1) Кража пароля:

-          подглядывание за пользователем, когда тот вводит пароль, дающий право на работу с операционной системой (даже если во время ввода пароль не высвечивается на экране дисплея, злоумышленник может легко узнать пароль, просто следя за перемещением пальцев пользователя по клавиатуре);

-          получение пароля из файла, в котором этот пароль был сохранен пользователем, не желающим затруднять себя вводом пароля при подключении к сети (как правило, такой пароль хранится в файле в незашифрованном виде);

-          поиск пароля, который пользователи, чтобы не забыть, записывают на календарях, в записных книжках или на оборотной стороне компьютерных клавиатур (особенно часто подобная ситуация встречается, если администраторы заставляют пользователей применять трудно запоминаемые пароли);

-          кража внешнего носителя парольной информации (дискеты или электронного ключа, на которых хранится пароль пользователя, предназначенный для входа в операционную систему);

-          полный перебор всех возможных вариантов пароля;

-          подбор пароля по частоте встречаемости символов, с помощью словарей наиболее часто применяемых паролей, с привлечением знаний о конкретном пользователе — его имени, фамилии, номера телефона, даты рождения и т.д., с использованием сведений о существовании эквивалентных паролей, при этом из каждого класса опробуется всего один пароль, что может значительно сократить время перебора.

2)      Сканирование жестких дисков компьютера (злоумышленник последовательно пытается обратиться к каждому файлу, хранимому на жестких дисках компьютерной системы, если объем дискового пространства достаточно велик, можно быть вполне уверенным, что при описании доступа к файлам и каталогам администратор допустил хотя бы одну ошибку, в результате чего все такие каталоги и файлы будут прочитаны злоумышленником)

3)      Сборка «мусора» (если средства операционной системы позволяют восстанавливать ранее удаленные объекты, злоумышленник может воспользоваться этой возможностью, чтобы получить доступ к объектам, удаленным другими пользователями, например, просмотрев содержимое их «мусорных» корзин).

4)      Превышение полномочий (используя ошибки в программном обеспечении или в администрировании операционной системы, злоумышленник получает полномочия, превышающие полномочия, предоставленные ему согласно действующей политике безопасности):

-          запуск программы от имени пользователя, имеющего необходимые полномочия, или в качестве системной программы (драйвера, сервиса, и т.д.);

-          подмена динамически загружаемой библиотеки, используемой системными программами, или изменение переменных среды, описывающих путь к таким библиотекам;

-          модификация кода или данных подсистемы защиты самой операционной системы.

5)      Отказ в обслуживании (целью этой атаки является частичный или полный вывод из строя операционной системы):

-          захват ресурсов (программа злоумышленника производит захват всех имеющихся в операционной системе ресурсов, а затем входит в бесконечный цикл);

-          бомбардировка запросами (программа злоумышленника постоянно направляет операционной системе запросы, реакция на которые требует привлечения значительных ресурсов компьютера);

-          использование ошибок в программном обеспечении или администрировании.

Если в программном обеспечении компьютерной системы нет ошибок и ее администратор строго соблюдает политику безопасности, рекомендованную разработчиками операционной системы, то атаки всех перечисленных типов малоэффективны. Дополнительные меры, которые должны быть предприняты для повышения уровня безопасности, в значительной степени зависят от конкретной операционной системы, под управлением которой работает данная компьютерная система. Тем не менее, приходится признать, что вне зависимости от предпринятых мер полностью устранить угрозу взлома компьютерной системы на уровне операционной системы невозможно. Поэтому политика обеспечения безопасности должна проводиться так, чтобы, даже преодолев защиту, создаваемую средствами операционной системы, хакер не смог нанести серьезного ущерба.

