Файл: Классификация угроз и атак на операционную систему.pdf

Актуальность темы исследования заключается в том что, в последнее время вырос интерес к вопросам защиты информации. Это связывают с тем, что стали более широко использоваться вычислительные сети, что приводит к тому, что появляются большие возможности для несанкционированного доступа к передаваемой информации.

Стремительное развитие информационных систем, компьютеризация и внедрение новейших технологий во все сферы деятельности общества и государства в целом, значительно ускоряет и совершенствует роботу организаций, предприятий и учреждений всех форм собственности. Однако, такое развитие несет в себе целый ряд угроз связанных с нарушениями конфиденциальности, целостности и доступности информации, которые, в свою очередь, приводят к различным потерям (в том числе – финансовым) и часто - весьма значительным.

Актуальность проблемы защиты информации связана с ростом возможностей вычислительной техники. Развитие средств, методов и форм автоматизации процессов oбpaбoтки инфopмaции, мaccoвocть пpимeнeния ПЭBM peзкo пoвышaют уязвимocть инфopмaции. Ocнoвными фaктopaми, cпocoбcтвующими пoвышeнию этoй уязвимocти, являютcя :

- резкое увеличение объемов информации, накапливаемой, хранимой и обрабатываемой с помощью ЭBM и других средств автоматизации;

- сосредоточение в единых базах данных информации различного назначения и различной принадлежности;

-резкое расширение круга пользователей, имеющих непосредственный доступ к ресурсам вычислительной системы и находящимся в ней массивам данных;

- усложнение режимов функционирования технических средств
вычислительных систем: широкое внедрение мультипрограммного режима, а также режима разделения времени;

- автоматизация межмашинного обмена информацией, в том числе и на больших расстояниях.

B этих условиях возникает возможность несанкционированного
использования или модификации информации (т. e. опасность утечки информации ограниченного пользования). Это вызывает особую озабоченность пользователей, в связи с чем защите информации от несанкционированного доступа (чтения) уделяется повышенное внимание.

Цель работы заключается в изучении классификации угроз и атак на операционную систему. В соответствии с поставленной целью в работе сформулированы и последовательно решены следующие задачи:

исследовать понятийный аппарат в области операционной системы;
изучить виды угроз и атак на операционную систему;
проанализировать защиту операционной системы средствами Windows.

Предметом исследования – системы защиты информации.

Объектом исследования являются угрозы и атаки на операционную систему.

Теоретико-методологическую основу исследования составили научные труды, посвященные анализу системы защиты информации. При разработке и решении поставленных задач использовались методы сравнительного анализа, а также группировки.

Научно-методической основой работы служат труды отечественных и зарубежных ученых в области IT-индустрии. При выполнении работы использовалась научно-методическая литература, публикации в периодической печати и научных изданиях, материалы Интернет-порталов.

Структура работы. Работа включает введение, три главы, заключение и список литературы.

Глава 1. Теоретические основы понятия операционной системы

1.1. Понятие операционной системы

Операционная система – взаимосвязанные программы, предназначенные для управления ресурсами компьютера и организации взаимодействия с пользователем^[1].

Состав операционной системы^[2]:

Первая часть — ядро, низкоуровневая основа любой ОС, выполняемая аппаратурой в особом привилегированном режиме. Ядро загружается в память один раз и находится в памяти резидентно – постоянно, по одним и тем же адресам. Ядро — командный интерпретатор, «переводчик» с программного языка на «железный», язык машинных кодов.

Вторая часть — Подсистема управления ресурсами (resource allocator) — управляет вычислительными ресурсами компьютера — оперативной и внешней памятью, процессором

Третья часть — Управляющая программа (control program, supervisor) – управляет исполнением других программ и функционированием устройств ввода-вывода.(используются специализированные программы для управления различными устройствами, входящими в состав компьютера. Драйвера «системные библиотеки»)

Четвертая часть — удобная оболочка, с которой общается пользователь — интерфейс. Своего рода красивая обертка, в которую упаковано скучное и не интересное для пользователя ядро.

Операционная система предоставляет основу и среду для выполнения прикладных программ пользователя, а именно:

Общее абстрактное представление ресурсов, которые могут запрашиваться и использоваться прикладным программным обеспечением(процессор, память, устройства вв/выв (диск, сеть);
Использует аппаратные ресурсы одного или нескольких процессоров;
Управляет вторичной памятью и устройствами вв/выв.

Цели:

сделать компьютер более удобным;
сделать компьютер более эффективным;
сделать компьютер более безопасным.

Операционная система (ОС, в англоязычном варианте — operating system) – базовое системное программное обеспечение, управляющее работой компьютера и являющееся посредником (интерфейсом) между аппаратурой (hardware), прикладным программнымобеспечением (application software) и пользователем компьютера (user)^[3].

Фактически операционная система с точки зрения пользователя– это как бы продолжение аппаратуры, надстройка над ней, обеспечивающая более удобное, надежное и безопасное использование компьютеров и компьютерных сетей.

Основные цели работы операционной системы, следующие^[4]:

Обеспечение удобства, эффективности, надежности, безопасности выполнения пользовательских программ.

