Обеспечение компьютерной безопасности локальной сети на режимных объектах

Цель работы
В данной работе представлено решение одной из наиболее важной проблемы в области защиты информации на режимных объектах, а именно безопасность локальных сетей. Широкое распространение и повсеместное применение вычислительной техники очень резко повысили уязвимость накапливаемой, хранимой и обрабатываемой в ЛВС информации.
...

Раздел 1. Аналитическая часть
Раздел 2. Теоретическая часть
Раздел 3. Практическая часть

Широкое распространение и повсеместное применение вычислительной техники очень резко повысили уязвимость накапливаемой, хранимой и обрабатываемой в ЛВС информации.
Особой острой проблемой является защита ЛВС на режимных объектах

2. Допуск к решению задач на ПЭВМ по обработке секретной, конфиденциальной информации проверенных должностных лиц, определение порядка проведения работ на ПЭВМ.
3. Хранение магнитных носителей в тщательно закрытых прочных шкафах.
4. Назначение одной или нескольких ПЭВМ для обработки ценной информации и дальнейшая работа только на этих ПЭВМ.
5. Установка дисплея, клавиатуры и принтера таким образом, чтобы исключить просмотр посторонними лицами содержания обрабатываемой информации.
6. Постоянное наблюдение за работой принтера и других устройств вывода на материальных носитель ценной информации.
7. Уничтожение красящих лент или иных материалов, содержащих фрагменты ценной информации.
8. Запрещение ведения переговоров о непосредственном содержании конфиденциальной информации лицам, занятым ее обработкой.
9. Организационно-технические меры предполагают:
10. Ограничение доступа внутрь корпуса ПЭВМ путем установления механических запорных устройств.
11. Уничтожение всей информации на винчестере ПЭВМ при ее отправке в ремонт с использованием средств низкоуровневого форматирования.
12. Организацию питания ПЭВМ от отдельного источника питания или от общей (городской) электросети через стабилизатор напряжения (сетевой фильтр).
13. Использование для отображения информации жидкокристаллических или плазменных дисплеев, а для печати - струйных или лазерных принтеров.
14. Размещение дисплея, системного блока, клавиатуры и принтера на расстоянии не менее 2,5-3,0 метров от устройств освещения, кондиционирования воздуха, связи (телефона), металлических труб, телевизионной и радиоаппаратуры, а также других ПЭВМ, не использующихся для обработки конфиденциальной информации.
15. Отключение ПЭВМ от локальной сети или сети удаленного доступа при обработке на ней конфиденциальной информации, кроме случая передачи этой информации по сети.
16. Установка принтера и клавиатуры на мягкие прокладки с целью снижения утечки информации по акустическому каналу.
17. Во время обработки ценной информации на ПЭВМ рекомендуется включать устройства, создающие дополнительный шумовой фон (кондиционеры, вентиляторы), обрабатывать другую информацию на рядом стоящих ПЭВМ.
18. Уничтожение информации непосредственно после ее использования.
2.3.2 Основные методы защиты ПЭВМ от утечек информации по электромагнитному каналу
Основным источником высокочастотного электромагнитного излучения является дисплей. Изображение с его экрана можно принимать на расстоянии сотен метров. Полностью нейтрализовать утечку можно лишь с использованием генераторов шума. Другим способ защиты является использование плазменных или жидкокристаллических дисплеев.
Еще одним надежным способом является полное экранирование помещения стальными, алюминиевыми или из специальной пластмассы листами толщиной не менее 1 мм с надежным заземлением. На окна в этом случае рекомендуется помещать сотовый фильтр - алюминиевую решетку с квадратными ячейками размером не более 1 см.
Принтер является источником мощного низкочастотного электромагнитного излучения, которое быстро затухает с ростом расстояния. Тем не менее, это излучение также опасно. Борьба с ним крайне затруднена, так как оно имеет сильную магнитную составляющую, которая плохо зашумляется и экранируется. Поэтому рекомендуется либо зашумление мощным шумовым сигналом, либо использование струйного или лазерного принтеров, или термопечати.
Очень опасны специально встроенные в ПЭВМ передатчики или радиомаяки (закладки - программные или технические средства, облегчающие выделение информации из каналов утечки или нарушающие предписанный алгоритм работы ПЭВМ). По этой же причине не рекомендуется обрабатывать ценную информацию на случайных ПЭВМ и подделках под фирму из развивающихся стран. Если компьютер отсылался в ремонт, то необходимо убедиться, что в нем нет закладок.
Электромагнитное излучение от внешних проводников и кабелей ПЭВМ невелика, но необходимо следить, чтобы они не пересекались с проводами, выходящими за пределы помещения.