Атаки на уровне сетевого программного обеспечения

СПО является наиболее уязвимым, потому что канал связи, по которому передаются сообщения, чаще всего не защищен, и всякий, кто имеет доступ к этому каналу, может перехватывать сообщения и отправлять свои собственные. Поэтому на уровне СПО возможны следующие атаки:

-          прослушивание сегмента локальной сети (в пределах одного и того же сегмента локальной сети любой подключенный к нему компьютер в состоянии принимать сообщения, адресованные другим компьютерам сегмента, а следовательно, если компьютер злоумышленника подсоединен к некоторому сегменту локальной сети, то ему становится доступен весь информационный обмен между компьютерами этого сегмента);

-          перехват сообщений на маршрутизаторе (если злоумышленник имеет привилегированный доступ к сетевому маршрутизатору, то он получает возможность перехватывать все сообщения, проходящие через этот маршрутизатор, и хотя тотальный перехват невозможен из-за слишком большого объема, чрезвычайно привлекательным для злоумышленника является выборочный перехват сообщений, содержащих пароли пользователей и их электронную почту);

-          создание ложного маршрутизатора (путем отправки в сеть сообщений специального вида злоумышленник добивается, чтобы его компьютер стал маршрутизатором сети, после чего получает доступ ко всем проходящим через него сообщениям);

-          навязывание сообщений (отправляя в сеть сообщения сложным обратным сетевым адресом, злоумышленник переключает на свой компьютер уже установленные сетевые соединения и в результате получает права пользователей, чьи соединения обманным путем были переключены на компьютер злоумышленника);

-          отказ в обслуживании (злоумышленник отправляет в сеть сообщения специального вида, после чего одна или несколько компьютерных систем, подключенных к сети, полностью или частично выходят из строя).

8. Направления обеспечения информационной безопасности (лекция 1, 41 слайд )

9. Средства инженерно-технической защиты информации (лекция 1, 42 слайд )

10. Методы защиты информации от умышленных деструктивных воздействий (лекция 1, 40 слайд )

11. Общие принципы криптографической защиты информации

Криптография представляет собой совокупность методов преобразования данных (шифрования), направленных на то, чтобы сделать эти данные бесполезными для противника. Эти преобразования позволяют решить проблему обеспечения конфиденциальности данных. Для ознакомления с зашифрованной информацией применяется обратный процесс – дешифрование.

Для шифрования обычно используется некоторый алгоритм или устройство, реализующее заданный алгоритм, которые могут быть известны широкому кругу лиц. Управление процессом шифрования осуществляется с помощью периодически меняющегося ключа шифрования, обеспечивающего каждый раз оригинальное представление информации при использовании одного и того же алгоритма или устройства. Знание ключа дешифрования позволяет просто и надежно расшифровать текст. Однако, без знания этого ключа процедура дешифрования может быть практически невыполнима даже при известном алгоритме. Ключ шифрования K - конкретное состояние некоторого параметра (параметров), обеспечивающее выбор одного преобразования из совокупности возможных для используемого метода шифрования.

Будем называть открытым текстом M исходное сообщение, которое шифруют для его сокрытия от посторонних лиц. Сообщение, формируемое в результате шифрования открытого текста, будем называть закрытым текстом (шифротекстом) С.

Обратной стороной криптографии является криптоанализ, который пытается решить обратную задачу, характерную для злоумышленника – раскрыть шифр, получив открытый текст, не имея подлинного ключа шифрования.

Существуют несколько основных типов криптоаналитических атак [13]. Реализация каждой из них предполагает, что злоумышленник знает применяемый алгоритм шифрования.

1. Криптоаналитическая атака при наличии только известного закрытого текста С.

2. Криптоаналитическая атака при наличии известного открытого текста (атака по открытому тексту). В этом случае, криптоаналитику известен открытый текст M и соответствующий ему закрытый текст C. Задача криптоаналитика состоит в нахождении ключа шифрования K для возможности прямой расшифровки последующих шифротекстов. Более мощным вариантом данного метода криптоанализа является криптоаналитическая атака при возможности выбора криптоаналитиком открытого текста.

3. Криптоаналитическая атака методом полного перебора всех возможных ключей. Данная атака предполагает использование криптоаналитиком известного шифротекста и осуществляется посредством полного перебора всех возможных ключей с проверкой осмысленности получаемого открытого текста. Такой подход требует привлечения предельных вычислительных ресурсов и иногда называется силовой атакой, атакой «в лоб», или brute-forcing.

4. Криптоаналитическая атака методом анализа частотности закрытого текста. Реализация данной атаки предполагает использование криптоаналитиком информации о частоте встречаемости символов в закрытом тексте с целью получения информации о символах открытого текста.

