Файл: Защита сетевой инфраструктуры предприятия.pdf

Предназначение.

Рутокен ЭЦП предназначен для безопасной двухфакторной аутентификации пользователей, генерации и защищенного хранения ключей шифрования и ключей электронной подписи, выполнения шифрования и самой электронной подписи «на борту» устройства, а также хранения цифровых сертификатов и иных данных.

Возможности Рутокен ЭЦП позволяют выполнять криптографические операции таким образом, что закрытая ключевая информация никогда не покидает пределы токена. Таким образом, исключаются возможности компрометации пользовательского ключа и увеличивается общая безопасность текущей информационной системы и общей безопасной работы пользователей с ней.

Принцип работы.

Рутокен ЭЦП обеспечивает двухфакторную аутентификацию в пользовательских компьютерных системах. Для выполнения успешной аутентификации определенного пользователя необходимо выполнение следующих условий:

– знание пользователем специального PIN-кода для доступа к ресурсам вычислительной системы;

– физическое наличие самого токена.

Это обеспечивает гораздо более высокий уровень информационной безопасности по сравнению с использованием традиционного доступа по паролю. Основой Рутокен ЭЦП является современный надежно защищенный специальный микроконтроллер и встроенная надежно защищенная память, в которой организовано максимально безопасное хранение данных пользователя, к которым относятся: пароли, пользовательские ключи шифрования и подписи, используемые сертификаты защиты и т.д. [13].

Встроенный контроль и индикация .

Рутокен ЭЦП обеспечивает надежный контроль целостности микропрограммы (прошивки).

Контроль целостности системных областей используемой памяти в Рутокен ЭЦП.

Проверка целостности RSF-файлов перед любым их использованием владельцем Рутокен ЭЦП.

Счетчики изменений в файловой структуре и изменений любых PIN-кодов для контроля несанкционированных изменений выполненных с Рутокен ЭЦП.

Проверка правильности функционирования криптографических алгоритмов Рутокен ЭЦП.

Светодиодный индикатор с режимами работы информирует пользователя о готовности устройства к работе, выполнении операций, нарушении в системной области памяти устройства.

Также, среди средств защиты сетевой инфраструктуры предприятия можно воспользоваться средствами антивирусных программ.

Антивирусная программа (антивирус) - специализированная программа для обнаружения компьютерных вирусов, а также нежелательных программ вообще и восстановления заражённых такими программами файлов, а также для профилактики - предотвращения заражения файлов или операционной системы вредоносным кодом.

---

Детальный перечень антивирусных программ представлен в таблице 1. Среди множества современных антивирусных программ можно выделить следующие программы: avast! Free Antivirus; Avira Free Antivirus; AVG AntiVirus Free.

Специально разработанный для широкого использования на домашних компьютерах [1]. Пользователи, установившие avast! Free Antivirus, получают полную защиту от вирусов и шпионских программ в режиме реального времени, а также ряд других полезных инструментов для обеспечения безопасности компьютера.

К наиболее сильным сторонам практического использования Avira Free Antivirus следует отнести хорошо отработан механизм детектирования полиморфных вирусов.

AVG AntiVirus Free - популярный антивирус, бесплатный для домашнего использования. Гарантированные производителем быстрые обновления используемой вирусной базы данных, простота практического использования, низкие системные требования - основные преимущества данного антивируса.

От платной версии AVG AntiVirus Free отличает отсутствие нескольких некритических функций и отсутствием прямой технической поддержки [1]. AVG AntiVirus Free содержит инструменты сканирования компьютера, монитор в режиме реального времени, сканер электронной почты, систему автоматического обновления антивирусной базы и другие полезные компоненты.

Таким образом, использование средств антивирусных программ позволяет повысить надежность сетевой инфраструктуры предприятия и защитить оперативные данные.

2.3. Программная реализация алгоритма шифрования

В качестве одного из мероприятий обеспечения надежной защиты сетевой инфраструктуры предприятия на уровне передачи данных можно рекомендовать использовать алгоритмы шифрования.

