Файл: Исследование проблем защиты информации (ХАРАКТЕРИСТИКА И ОСОБЕНОСТИ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ).pdf

1.2 Проблемы защиты информации в компьютерных системах

Основные проблемы защиты информации при работе в компьютерных сетях, можно условно разделить на три типа:

перехват информации (нарушение конфиденциальности информации),

модификация информации (искажение исходного сообщения или замена другой информацией),

подмена авторства (кража информации и нарушение авторского права).

Сегодня защита компьютерных систем от несанкционированного доступа характеризуется возрастанием роли программных и криптографических механизмов по сравнению с аппаратными. Новые проблемы в области защиты информации уже требуют использования протоколов и механизмов со сравнительно высокой вычислительной сложностью.[6]

Угроза информационной безопасности — совокупность условий и факторов, создающих опасность нарушения информационной безопасности.

Известно большое количество угроз безопасности информации различного происхождения. В литературных источниках дается множество разнообразных классификаций, где в качестве критериев деления используются источники появления угроз, виды порождаемых опасностей, степень злого умысла и т.д. Одна из самых простых классификаций (когда все множество потенциальных угроз компьютерной информации можно представить по природе их возникновения) приведена на рисунке 1.

Рисунок 2. Общая классификация угроз безопасности.

Естественные угрозы - это угрозы, вызванные воздействиями на компьютерную систему и ее элементы каких-либо физических процессов или стихийных природных явлений, которые не зависят от человека. Среди них можно выделить:

природные - это ураганы, наводнения, землетрясения, цунами, пожары, извержения вулканов, снежные лавины, селевые потоки, радиоактивные излучения, магнитные бури;

технические - угрозы этой группы связаны с надежностью технических средств обработки информации.

Искусственные угрозы - это угрозы компьютерной системы, которые вызваны деятельностью человека. Среди них можно выделить:

непреднамеренные угрозы, которые вызваны ошибками людей при проектировании компьютерной системы, а также в процессе ее эксплуатации;

преднамеренные угрозы, связанные с корыстными устремлениями людей. В качестве нарушителя могут выступать служащий, посетитель, конкурент, наемник. Действия нарушителя могут быть обусловлены разными мотивами: недовольство служащего своей карьерой, взятка, любопытство, конкурентная борьба, стремление самоутвердиться любой ценой [12].

Выделяют следующие основные причины сбоев и отказа работы компьютеров:

Нарушение физической и логической целостности хранящихся в оперативной и внешней памяти структур данных, возникающие по причине старения или преждевременного износа носителя;

Нарушения, возникающие в работе аппаратных средств из-за старения или преждевременного износа носителя;

Нарушение физической и логической целостности хранящихся в оперативной и внешней памяти средств данных, возникшие по причине некорректных использования ресурсов компьютера;

Нарушение, возникновение в работе аппаратных средств из-за неправильного использования или повреждения, в том числе из-за неправильного использования программных средств;

Не устраненные ошибки программных средств, не выявленные в процессе отладки испытаний, а также оставшейся в аппаратных средствах после их разработки [6].

Атакой на компьютерные сети называют действие, предпринимаемое нарушителем, которое заключается в поиске и использовании той или иной уязвимости. Другими словами, атака на компьютерных сетях является реализацией угрозы безопасности информации в ней [3].

Проблемы, возникающие с безопасностью передачи информации при работе в компьютерных сетях, можно разделить на три основных типа:

Перехват информации - целостность информации сохраняется, но её конфиденциальность нарушена;

Модификация информации - исходное сообщение изменяется либо полностью подменяется другим и отсылается адресату;

Подмена авторства информации. Данная проблема может иметь серьёзные последствия. Например, кто-то может послать письмо от чужого имени (этот вид обмана принято называть спуфингом) или Web - сервер может притворяться электронным магазином, принимать заказы, номера кредитных карт, но не высылать никаких товаров.

Специфика компьютерных сетей, с точки зрения их уязвимости, связана в основном с наличием интенсивного информационного взаимодействия между территориально разнесенными и разнородными (разнотипными) элементами.

Угрозы классифицируются по возможности нанесения ущерба субъекту отношений при нарушении целей безопасности. Ущерб может быть причинен каким-либо субъектом (преступление, вина или небрежность), а также стать следствием, не зависящим от субъекта проявлений. Угроз не так уж и много. При обеспечении конфиденциальности информации это может быть хищение (копирование) информации и средств ее обработки, а также ее утрата (неумышленная потеря, утечка). При обеспечении целостности информации список угроз таков: модификация (искажение) информации; отрицание подлинности информации; навязывание ложной информации. При обеспечении доступности информации, возможно, ее блокирование, либо уничтожение самой информации и средств ее обработки [5].

Классификация возможностей реализации угроз (атак), представляет собой совокупность возможных вариантов действий источника угроз определенными методами реализации с использованием уязвимостей, которые приводят к реализации целей атаки. Цель атаки может не совпадать с целью реализации угроз и может быть направлена на получение промежуточного результата, необходимого для достижения в дальнейшем реализации угрозы. В случае такого несовпадения атака рассматривается как этап подготовки к совершению действий, направленных на реализацию угрозы, т.е. как «подготовка к совершению» противоправного действия. Результатом атаки являются последствия, которые являются реализацией угрозы и/или способствуют такой реализации [20].