Монтаж заземления от периферийного оборудования необходимо вести в пределах контролируемой зоны. Нельзя допускать, чтобы заземление пересекалось с другими проводниками. Все соединения ПЭВМ с “внешним миром” необходимо проводить через электрическую развязку.
Основными сервисами безопасности являются:
1. идентификация и аутентификация,
2. управление доступом,
3. протоколирование и аудит,
4. криптография,
5. экранирование.
2.3.3 Идентификация и аутентификация
Идентификацию и аутентификацию можно считать основой программно-технических средств безопасности, поскольку остальные сервисы рассчитаны на обслуживание именованных субъектов.
Идентификация и аутентификация - это первая линия обороны, "проходная" информационного пространства организации.
Наиболее часто используемая аутентификация:
1. Аутентификация по многоразовым паролям.
Один из способов аутентификации в компьютерной системе состоит во вводе вашего пользовательского идентификатора, в просторечии называемого «логином» (англ. login — регистрационное имя пользователя, учётка) и пароля — неких конфиденциальных сведений. Достоверная (эталонная) пара логин-пароль хранится в специальной базе данных.
2. Аутентификация по одноразовым паролям.
Заполучив однажды многоразовый пароль субъекта, злоумышленник имеет постоянный доступ к взломанным конфиденциальным сведениям. Эта проблема решается применением одноразовых паролей.
Суть этого метода — пароль действителен только для одного входа в систему, при каждом следующем запросе доступа — требуется новый пароль, например различные токены.
Реализован механизм аутентификации по одноразовым паролям может быть как аппаратно, так и программно.
Идентификация позволяет - пользователю или процессу, действующему от имени определенного пользователя, назвать себя, сообщив свое имя. Посредством аутентификации вторая сторона убеждается, что субъект действительно тот, за кого себя выдает. В качестве синонима слова "аутентификация" иногда используют сочетание "проверка подлинности".
Субъект может подтвердить свою подлинность, если предъявит, по крайней мере, одну из следующих сущностей:
1. нечто, что он знает: пароль, личный идентификационный номер, криптографический ключ и т.п.;
2. нечто, чем он владеет: личную карточку или иное устройство аналогичного назначения;
3. нечто, что является частью его самого: голос, отпечатки пальцев и т.п., то есть свои биометрические характеристики.
Надежная идентификация и аутентификация затруднена по ряду принципиальных причин.
Во-первых, компьютерная система основывается на информации в том виде, в каком она была получена; строго говоря, источник информации остается неизвестным. Например, злоумышленник мог воспроизвести ранее перехваченные данные. Следовательно, необходимо принять меры для безопасного ввода и передачи идентификационной и аутентификационной информации; в сетевой среде это сопряжено с особыми трудностями.
Во-вторых, почти все аутентификационные сущности можно узнать, украсть или подделать.
В-третьих, имеется противоречие между надежностью аутентификации с одной стороны, и удобствами пользователя и системного администратора с другой. Так, из соображений безопасности необходимо с определенной частотой просить пользователя повторно вводить аутентификационную информацию (ведь на его место мог сесть другой человек), а это повышает вероятность подглядывания за вводом.
В-четвертых, чем надежнее средство защиты, тем оно дороже.
Необходимо искать компромисс между надежностью, доступностью по цене и удобством использования и администрирования средств идентификации и аутентификации. Обычно компромисс достигается за счет комбинирования двух первых из перечисленных базовых механизмов проверки подлинности.
Наиболее распространенным средством аутентификации являются пароли. Система сравнивает введенный и ранее заданный для данного пользователя пароль; в случае совпадения подлинность пользователя считается доказанной. Другое средство, постепенно набирающее популярность и обеспечивающее наибольшую эффективность, - секретные криптографические ключи пользователей.
Главное достоинство парольной аутентификации - простота и привычность. Пароли давно встроены в операционные системы и иные сервисы. При правильном использовании пароли могут обеспечить приемлемый для многих организаций уровень безопасности. Тем не менее по совокупности характеристик их следует признать самым слабым средством проверки подлинности. Надежность паролей основывается на способности помнить их и хранить в тайне. Ввод пароля можно подсмотреть. Пароль можно угадать методом подбора. Если файл паролей зашифрован, но доступен на чтение, его можно перекачать к себе на компьютер и попытаться подобрать пароль, запрограммировав полный перебор.
Пароли уязвимы по отношению к электронному перехвату - это наиболее принципиальный недостаток, который нельзя компенсировать улучшением администрирования или обучением пользователей. Практически единственный выход - использование криптографии для шифрования паролей перед передачей по линиям связи или вообще их не передавать.