Алгоритм шифрования RC4 представляет собой широко используемый потоковый шифр, применяемый в протоколах TLS (защита Internet-трафика) и WEP (защита WLAN-сетей). Несмотря на высокую скорость работы и простоту реализации, алгоритм шифрования RC4 обладает некоторыми слабостями, из-за которых в целях информационной безопасности не рекомендуется его использовать. Общая схема алгоритма RC4 представлена на рис. 8.

При некоторых условиях данный шифр является очень уязвимым на взлом. Например, когда не выполняется отброс начальных байтов гаммирующей последовательности или когда используются связанные или неслучайные ключи. Компания Microsoft рекомендует при возможности отключать RC4 [9]. Алгоритм шифрования RC4 позволяет сгенерировать псевдослучайный поток битов, называемый гаммирующей последовательностью или гаммой. Как и в любом другом потоковом шифре, шифрование в RC4 выполняется при помощи использования специализированной операции XOR над открытым текстом и гаммой.

---

Расшифровка выполняется при помощи операции XOR над шифротекстом и гаммой. Таким образом, самым принципиальным моментом в алгоритме шифрования RC4 является то, каким образом будет генерироваться гамма.

Сначала берётся массив из 256 байтов (S-блок) и последовательно выполняется заполнение целыми числами от 0 до 255. Потом выполняется перемешивание данного массива. Причем, перемешивание зависит только от используемого ключа в том смысле, что результат будет перемешиваться и всегда жёстко детерминирован после выбора ключа.

Ядро алгоритма шифрования состоит из функции генерации ключевого потока. Эта функция генерирует последовательность битов, которая затем объединяется с открытым текстом посредством суммирования по модулю два.

Дешифрация состоит из регенерации этого ключевого потока и суммирования его с шифрограммой по модулю два, восстанавливая исходный текст.

Другая главная часть алгоритма – функция инициализации, которая использует ключ переменной длины для создания начального состояния генератора ключевого потока.

Алгоритм шифрования: 1) Функция генерирует последовательность битов (k_i); 2) Затем последовательность битов посредством операции «суммирование по модулю два» (xor) объединяется с открытым текстом (m_i). В результате получается шифрограмма (c_i): c_i=m_i+k_i.

Алгоритм расшифровки: 1) Повторно создаётся (регенерируется) поток битов ключа (ключевой поток) (k_i); 2) Поток битов ключа складывается с шифрограммой (c_i) операцией «xor». В силу свойств операции «xor» на выходе получается исходный (не зашифрованный) текст (m_i): m_i=c_i+k_i=(m_i+k_i)+k_i

RC4 – фактически класс алгоритмов, определяемых размером его блока. Этот параметр n является размером слова для алгоритма. Обычно, n = 8. Для повышения безопасности необходимо увеличить эту величину. Внутреннее состояние RC4 состоит из массива размером 2n слов и двух счетчиков, каждый размером в одно слово [23]. Массив обозначается как S-бокс. Он всегда содержит перестановку 2n возможных значений слова. Два счетчика обозначены через i и j.

Внутреннее состояние RC4 представляется в виде массива размером 2n и двух счётчиков. Массив известен как S-блок, и далее будет обозначаться как S. Он всегда содержит перестановку 2n возможных значений слова. Два счётчика обозначены через i и j.

Инициализация RC4 состоит из двух частей: инициализация S-блока; генерация псевдо-случайного слова K.

---

Практическая реализация алгоритма шифрования была выполнена по средствам использования средств языка программирования С++. Для практической реализации алгоритма шифрования RC4 был создан соответствующий класс программный class RC4_CRYPTS{}

class RC4_CRYPTS{

byte LINE[256];

unsigned int i,j;

inline void Swaps(int, int);

public:

byte GetXors();

void Inits(byte *key, int len);

void Crypts(byte *data, int size);

};

Процедура инициализации входного массива данных представлена следующей функцией

void RC4_CRYPTS::Inits(byte *key,int len)