Основной характеристикой шифра является его криптостойкость, которая определяет его стойкость к раскрытию с помощью методов криптоанализа. Обычно эта характеристика определяется интервалом времени, необходимым для раскрытия шифра.

К шифрам, используемым для криптографической защиты информации, предъявляется ряд требований.

1.Зашифрованный текст должен поддаваться чтению только при наличии секретного ключа шифрования.

2.Закон Керхоффа – знание алгоритма шифрования не должно влиять на надежность защиты, стойкость шифра должна определяться только секретностью ключа. Иными словами, данное требование предполагает, что весь алгоритм шифрования, кроме значения секретного ключа, известен криптоаналитику противника.

3. Единственно возможный метод раскрытия шифротекста должен заключаться в дешифровании его на секретном ключе. Единственно возможный способ нахождения ключа дешифрования должен заключаться в полном их переборе.

4. При знании криптоаналитиком шифротекста С и соответствующего ему открытого текста M, для нахождения ключа шифрования необходим полный перебор ключей (невозможность криптоаналитической атаки по открытому тексту).

5. Незначительное изменение ключа шифрования или открытого текста должно приводить к существенному изменению вида шифротекста.

6. Избыточность информации, вносимая в шифротекст за счет шифрования, должна быть незначительной.

7. Алгоритм шифрования должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию.

12. Общая схема симметричного шифрования (лекция 2, 19 слайд )

13. Методы шифрования с закрытым ключом (классификация)

Шифрование с закрытым ключем основано на том, что доступ к ключу имеет только авторизованный персонал. Этот ключ должен держаться в секрете. Если ключ попадет в нехорошие руки, посторонний сможет получить несанкционированный доступ к зашифрованной информации. Как показано на рисунке, и отправитель, который шифрует сообщение, и получатель, который дешифрует сообщение, владеют одним и тем же ключом.

Наиболее широко используемым алгоритмом с закрытым ключом является стандарт Data Encryption Standard (DES). Этот алгоритм, разработанный компанией IBM в семидесятых годах прошлого века, принят в качестве американского стандарта для коммерческих и несекретных правительственных коммуникаций. Современные скорости вычислений на порядок превышают скорости вычислений в семидесятых годах, поэтому алгоритм DES считается устаревшим как минимум с 1998 года.

Другие известные системы шифрования с закрытым ключом — это RC2, RC4, RC5, тройной DES (triple DES) и IDEA. Тройной DES-алгоритм обеспечивает достаточную степень защиты. Этот алгоритм использует тот же метод шифрования, что и DES, но применяет его трижды, используя при этом до трех разных ключей. Открытый текст шифруется с использованием первого ключа, дешифруется при помощи второго ключа, а затем шифруется с применением третьего ключа.

Явный недостаток алгоритмов с закрытым ключом состоит в том, что для отправки кому-то защищенного сообщения необходимо располагать безопастным способом передачи этому лицу закрытого ключа

Лекция 2(слайд 43)

14. Шифры замены (лекция 2 )

15. Шифры перестановки (лекция 2, 38 слайд)

16. Поточные шифры (лекция 3, стр 6)

17. Метод гаммирования (лекция 3, стр 1)

18. Современные симметричные криптосистемы

Симметри́чные криптосисте́мы (также симметричное шифрование, симметричные шифры) — способ шифрования, в котором для шифрования и расшифровывания применяется один и тот же криптографический ключ. До изобретения схемы асимметричного шифрования единственным существовавшим способом являлось симметричное шифрование. Ключ алгоритма должен сохраняться в секрете обеими сторонами. Алгоритм шифрования выбирается сторонами до начала обмена сообщениями.

Современную основу криптографических методов защиты передачи данных образует стандарт DES (США), применяемый для засекречивания правительственной информации и рассматривающий так называемую обычную криптосистему, в которой ключ для дешифрования сообщений совпадает с ключом для их шифрования, ключ известен только пользователям и хранится в тайне. В криптосистеме с общим ключом способность зашифровать сообщение данным ключом отделяется от возможности дешифровать это сообщение. Для этого используются пары преобразований (Е, D), каждое из которых нельзя легко получить из другого. Образуется коллективный шифр, в котором один ключ Е известен всем и служит для шифрования сообщений, адресуемых данному пользователю, в то время как соответствующий ему ключ D, служащий для дешифрования сообщений, посылаемых пользователю и зашифрованных общим ключом, держится в секрете.