Для пользователя самое главное – чтобы его программа работала, вела себя предсказуемо, выдавала необходимые ему правильные результаты, не давала сбоев, не подвергалась внешним атакам. Вычислительную среду для такого выполнения программ и обеспечивает операционная система.

Обеспечение удобства, эффективности, надежности, безопасности использования компьютера.

Операционная система обеспечивает максимальную полезность и эффективность использования компьютера и его ресурсов, обрабатывает прерывания, защищает компьютер от сбоев, отказов и хакерских атак. Эта деятельность ОС может быть не столь заметной для пользователя, но она осуществляется постоянно.

Обеспечение удобства, эффективности, надежности, безопасности использования сетевых, дисковых и других внешних устройств, подключенных к компьютеру^[5].

Особая функция операционной системы, без которой невозможно использовать компьютер, — это работа с внешними устройствами. Например, ОС обрабатывает любое обращение к жесткому диску, обеспечивая работу соответствующего драйвера (низкоуровневой программы для обмена информацией с диском) и контроллера (специализированного процессора, выполняющего команды ввода-вывода с диском). Любая «флэшка», вставленная в USB-слот компьютера, распознается операционной системой, получает свое логическое имя (в системе Windows – в виде буквы, например, G) и становится частью файловой системы компьютера на все время, пока она не будет извлечена (демонтирована)^[6].

Подчеркнем особую важность среди функций современных ОС обеспечения безопасности, надежности и защиты данных. Следует учитывать, что компьютер и операционная система работают в сетевом окружении, в котором постоянно возможны и фактически происходят атаки хакеров и их программ, ставящие своей целью нарушение работы компьютера, «взлом» конфиденциальных данных пользователя, хранящихся на нем, похищение логинов, паролей, использование компьютера как «робота» для рассылки реклам или вирусов и др.

В связи с этим в 2002 г. фирма Microsoft объявила инициативу по надежным и безопасным вычислениям (trustworthy computing initiative), целью которой является повышение надежности и безопасности всего программного обеспечения, прежде всего – операционных систем.

Большинство функций ОС попадают в категорию координации, позволяя разным задачам работать вместе^[7].

Параллелизм: позволяет нескольким разным задачам выполняться в одно и тоже время так, как будто каждая из них работает на отдельной машине. Для учета были введены понятия процессов и потоков.
Устройства ввода/вывода: ЦП не должен простаивать, ожидая операции ввода/вывода.
Память: как в одной памяти организовать множество процессов.
Файлы: позволяет множеству файлов для множества разных пользователей разделять пространство одного физического носителя – диска
Сети: позволяет группе компьютеров работать совместно.
Безопасность: как обеспечить взаимодействие, при этом защищая каждого участника от всевозможных небезопасных действий остальных участников.
Представление сервисов ОС представляет набор услуг для системных пользователей.
Управление ресурсами. Использование аппаратных ресурсов одного или нескольких процессоров и выделение их пользовательским программам
Управление программой. Управление процессом выполнения программа и операциями устройств вв/выв. Прерывание программы для приема/передачи данных через ввод/вывод или для перераспределения ресурсов другой программе

— Обеспечивает защиту запущенных программ друг от друга.

— Контролирует доступ пользователей к данным, процессам и другим объектам.

Исторические наработки и решения проблем привели к следующим основополагающим понятиям в теории ОС:

Процессы и потоки:

— Реализуют концепцию мультипрограммирования/многозадачности, переключения контекстов и вытесняющей многозадачности;

Управление памятью:

— Кеширование, виртуальная память, защита и изоляция задач

Безопасность:
— Идентификация пользователей, защита данных;

Планирование и управление ресурсами:

— Справедливое распределение процессорного времени на задачи

Структура системы:

— Послойный подход к дизайну ОС, разделение пользовательских программ и структур ядра.

Процесс – это выполняющаяся программа

Код программы

Ассоциированные с ней и необходимые ей данные (статические переменные, стек, буферы…)
Контекст выполнения (состояние процесса)

Контекст выполнения очень важен для управления процессами.

Это структура данных, используемая ОС для управления процессом
Сохраняет регистры процессора при переключении контекста
Сохраняет приоритет процесса и другую информацию о состоянии

Управление памятью

У операционных систем есть пять основных принципов управления устройствами хранения информации:

Изоляция процессов
Автоматическое выделение и управление памятью
Поддержка модульного программирования
Защита и контроль доступа
Долговременное хранение

ОС управляет и выделяет ресурсы процессора и память.

Политика выделения ресурсов должна опираться на:

Эффективность: максимизация скорости;
Справедливость: все процессы должны обслуживаться справедливо;
Дифференцированность: у процессов может быть разный приоритет и разные требования.

Защита информации и безопасность: Доступ к вычислительным ресурсам и данным должен контролироваться.

Основные проблемы:

Доступность: защита системы от прерывания ее работы.
Конфиденциальность: предотвращение неавторизованного доступа к данным.
Целостность данных: предотвращение неавторизованного изменения данных.
Аутентификация: идентификация пользователей, проверка их прав доступа, проверка правильности переданных сообщений и данных.