{

if(!len) len=strlen((char*)key);

for(i=0; i<256; i++) LINE[i]=i;

for(i=j=0; i<256; i++) {

j=(j+LINE[i]+key[i%len])&255;

Swaps(i,j);

}

i=j=0;

}

Непосредственная перестановка реализована в виде функции Swaps()

void RC4_CRYPTS::Swaps(int i,int j)

{

byte t=LINE[i]; LINE[i]=LINE[j]; LINE[j]=t;

}

Таким образом, использование дополнительных средств шифрования данных позволит существенно повысить эффективность системы защиты сетевой инфраструктуры предприятия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения данной работы были получены следующие результаты. Установлено, что под экономической системой понимается совокупность следующих объектов: средств вычислительной техники; программного обеспечения; каналов связи; информации на различных носителях; персонала и пользователей системы. К основным группам мер защиты информации от атак в экономических системах можно отнести следующие: меры по контролю физического доступа к элементам ИТКС; меры по аутентификации пользователей и данных; меры по криптографической защите; применение межсетевых экранов; применение систем обнаружения атак; специальная конфигурация системы.

К основным мерам защиты сетевой инфраструктуры предприятия были выделены: меры по контролю физического доступа к элементам ИТКС; меры по аутентификации пользователей и данных; меры по криптографической защите; применение межсетевых экранов; применение систем обнаружения атак; специальная конфигурация системы.

Обеспечение информационной безопасности направлено на предупреждение возможности возникновения, предотвращение возможности реализации или снижения эффективности деструктивных действий в результате реализации той или иной угрозы информационной безопасности.

К основным методам защиты информации сетевой инфраструктуры предприятия можно отнести следующие: управление доступом является основным методом обеспечения защиты информации при помощи регулирования использования всех ресурсов информационной системы.

---

Среди способов шифровании были выделены и описаны следующие основные методы: алгоритмы по замене или подстановке; алгоритмы перестановки; алгоритмы гаммирования; алгоритмы, которые основаны на использовании сложных математических вычислений исходных текстов; комбинированные методы.

Обеспечение защиты сетевой инфраструктуры предприятия можно обеспечить по средствам использования различных средств, к которым можно отнести: внутренние технологии аутентификации пользователей автоматизированных информационных систем; алгоритмы шифрования передачи данных в компьютерных сетях; использование стандартных средств безопасности операционных систем, например, использование системы безопасности операционной системы Windows 7; использование технических средств безопасности, к которым можно отнести устройства электронной подписи Рутокен PKI.

Дана характеристика следующим антивирусным программам: avast! Free Antivirus; Avira Free Antivirus; AVG AntiVirus Free.

Основные возможности антивирусной программы avast! Free Antivirus: обеспечение высокого уровня выявления вирусов, троянов, червей, веб-руткитов и всевозможных шпионских программ; наличие эвристического движка avast! Free Antivirus позволяет обнаружить большой список вредоносных программ на основе выполнения анализа их поведения; возможности эффективной проверки входной и выходной электронной почты, пиринговых (P2P) соединений, сообщений интернет-мессенджеров.

Основные характеристики антивирусной программы AVG AntiVirus Free: возможности автоматического обновления на все время использования антивирусной программы; использование сканера файлов и программ позволяет обезвредить файлы при их открытии или запуске; использование сканера ссылок позволяет проверить результаты поиска и веб-ссылок.