19. Генератор псевдослучайных чисел со сдвиговым регистром (схема) (лекция 3, стр 12)

20. Линейный сдвиговый регистр с обратной связью (схема и пример работы) (лекция 3, стр 12)

21. Блочные шифры (лекция 4, стр 1)

22. Структура блочного алгоритма шифрования. Раунд (лекция 4, стр 11)

23. Сеть Фейстеля (лекция 4, стр 14)

24. Алгоритм шифрования DES (лекция 5, стр 1)

25. Режим работы DES Электронная кодовая книга ECB (лекция 5, стр 11)

26. Режим работы DES Сцепление блоков шифра CBC (лекция 5, стр 12)

27. Режим работы DES Обратная связь по шифртексту CFB (лекция 5, стр 13)

28. Режим работы DES Обратная связь по выходу OFB (лекция 5, стр 14)

29. Алгоритм шифрования ГОСТ 28147-89 (лекция 5, стр 15)

30. Режим простой замены алгоритма ГОСТ 28147-89 (лекция 5, стр 20)

31. Режим гаммирования алгоритма ГОСТ 28147-89 (лекция 5, стр 21)

32. Режим гаммирования с обратной связью алгоритма ГОСТ 28147-89 (лекция 5, стр 22)

33. Режим выработки имитоприставки алгоритма ГОСТ 28147-89 (лекция 5, стр 22)

34. Модель криптосистемы с открытым ключом (лекция 6, стр 4)

35. Односторонние функции (лекция 6, стр 2)

36. Элементы теории чисел. Функция Эйлера. Теорема Ферма

Теорема 1. (Малая теорема Ферма.)

Если р – простое число, то

xp-1 = 1(mod p) (1)

для любого х, простого относительно р, и

xp = x(mod p) (2)

для любого х.

Доказательство. Достаточно доказать справедливость уравнений (1) и (2) для xp. Проведем доказательство методом индукции.

Очевидно, что уравнение (3) выполняется при х=0 и 1.

Далее

xp = (x –1 + 1)p = C(p,j)(x –1)j = (x –1)p + 1(mod 2),

так как C(р,j)=0(mod р) при 0<j<р. С учетом этого неравенства и предложений метода доказательства по индукции, теорема доказана.

Определение. Функцией Эйлера φ(n) называется число положительных целых, меньших n и простых относительно n. Теорема 2. Если n = рq, (р и q – отличные друг от друга простые числа), то

φ(n)=(р-1)(q-1)

Теорема 3. Если n = рq, (р и q - отличные друг от друга простые числа) и х – простое относительно р и q, то

xφ(n) = 1(mod n)

Следствие. Если n = рq, (р и q - отличные друг от друга простые числа) и е простое относительно (n), то отображение

Eв,n : xxв(mod n)

является взаимно однозначным на Zn.

37. Методы построения хеш-функции Л7 стр 8

38. Общая схема алгоритма RSA Л6 стр 10

39. Общая схема алгоритма Эль-Гамаль Л6 стр 12

40. Шифр Шамира

Этот шифр, предложенный Шамиром (Adi Shamir), был первым, позволяющим организовать обмен секретными сообщениями по от¬крытой линии связи для лиц, которые не имеют никаких защищен¬ных каналов и секретных ключей и, возможно, никогда не видели друг друга. (Напомним, что система Диффи-Хеллмана позволяет сформировать только секретное слово, а передача сообщения потре¬бует использования некоторого шифра, где это слово будет исполь¬зоваться как ключ.)