Тем не менее следующие меры позволяют значительно повысить надежность парольной защиты:
1. наложение технических ограничений (пароль должен быть не слишком коротким, он должен содержать буквы, цифры, знаки пунктуации и т.п.);
2. управление сроком действия паролей, их периодическая смена;
3. ограничение доступа к файлу паролей;
4. ограничение числа неудачных попыток входа в систему, что затруднит применение метода подбора;
5. обучение пользователей;
6. использование программных генераторов паролей, которые, основываясь на несложных правилах, могут порождать только благозвучные и, следовательно, запоминающиеся пароли.
Устройства контроля биометрических характеристик сложны и недешевы, поэтому пока они применяются только в специфических организациях с высокими требованиями к безопасности.
Очень важной и трудной задачей является администрирование службы идентификации и аутентификации. Необходимо постоянно поддерживать конфиденциальность, целостность и доступность соответствующей информации, что особенно непросто в сетевой разнородной среде.
Централизация облегчает работу не только системным администраторам, но и пользователям, поскольку позволяет реализовать важную концепцию единого входа. Единожды пройдя проверку подлинности, пользователь получает доступ ко всем ресурсам сети в пределах своих полномочий.
2.4 Управление доступом
Средства управления доступом позволяют специфицировать и контролировать действия, которые субъекты - пользователи и процессы могут выполнять над объектами - информацией и другими компьютерными ресурсами. Речь идет о логическом управлении доступом, который реализуется программными средствами. Логическое управление доступом - это основной механизм многопользовательских систем, призванный обеспечить конфиденциальность и целостность объектов и, до некоторой степени, их доступность путем запрещения обслуживания неавторизованных пользователей. Задача логического управления доступом состоит в том, чтобы для каждой пары (субъект - объект) определить множество допустимых операций, зависящее от некоторых дополнительных условий, и контролировать выполнение установленного порядка.
Контроль прав доступа производится разными компонентами программной среды - ядром операционной системы, дополнительными средствами безопасности, системой управления базами данных, посредническим программным обеспечением и так далее.
При принятии решения о предоставлении доступа обычно анализируется следующая информация.
1. Идентификатор субъекта (идентификатор пользователя, сетевой адрес компьютера). Подобные идентификаторы являются основой добровольного управления доступом.
2. Атрибуты субъекта (метка безопасности, группа пользователя). Метки безопасности - основа принудительного управления доступом.
3. Место действия (системная консоль, надежный узел сети).
4. Время действия (большинство действий целесообразно разрешать только в рабочее время).
5. Внутренние ограничения сервиса (число пользователей согласно лицензии на программный продукт).
Удобной надстройкой над средствами логического управления доступом является ограничивающий интерфейс, когда пользователя лишают самой возможности попытаться совершить несанкционированные действия, включив в число видимых ему объектов только те, к которым он имеет доступ.
2.4.1 Протоколирование и аудит
Под протоколированием понимается сбор и накопление информации о событиях, происходящих в информационной системе предприятия. У каждого сервиса свой набор возможных событий, но в любом случае их можно подразделить на внешние - вызванные действиями других сервисов, внутренние - вызванные действиями самого сервиса и клиентские - вызванные действиями пользователей и администраторов.
Аудит - это анализ накопленной информации, проводимый оперативно, почти в реальном времени, или периодически.
Реализация протоколирования и аудита преследует следующие цели:
1. обеспечение подотчетности пользователей и администраторов;
2. обеспечение возможности реконструкции последовательности событий;
3. обнаружение попыток нарушений информационной безопасности;
4. предоставление информации для выявления и анализа проблем.
Обеспечение подотчетности важно в первую очередь как средство сдерживания. Если пользователи и администраторы знают, что все их действия фиксируются, они, возможно, воздержатся от незаконных операций. Если есть основания подозревать какого-либо пользователя в нечестности, можно регистрировать его действия особенно детально, вплоть до каждого нажатия клавиши. При этом обеспечивается не только возможность расследования случаев нарушения режима безопасности, но и откат некорректных изменений. Тем самым обеспечивается целостность информации.
Реконструкция последовательности событий позволяет выявить слабости в защите сервисов, найти виновника вторжения, оценить масштабы причиненного ущерба и вернуться к нормальной работе.
Выявление и анализ проблем позволяют помочь улучшить такой параметр безопасности, как доступность. Обнаружив узкие места, можно попытаться переконфигурировать или перенастроить систему, снова измерить производительность.
2.4.2 Криптография
Одним из наиболее мощных средств обеспечения конфиденциальности и контроля целостности информации является криптография. Во многих отношениях она занимает центральное место среди программно-технических регуляторов безопасности, являясь основой реализации многих из них и, в то же время, последним защитным рубежом.
Различают два основных метода шифрования, называемые симметричными и асимметричными. В первом из них один и тот же ключ используется и для шифровки, и для расшифровки сообщений. Существуют весьма эффективные методы симметричного шифрования. Имеется и стандарт на подобные методы - ГОСТ 28147-89 "Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования".
