной аутентификации - простота и привычность. Пароли давно встроены в операционные системы и иные сервисы. При правильном использовании пароли могут обеспечить приемлемый для многих организаций уровень безопасности. Тем не менее по совокупности характеристик их следует признать самым слабым средством проверки подлинности. Надежность паролей основывается на способности помнить их и хранить в тайне. Ввод пароля можно подсмотреть. Пароль можно угадать методом подбора. Если файл паролей зашифрован, но доступен на чтение, его можно перекачать к себе на компьютер и попытаться подобрать пароль, запрограммировав полный перебор.

Пароли уязвимы по отношению к электронному перехвату - это наиболее принципиальный недостаток, который нельзя компенсировать улучшением администрирования или обучением пользователей. Практически единственный выход - использование криптографии для шифрования паролей перед передачей по линиям связи или вообще их не передавать.

Тем не менее следующие меры позволяют значительно повысить надежность парольной защиты:

• наложение технических ограничений (пароль должен быть не слишком коротким, он должен содержать буквы, цифры, знаки пунктуации и т.п.);

• управление сроком действия паролей, их периодическая смена;

• ограничение доступа к файлу паролей;

• ограничение числа неудачных попыток входа в систему, что затруднит применение метода подбора;

• обучение и воспитание пользователей;

• использование программных генераторов паролей, которые, основываясь на несложных правилах, могут порождать только благозвучные и, следовательно, запоминающиеся пароли.

Устройства контроля биометрических характеристик сложны и недешевы, поэтому пока они применяются только в специфических организациях с высокими требованиями к безопасности.

Очень важной и трудной задачей является администрирование службы идентификации и аутентификации. Необходимо постоянно поддерживать конфиденциальность, целостность и доступность соответствующей информации, что особенно непросто в сетевой разнородной среде. Целесообразно, наряду с автоматизацией, применить максимально возможную централизацию информации. Достичь этого можно применяя выделенные серверы проверки подлинности или средства централизованного администрирования. Некоторые операционные системы предлагают сетевые сервисы, которые могут служить основой централизации административных данных.

Централизация облегчает работу не только системным администраторам, но и пользователям, поскольку позволяет реализовать важную концепцию единого входа. Единожды пройдя проверку подлинности, пользователь получает доступ ко всем ресурсам сети в пределах своих полномочий.

Средства управления доступом позволяют специфицировать и контролировать действия, которые субъекты - пользователи и процессы могут выполнять над объектами - информацией и другими компьютерными ресурсами. Речь идет о логическом управлении доступом, который реализуется программными средствами. Логическое управление доступом - это основной механизм многопользовательских систем, призванный обеспечить конфиденциальность и целостность объектов и, до некоторой степени, их доступность путем запрещения обслуживания неавторизованных пользователей. Задача логического управления доступом состоит в том, чтобы для каждой пары (субъект - объект) определить множество допустимых операций, зависящее от некоторых дополнительных условий, и контролировать выполнение установленного порядка.

Контроль прав доступа производится разными компонентами программной среды - ядром операционной системы, дополнительными средствами безопасности, системой управления базами данных, посредническим программным обеспечением и т.д.

При принятии решения о предоставлении доступа обычно анализируется следующая информация.

• Идентификатор субъекта (идентификатор пользователя, сетевой адрес компьютера). Подобные идентификаторы являются основой добровольного управления доступом.

• Атрибуты субъекта (метка безопасности, группа пользователя). Метки безопасности - основа принудительного управления доступом.

• Место действия (системная консоль, надежный узел сети).

• Время действия (большинство действий целесообразно разрешать только в рабочее время).

• Внутренние ограничения сервиса (число пользователей согласно лицензии на программный продукт).

Удобной надстройкой над средствами логического управления доступом является ограничивающий интерфейс, когда пользователя лишают самой возможности попытаться совершить несанкционированные действия, включив в число видимых ему объектов только те, к которым он имеет доступ.

Встроенные средства защиты информации в сетевых ОС доступны, но не всегда, как уже отмечалось, могут полностью решить возникающие на практике проблемы. Например, сетевые ОС NetWare 3.x, 4.x позволяют осуществить надежную «эшелонированную» защиту данных от аппаратных сбоев и повреждений. Система SFT (System Fault Tolerance - система устойчивости к отказам) фирмы Novell предусматривает три основных уровня.

• SFT Level I. Первый уровень предусматривает, в частности, создание дополнительных копий FAT и Directory Entries Tables, немедленную верификацию каждого в'новь записанного на файловый сервер блока данных, а также резервирование на каждом жестком диске около 2% от объема диска. При обнаружении сбоя данные перенаправляются в зарезервированную область диска, а сбойный блок помечается как «плохой» и в дальнейшем не используется.

• SFT Level II содержит дополнительно возможности создания «зеркальных» дисков, а также дублирования дисковых контроллеров, источников питания и интерфейсных кабелей.

• SFT Level III позволяет использовать в локальной сети дублированные серверы, один из которых является «главным», а второй, содержащий копию всей информации, вступает в работу в случае выхода «главного» сервера из строя.

• Система контроля и ограничения прав доступа в сетях NetWare (защита от несанкционированного доступа) также содержит несколько уровней.

• Уровень начального доступа (включает имя и пароль пользователя, систему учетных ограничений типа явного разрешения или запрещения работы, допустимого времени работы в сети, места на жестком диске, занимаемого личными файлами данного пользователя, и т.д.).

• Уровень прав пользователей («персональные» ограничения на выполнение отдельных операций и/или ограничения на работу данного пользователя как члена определенного подразделения, в отдельных частях файловой системы сети).

• Уровень атрибутов каталогов и файлов (ограничения на выполнение отдельных операций типа удаления, редактирования или создания, идущие со стороны файловой системы и касающиеся всех пользователей, пытающихся работать с данными каталогами или файлами).

• Уровень консоли файл-сервера (блокирование клавиатуры файл-сервера на время отсутствия сетевого администратора до ввода им специального пароля).

• Однако полагаться на эту часть системы защиты информации в ОС NetWare можно не всегда. Свидетельством тому являются многочисленные инструкции в Internet и готовые доступные программы, позволяющие взломать те или иные элементы защиты от несанкционированного доступа. То же замечание справедливо по отношению к другим мощным сетевым ОС со встроенными средствами защиты информации (Windows NT, UNIX).

Дело в том, что защита информации - это только часть из многочисленных задач, решаемых сетевыми ОС. «Выпячивание» одной из функций в ущерб другим (при понятных разумных ограничениях на объем, занимаемый данной ОС на жестком диске) не может быть магистральным направлением развития таких программных продуктов общего назначения, которыми являются сетевые ОС.

В то же время в связи с остротой проблемы защиты информации наблюдается тенденция интеграции (встраивания) отдельных, хорошо зарекомендовавших себя и ставших стандартными средств в сетевые ОС или разработка собственных «фирменных» аналогов известным программам защиты информации. Так, в сетевой ОС NetWare 4.1 предусмотрена возможность кодирования данных по принципу «открытого ключа» (алгоритм RSA) с формированием электронной подписи для передаваемых по сети пакетов.

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.

Firewalls - 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.

Proxy-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).