Перейдем к описанию системы. Пусть есть два абонента А и В, соединенные линией связи. А хочет передать сообщение m абоненту B так, чтобы никто не узнал его содержание. А выбирает случай¬ное большое простое число р и открыто передает его В. Затем А выбирает два числа сА и dA , такие, что

сАdA mod (р - 1) = 1 (2.1)

Эти числа А держит в секрете и передавать не будет. В тоже вы¬бирает два секретных числа св и dв, такие, что

свdв mod (p - 1) = 1 (2.2)

После этого А передает свое сообщение m, используя трехсту-пенчатый протокол. Если m < р (m рассматривается как число), то сообщение т передается сразу , если же m р, то сообще¬ние представляется в виде m1, m2,..., mt, где все mi < р, и затем передаются последовательно m1, m2,..., mt. При этом для кодиро¬вания каждого mi лучше выбирать случайно новые пары (cA,dA) и (cB,dB) — в противном случае надежность системы понижается. В настоящее время такой шифр, как правило, используется для пере¬дачи чисел, например, секретных ключей, значения которых меньше р. Таким образом, мы будем рассматривать только случай m < р.

Описание протокола.

Шаг 1. А вычисляет число

х1 =mСА modp (2.3),

где m — исходное сообщение, и пересылает х1 к В.

Шаг 2. В, получив х1, вычисляет число

х2 = х1CB mod p (2.4)

и передает х2 к А.

Шаг 3. А вычисляет число

х3 = х2dA mod p (2.5)

и передает его В.

Шаг 4. В, получив х3, вычисляет число

х4 = x3dB mod p (2.6)

41. Электронная цифровая подпись Л7 стр 1 Л6 стр 6

42. Электронная подпись на базе шифра RSA Л7 стр 16

43. Электронная подпись на базе шифра Эль-Гамаля Л7 стр 18

44. Методы аутентификации Л8 стр 14

45. Управление криптографическими ключами. Генерация, хранение и распределение ключей. Л8 стр 3

46. Распределение открытых ключей. Центры сертификации. Л8 стр 8

47. Алгоритм управления ключами Диффи – Хеллмана

Первая система с открытым ключом — система Диффи-Хеллмана.

Пусть строится система связи для абонентов А,В,С,... .У каж¬дого абонента есть своя секретная и открытая информация. Для организации этой системы выбирается большое простое число р и некоторое число g, 1 < g < р — 1, такое, что все числа из множе¬ства {1, 2, ∙ ∙ ∙ ,р — 1} могут быть представлены как различные сте¬пени g mod p (известны различные подходы для нахождения таких чисел g, один из них будет представлен ниже). Числа р и g известны всем абонентам.

Абоненты выбирают большие числа Xa,Xb,Xc, которые хра¬нят в секрете (обычно такой выбор рекомендуется проводить случай¬но, используя датчики случайных чисел). Каждый абонент вычис¬ляет соответствующее число Y, которое открыто передается другим абонентам,

YА = gXa mod р ,

YB = gXb mod р.. (1)

Yс = gXc mod р.

Допустим, абонент А решил организовать сеанс связи с В, при этом обоим абонентам доступна открытая информация из табл. 2. Абонент А сообщает В по открытому каналу, что он хочет передать ему сообщение. Затем абонент А вычисляет величину

ZAB = (YB)ХА modp (2)

Никто другой, кроме А, этого сделать не может, так как число ХА секретно.

В свою очередь, абонент В вычисляет число

ZBA = (YA)XBmodp (3)

На рисунке 1 представлена схема обмена ключами в системе Диффи-Хеллмана.

Остановимся теперь на упомянутой выше задаче выбора числа р. При произвольно заданном g она может оказаться трудной зада¬чей, связанной с разложением на простые множители числа g - 1. Дело в том, что для обеспечения высокой стойкости рассмотренной системы число g - 1 должно обязательно содержать большой простой множитель. Поэтому часто рекомендуют использовать следующий подход.

Число р выбирается таким, чтобы выполнялось равенство

р=2q+1 (где q- также простое число)

и были справедливы неравенства

1 < g < р - 1 и gq mod р 1.

Для того чтобы система была устойчива к криптоанализу, необходимо выбирать число р очень большим.

48. Классификация межсетевых экранов. Л9 стр 8

49. Технологии межсетевых экранов. Фильтрующие маршрутизаторы. Л9 стр 19

50. Технологии межсетевых экранов. Шлюзы сетевого уровня.