Основным недостатком симметричного шифрования является то, что секретный ключ должен быть известен и отправителю, и получателю. С одной стороны, это ставит новую проблему рассылки ключей. С другой стороны, получатель, имеющий шифрованное и расшифрованное сообщение, не может доказать, что он получил его от конкретного отправителя, поскольку такое же сообщение он мог сгенерировать и сам.
В асимметричных методах применяются два ключа. Один из них, несекретный, используется для шифровки и может публиковаться вместе с адресом пользователя, другой - секретный, применяется для расшифровки и известен только получателю.
Асимметричные методы шифрования позволяют реализовать так называемую электронную подпись, или электронное заверение сообщения. Идея состоит в том, что отправитель посылает два экземпляра сообщения - открытое и дешифрованное его секретным ключом (естественно, дешифровка незашифрованного сообщения на самом деле есть форма шифрования). Получатель может зашифровать с помощью открытого ключа отправителя дешифрованный экземпляр и сравнить с открытым. Если они совпадут, личность и подпись отправителя можно считать установленными.
Существенным недостатком асимметричных методов является их низкое быстродействие, поэтому их приходится сочетать с симметричными, при этом следует учитывать, что асимметричные методы на 3 - 4 порядка медленнее симметричных. Так, для решения задачи рассылки ключей сообщение сначала симметрично шифруют случайным ключом, затем этот ключ шифруют открытым асимметричным ключом получателя, после чего сообщение и ключ отправляются по сети.
Криптографические методы позволяют надежно контролировать целостность информации. В отличие от традиционных методов контрольного суммирования, способных противостоять только случайным ошибкам, криптографическая контрольная сумма, вычисленная с применением секретного ключа, практически исключает все возможности незаметного изменения данных.
В последнее время получила распространение разновидность симметричного шифрования, основанная на использовании составных ключей. Идея состоит в том, что секретный ключ делится на две части, хранящиеся отдельно. Каждая часть сама по себе не позволяет выполнить расшифровку. Если у правоохранительных органов появляются подозрения относительно лица, использующего некоторый ключ, они могут получить половинки ключа и дальше действовать обычным для симметричной расшифровки образом.
2.4.3 Экранирование
Экран - это средство разграничения доступа клиентов из одного множества к серверам из другого множества. Экран выполняет свои функции, контролируя все информационные потоки между двумя множествами систем.
В простейшем случае экран состоит из двух механизмов, один из которых ограничивает перемещение данных, а второй, наоборот, ему способствует. В более общем случае экран или полупроницаемую оболочку удобно представлять себе как последовательность фильтров. Каждый из них может задержать данные, а может и сразу "перебросить" их "на другую сторону". Кроме того, допускаются передача порции данных на следующий фильтр для продолжения анализа или обработка данных от имени адресата и возврат результата отправителю.
Помимо функций разграничения доступа экраны осуществляют также протоколирование информационных обменов.
Обычно экран не является симметричным, для него определены понятия "внутри" и "снаружи". При этом задача экранирования формулируется как защита внутренней области от потенциально враждебной внешней. Так, межсетевые экраны устанавливают для защиты локальной сети организации, имеющей выход в открытую среду, подобную Internet. Другой пример экрана - устройство защиты порта, контролирующее доступ к коммуникационному порту компьютера до и после независимо от всех прочих системных защитных средств. Экранирование дает возможность контролировать также информационные потоки, направленные во внешнюю область, что способствует поддержанию режима конфиденциальности.
В любой организации найдутся документы и сведения, которые не обязательно знать всем пользователям местной сети. Такая информация должна храниться в специальном каталоге, доступ к которому имеют только уполномоченные лица. Чаще любопытство, чем злой умысел сотрудников заставляют их прочитывать чужие файлы. Одна из причин, по которой в сетях устанавливают систему защиты, состоит в том, чтобы уберечь сетевую информацию от необдуманных действий пользователей.
2.5 Основные направления защиты информации в ЛВС
2.5.1 Меры непосредственной защиты ПЭВМ
Важным аспектом всестороннего подхода к защите ЭВМ являются меры защиты вычислительных устройств от прямых угроз, которые можно разбить на две категории:
1. Меры защиты от стихийных бедствий.
2. Меры защиты от злоумышленников.
Наиболее опасным из стихийных бедствий можно считать пожар. Соблюдение элементарных пожарных норм позволяет решить эту проблему. Наиболее важен и интересен второй пункт.
Для того, чтобы защитить компьютеры от злоумышленников, а следовательно защитить информацию, необходимо ограничить непосредственный доступ к вычислительной системе. Для этого следует организовать охрану вычислительного комплекса. Можно выделить четыре вида охранных мер:
1. охрана границ территории (некоторой зоны, окружающей здание);
2. охрана самого здания или некоторого пространства вокруг него;
3. охрана входов в здание;