Лекция 2 Способы обеспечения механизма защиты

1. Правовые (законодательные)– определяют кто в какой форме имеет доступ к защищенной информации и назначают ответственность за нарушение прав. (4 часть гражданского кодекса, система ГАРАТ, система Консультант+)

Гос тайна – отдельное

2. Организационные(административные). Организационный заключается в определении процедур доступа защищаемой информации и строгом их выполнения. обычно контроль за этим возлагается на определенный персонал.

3. Технические методы защиты пытаются решить те же самые вопросы по защите информации пытаясь отключить человеческий фактор. Системы по черному ящику и системы на основе математических алгоритмов.

Определения. Из книги для гос экзаменов.

Методы защиты – совокупность приемов и операций реализующих функцию защиты, например методы шифрования.

Средства защиты создаются для реализации методов защиты, например устройства или по для шифрования.

Механизмы защиты – совокупность сред защиты функционирующих совместно для выполнения определенных задач, например крипто протокол.

Системы обеспечения безопасности данных- совокупность средств и методов защиты.

Группы механизмов защиты.

4 базовых направления защиты

1. Подсистема управления доступом

1. Идентификация и аутентификация (авторизация) пользователей и ресурсов.

2. Контроль доступа- проверка полномочий как правило на основе матрицы доступа.

   1. Мандатный подход – когда всем объектам в системе присваиваются определенные метки и уровни доступа и доступ осуществляется в соответствии с этим уровнем. Но нет разделения одноранговых объектов.

   2. Дискреционная

3. Управление потоками информации- уровень конфиденциальности получателя должен быть не ниже уровня конфиденциальности информации.

2. Криптографическая подсистема.

1. Шифрование

2. использование сертификационных средств

Управление потоками информации.

3. Система регистрации и учета:

1. Вход/выход, доступ, модификация, создание и удаление

2. Учет носителей информации

3. Очисткаи и удаление памяти

4. Сигнализация попыток нарушения

4. Подсистема контроля целостности

   1. обеспечение целостности программных средств и информациb

   2. Тестирование несанкционированного доступа

   3. Резервное копирование и наличие средств в восстановления системы.

М еждународные рекомендации: какие механизмы реализованы на каких уровнях модели.

Лекция 3 Теоретические основы информационной безопасности

Все разработки основаны на 2 направлениях:

1. Теоретическое моделирование политики безопасности

2. Криптография

   1. Аутентификация

   2. Идентификация

   3. Контроль целостности

   4. Электронная подпись

При этом моделирование политик безопасности предполагает, что разработчики систем безопасности получают некоторые базовые принципы, которые лежат в основе архитектуры безопасности защищаемой системы и определяют концепцию ее построения.

Криптография предлагает конкретные методы защиты информации в виде алгоритмов идентификации, шифрования и контроля целостности.

Теория кодирования существовало 3 направления

1. Помехоустойчивое кодирование (Избыточное) – применяется для обнаружения и исправления ошибок при передаче информации по каналам связи.

2. Примитивное кодирование (Безизбыточное) – используется для преобразования одного словаря в другой

3. Экономное кодирование – сжатие данных или архивация

Криптография

Закрытие информации

Шифрование – преобразовательный процесс, при котором исходный (открытый) текст с помощью некоторого ключа заменяется шифрованным текстом

Дешифрование – обратный процесс

Ключ – информация, необходимая для беспрепятственного шифрования или дешифрования текста. Ключ выбирается среди значений, принадлежащих множеству, называемому ключевым пространством, при этом размер ключевого пространства определяется как —длинна ключа в битах

Криптоалгоритм – представляет собой математическую функцию для шифрования или дешифрования, при этом если криптоалгоритм и его надежность обеспечивается за счет сохранения в тайне самого алгоритма, то эти алгоритмы называются ограниченными.

Все современные принципы криптосистемы строятся по правилу Кирхгоффа -- секретность сообщения определяется только секретностью ключевой информации.