Шлюз сетевого уровня иногда называют системой трансляции сетевых адресов или шлюзом сеансового уровня модели OSI. Такой шлюз исключает, прямое взаимодействие между авторизированным клиентом и внешним хост-компьютером. Шлюз сетевого уровня принимает запрос доверенного клиента на конкретные услуги, и после проверки допустимости запрошенного сеанса устанавливает соединение с внешним хост-компьютером. После этого шлюз копирует пакеты в обоих направлениях, не осуществляя их фильтрации.

Шлюз следит за подтверждением (квитированием) связи между авторизированным клиентом и внешним хост-компьютером, определяя, является ли запрашиваемый сеанс связи допустимым. Чтобы выявить допустимость запроса на сеанс связи, шлюз выполняет следующую процедуру.

Когда авторизированный клиент запрашивает некоторый сервис, шлюз принимает этот запрос, проверяя, удовлетворяет ли этот клиент базовым критериям фильтрации (например, может ли DNS-сервер определить IP-адрес клиента и ассоциированное с ним имя). Затем, действуя от имени клиента, шлюз устанавливает соединение с внешним хост-компьютером и следит за выполнением процедуры квитирования связи по протоколу TCP. Эта процедура состоит из обмена TCP-пакетами, которые помечаются флагами SYN (синхронизировать) и АСК (подтвердить).

Шлюз сетевого уровня выполняет еще одну важную функцию защиты: он используется в качестве сервера-посредника. Этот сервер-посредник выполняет процедуру трансляции адресов, при которой происходит преобразование внутренних IP-адресов в один "надежный" IP-адрес. Этот адрес ассоциируется с межсетевым экраном, из которого передаются все исходящие пакеты. В результате в сети со шлюзом сетевого уровня все исходящие пакеты оказываются отправленными из этого шлюза, что исключает прямой контакт между внутренней (авторизированной) сетью и потенциально опасной внешней сетью. IP-адрес шлюза сетевого уровня становится единственно активным IP-адресом, который попадает во внешнюю сеть. Таким образом шлюз сетевого уровня и другие серверы-посредники защищают внутренние сети от нападений типа подмены адресов.

51. Технологии межсетевых экранов. Шлюзы прикладного уровня. Л9 стр 20

52. Основные понятия и функции сети VPN. Л10 стр 1

53. Варианты построения виртуальных защищенных каналов Л10 стр 12

54. Туннелирование в VPN Л10 стр 3

55. Уровни защищенных каналов в VPN Л10 стр 18

56. Защита данных на канальном уровне в VPN. Протокол PPTP.

Протокол туннелирования точка-точка (Point-to-Point Tunneling Protocol) – это протокол, изобретенный Microsoft для организации VPN через сети коммутируемого доступа.

Сетевые протоколы функционируют путем обмена порциями данных, называемыми пакетами. используется со 128-битным шифрованием . Доступен как стандартный протокол почти во всех операционных системах и устройствах, поддерживающих VPN, что позволяет использовать его без необходимости установки дополнительного программного обеспечения. PPTP остается популярным выбором как предприятий, так и VPN-провайдеров. Его преимущество также в том, что он использует меньше вычислительных ресурсов, следовательно обладает высокой скоростью работы. Пакет состоит из управляющей информации, специфичной для протокола, и собственно данных, которые должны быть переданы; их часто называют полезной нагрузкой. До тех пор пока обмен данными происходит достаточно быстро и без ошибок, нас не волнует, какую управляющую информацию добавляет протокол для своих целей. Но она жизненно важна и должна сохраняться неизменной, если два компьютера собираются обмениваться данными, вне зависимости от среды соединения.

PPTP работает путем инкапсуляции "родных" пакетов локальной сети — например, пакетов IPX — внутрь пакетов TCP/IP. Весь пакет IPX, включая его управляющую информацию, становится полезной нагрузкой для пакета TCP/IP, который затем можно передавать по Internet. Программные средства на другом конце линии связи извлекают пакет IPX и направляют его для нормальной обработки в соответствии с его собственным протоколом. Этот процесс называется туннелированием, вероятно, потому, что создается коридор в Internet, соединяющий два узла.

Туннелирование позволяет не только экономить на стоимости дальних звонков, но и повышать степень защиты данных.