Также уязвимость информации зависит от вредоносного программного обеспечения. Одним из опаснейших способов проведения атак является внедрение в атакуемые системы вредоносного программного обеспечения.

Выделяют следующие аспекты вредоносного программного обеспечения:

вредоносная функция;

способ распространения;

внешнее представление.

Часть, осуществляющая разрушительную функцию, предназначается для:

внедрения другого вредоносного программного обеспечения;

получения контроля над атакуемой системой;

агрессивного потребления ресурсов;

изменения или разрушения программ и/или данных.

По механизму распространения различают:

вирусы - код, обладающий способностью к распространению (возможно, с изменениями) путем внедрения в другие программы;

"черви" - код, способный самостоятельно, то есть без внедрения в другие программы, вызывать распространение своих копий по сети и их выполнение (для активизации вируса требуется запуск зараженной программы) [7].

Для предотвращения вышеперечисленных угроз существуют различные способы защиты информации. Помимо естественных способов выявления и своевременного устранения причин, используют следующие специальные способы защиты информации от нарушений работоспособности компьютерных систем:

Внесение структурной, временной информации и функциональной избыточности компьютерных ресурсов;

Защита от некорректного использования ресурсов компьютерной системы;

Выявление и своевременное устранение ошибок на этапе разработки программно-аппаратных средств [9].

Структурная избыточность компьютерных ресурсов достигается за счет резервирования аппаратных компонентов и машинных носителей. Организация замены отказавших и своевременного пополнения резервных компонентов. Структурная избыточность составляет основу. Внесение информационной избыточности выполняется путем периодического или постоянного фонового резервирования данных.

Защита от некорректного использования ресурсов компьютерных систем, заключенных в корректном функционировании программного обеспечения с позиции использования ресурсов вычислительных систем программа может четко и своевременно выполнять свои функции, но не корректно использовать компьютерные ресурсы. Например, изолирование участков оперативной памяти для операционной системы прикладных программ защита системных областей на внешних носителях.

Основной проблемой Интернета как канала передачи информации является возможность атаки «maninthemiddle». Злоумышленник подключается к линии между клиентом и сервером и подменяет передающуюся информацию. Возможны совершенно разные варианты этой атаки. Например, злоумышленник может "прикидываться" сервером и вводить

клиента в заблуждение с целью извлечь выгоду из обмана. Следует отметить, что наиболее легко эту атаку может реализовать Интернет-провайдер. С целью обеспечения безопасного обмена разработаны различные протоколы защиты и созданы программные продукты, реализующие данные протоколы. Во всех подобных протоколах используются методы криптографии. Именно криптография позволяет:

провести строгую аутентификацию сервера

провести строгую аутентификацию клиента

обеспечить шифрование данных, которыми обмениваются клиент и сервер.

Эти меры позволяют успешно противостоять атаке "maninthemiddle".

Защита на различных уровнях модели OSI

Наиболее распространенной моделью представления стека сетевых протоколов является модель OSI. Упрощенная модель OSI представлена на рисунке.

Что такое защита информации на каком-либо уровне модели OSI? Каждый последующий уровень сетевых пакетов инкапсулирован в предыдущем. То есть данные протокола прикладного уровня (например, HTTP) находится внутри пакета транспортного уровня (например, TCP), который находится внутри пакета сетевого уровня (например, IP), который находится внутри кадра канального уровня (например, кадра Ethernet). При защите информации на сетевом уровне шифруется содержимое пакета IP, то есть пакет TCP. В другом варианте защиты на сетевом уровне шифруется целый пакет IP и данный зашифрованный пакет в свою очередь инкапсулируется. Такая дополнительная инкапсуляция позволяет скрыть топологию сетей участников обмена.

Следует отметить, что защита, например, на канальном уровне обеспечивает абсолютно "прозрачное" использование сетевого уровня. Канальный уровень Одним из программных продуктов, реализующих защиту на канальном уровне, является OpenVPN (www.openvpn.net). Данный продукт позволяет организовать закрытую сеть на базе Интернет. При подключении к такой сети клиент проходит процедуру строгой криптографической аутентификации по цифровому сертификату, что обеспечивает защиту от несанкционированного доступа к ресурсам сети. Кроме того, обеспечивается шифрование сетевого трафика при работе в сети.[4]

OpenVPN поддерживает режимы работы "мост" и "маршрутизатор". При работе в режиме "мост" происходит шифрование и инкапсуляция кадров Ethernet. Следует отметить, что если шифрование обеспечивает защиту от доступа к передаваемой информации, то из-за инкапсуляции злоумышленник не сможет выяснить адресата передаваемой информации.

Подключение к ЛВС удаленных пользователей с низким уровнем доверия

Решение данной задачи требуется для сетей, к которым подключаются "внешние" пользователи (например, заказчики или клиенты). Уровень доверия к ним намного ниже, чем к сотрудникам компании, поэтому требуется обеспечение специальных "рубежей" защиты, предотвращающих или ограничивающих доступ последних к особо ценной, конфиденциальной информации.

Создание нескольких логических сетей в одной физической сети

Решение данной задачи требуется, например, когда надо разделить трафик между внутренними департаментами организации, которые обращаются к серверам из одного физического сегмента. Особенность данного варианта в том, что VPN строится между узлами, находящимися, как правило, в одном сегменте сети, например, между рабочей станцией и сервером. Этот вариант похож на технологию VLAN, но вместо разделения трафика, используется его шифрование.