Также, была представлена программа обеспечения защиты сетевой инфраструктуры предприятия на уровне передачи данных. Алгоритм шифрования RC4 представляет собой широко используемый потоковый шифр, применяемый в протоколах TLS и WEP. Несмотря на высокую скорость работы и простоту реализации, алгоритм шифрования RC4 обладает некоторыми слабостями, из-за которых в целях информационной безопасности не рекомендуется его использовать.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Афонин В.В. Моделирование систем: учебно-практическое пособие / В.В. Афонин, С.А. Федосин. - М.: Интуит, 2016. – 231 c.
2. Валитов Ш.М. Современные системные технологии в отраслях экономики: Учебное пособие / Ш.М. Валитов, Ю.И. Азимов, В.А. Павлова. - М.: Проспект, 2016. – 504 c.
3. Венделева М.А. Информационные технологии в управлении.: Учебное пособие для бакалавров / М.А. Венделева, Ю.В. Вертакова. - Люберцы: Юрайт, 2016. – 462 c.
4. Гаврилов М.В. Информатика и информационные технологии: Учебник / М.В. Гаврилов, В.А. Климов. - Люберцы: Юрайт, 2016. – 383 c.
5. Герасименко В.А., Малюк А.А. Основы защиты информации. М.: МОПО РФ, МИФИ, 2015. – 537 с.
6. Грошев А.С., Закляков П. В. Информатика: учеб. для вузов – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ДМК Пресс, 2015. – 588 с.
7. Грошев А.С. Информационные технологии : лабораторный практикум / А. С. Грошев. – 2-е изд. – М.-Берлин: Директ-Медиа, 2015. – 285 с.
8. Дарков А.В. Информационные технологии: теоретические основы: Учебное пособие / А.В. Дарков, Н.Н. Шапошников. - СПб.: Лань, 2016. – 448 c.
9. Ерохин В.В. Безопасность информационных систем: учеб пособие / В.В. Ерохин, Д.А. Погонышева, И.Г. Степченко. - М.: Флинта, 2016. – 184 c.
10. Жданов С.А. Информационные системы: учебник / С.А. Жданов, М.Л. Соболева, А.С. Алфимова. - М.: Прометей, 2015. - 302 с.
11. Замятина О.М. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. моделирование сетей.: Учебное пособие для магистратуры / О.М. Замятина. - Люберцы: Юрайт, 2016. – 159 c.
12. Згадзай О.Э. Информационные технологии в юридической деятельности: Учебное пособие / О.Э. Згадзай и др. - М.: ЮНИТИ, 2016. – 335 c.
13. Информационные системы и технологии: Научное издание. / Под ред. Ю.Ф. Тельнова. - М.: ЮНИТИ, 2016. – 303 c.
14. Информационные технологии: Учебное пособие / Л.Г. Гагарина, Я.О. Теплова, Е.Л. Румянцева и др.; Под ред. Л.Г. Гагариной - М.: ИД ФОРУМ: НИЦ ИНФРА-М, 2015. – 320 c.
15. Косиненко Н.С. Информационные системы и технологии в экономике: Учебное пособие для бакалавров / Н.С. Косиненко, И.Г. Фризен. - М.: Дашков и К, 2015. – 304 c.
16. Куроуз Д. Компьютерные сети. Нисходящий подход / Д. Куроуз, К. Росс. - М.: Эксмо, 2016. – 912 c.
17. Леонтьев В.П. Windows 10. Новейший самоучитель / Виталий Леонтьев. – Москва : Эксмо, 2015. – 528 с.
18. Нестеров С. А. Информационная безопасность : учебник и практикум для академического бакалавриата / С. А. Нестеров. – М. : Издательство Юрайт, 2017. – 321 с.
19. Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети (принципы, технологии, протоколы). - СПб.: Питер, 5-е изд., 2016. – 992 с.
20. Романова Ю.Д. Информационные технологии в управлении персоналом: Учебник и практикум / Ю.Д. Романова, Т.А. Винтова, П.Е. Коваль. - Люберцы: Юрайт, 2016. – 291 c.
21. Сальникова Л.С. Современные коммуникационные технологии в бизнесе: Учебник / Л.С. Сальникова. - М.: Аспект-Пресс, 2015. – 296 c.
22. Самуйлов К.Е. Сети и системы передачи информации: телекоммуникационные сети: Учебник и практикум для академического бакалавриата / К.Е. Самуйлов, И.А. Шалимов, Д.С. Кулябов. - Люберцы: Юрайт, 2016. – 363 c.
23. Советов Б.Я. Информационные технологии: теоретические основы: Учебное пособие / Б.Я. Советов, В.В. Цехановский. - СПб.: Лань, 2016. – 448 c.

---