Требования криптосистемы

1. Знание алгоритма не должно влиять на надежность защиты

2. Шифрованное сообщение должно читаться только при знании ключа

3. Незначительные изменения ключа должно приводить к значительным изменениям в зашифрованном сообщении

4. Не должно быть простых, легко устанавливаемых зависимостей между ключами, которые последовательно используются в процессе шифрования

5. Число операций, необходимых для расшифровывания, путем перебора всех ключей должно иметь строгую нижнюю оценку и выходить за пределы возможностей современных компьютеров даже с учетом сетевых вычислений.

6. Дополнительные биты, вводимые при шифровании, должны быть скрыты в шифрованном сообщении.

7. Алгоритм должен допускать как программную, так и аппаратную реализацию, при этом изменение длинны ключа не должно приводить к качественному ухудшению самого алгоритма

Все тексты, шифруемой информации строятся на некотором алфавите

Алфавит – конечное множество, используемых для кодирования информации, знаков —русский алфавит – ASCII коды

Текст – Упорядоченный набор элементов алфавита

Под криптосистемой понимается алгоритм шифрования плюс множество всех возможных ключей, плюс множество открытых и шифрованных текстов.

Термины распределения ключей и управления ключами связаны с инфраструктурой открытых ключей и относятся к процессам обработки информации, связанных с составлением и распределением ключей между пользователями.

Электронная подпись -- присоединяемая к тексту его криптографическое преобразование, которая позволяет, при получении текста другому пользователю, проверить авторство и целостность сообщения

Криптостойкость – характеристика шифра, определяющая ее стойкость к дешифрованию без знания ключа. Показателями криптостойкости является размер ключевого пространства и среднее время, необходимое для криптоанализа.

Эффективность шифрования зависит от сохранения в тайне ключевой информации и криптостойкости шифра.

Классификация алгоритмов шифрования

Базовая

1. Симметричные – с одним ключом для шифрования и дешифрования

   1. По принципу обработки информации

      1. Блочные

      2. Потоковые (Побитовые)

         1. С одноразовым ключом

         2. С конечным ключом

         3. На основе генератора псевдослучайных чисел

   2. Методы преобразования

      1. Методы замены

      2. Методы перестановки

      3. Методы гаммирования

      4. Комплексные варианты

2. Ассиметричный -- Формируется пара ключей открытый и закрытый.

   1. Методы, основанные на разложении на множители больших чисел (RSA)

   2. Методы, работающие на основе дискретного алгоритма Эль-Гамаль

   3. Методы, основанные на распределении точек на эллиптических кривых

Блочные – открытый текст разбивается на блоки известной длинны и каждый блок пропускается через определённый криптоалгоритм заданное количество раз. (:4 бита блок)

Потоковые – Побитовое выполнение шифрования. Каждый следующий бит шифруется независимо от предыдущего

Замены – Буквы открытого текста на какой-либо символ шифра текста. (Одноалфавитная замена, омофонная замена)

Омофонная замена – каждой букве открытого текста соответствует несколько букв открытого текста. Выбор варианта по условию.

Блочная замена – Когда каждому блоку открытого текста задан блок закрытого текста.

Многоалфавитная замена – состоит из нескольких шифров одноалфавитной замены, которые могут использоваться последовательно или в зависимости от условий.

Шифры перестановки – меняется порядок следования букв

Гаммирование – наложение на исходной текст некоторой псевдослучайной последовательности нулей и единиц, генерируемой на основе ключа или генератора по некоторому правилу. В качестве метода наложения чаще всего используется исключающее или.

Генератор псевдослучайных чисел

Пусть имеется конгруентный генератор псевдослучайных чисел, работающий по некоторому алгоритму: Каждый следующий элемент гаммы рассчитывается по следующий формуле

Коэффициенты а b и m заранее известны:

n – разрядность процессора

A mod 4 = 1

b – нечетное

Последовательность псевдослучайных чисел имеет период m

Секретным элементом является T0

При повышении разрядности процессора криптостойкость растет экспоненциально