Принципы построения защищенных вычислительных сетей - раздел Информатика, Информационная безопасность. Курс лекций. Раздел 1. Информационная безопасность и уровни ее обеспечения. 5 В Предыдущих Темах Были Рассмотрены Основные Угрозы Информационной Безопаснос...
В предыдущих темах были рассмотрены основные угрозы информационной безопасности в распределенных вычислительных сетях и причины, следствием которых они являются.
В данной теме рассмотрим принципы построения защищенных вычислительных сетей. Принципы построения защищенных вычислительных сетей по своей сути являются правилами построения защищенных систем, учитывающие, в том числе, действия субъектов вычислительной сети, направленные на обеспечение информационной безопасности.
Напомним, что одним из базовых принципов обеспечения информационной безопасности для любых объектов информационных отношений является борьба не с угрозами, являющимися следствием недостатков системы, а с причинами возможного успеха нарушений информационной безопасности.
Перечислим установленные ранее причины успеха удаленных угроз информационной безопасности:
1. Отсутствие выделенного канала связи между объектами вычислительной сети.
2. Недостаточная идентификация объектов и субъектов сети.
3. Взаимодействие объектов без установления виртуального канала.
4. Отсутствие контроля за виртуальными каналами связи между объектами сети.
5. Отсутствие в распределенных вычислительных сетях возможности контроля за маршрутом сообщений.
6. Отсутствие в распределенных вычислительных сетях полной информации о ее объектах.
7. Отсутствие в распределенных вычислительных сетях криптозащиты сообщений.
Для устранения первой причины ("отсутствие выделенного канала...") идеальным случаем было бы установление выделенных каналов связи между всеми объектами сети. Однако это практически невозможно и нерационально, в первую очередь, из-за высокой стоимости такой топологии вычислительной сети.
Существуют два возможных способа организации топологии распределенной вычислительной сети с выделенными каналами. В первом случае каждый объект связывается физическими линиями связи со всеми объектами системы. Во втором случае в системе может использоваться сетевой концентратор, через который осуществляется связь между объектами (топология "звезда").
Преимущества сети с выделенным каналом связи между объектами заключаются:
· в передаче сообщений напрямую между источником и приемником, минуя остальные объекты системы;
· в возможности идентифицировать объекты распределенной системы на канальном уровне по их адресам без использования специальных криптоалгоритмов шифрования трафика;
· в отсутствии неопределенности информации о ее объектах, поскольку каждый объект в такой системе изначально однозначно идентифицируется и обладает полной информацией о других объектах системы.
Недостатки сети с выделенными каналами:
· сложность реализации и высокие затраты на создание;
· ограниченное число объектов системы (зависит от числа входов у концентратора).
Альтернативой сетям с выделенным каналом являются сети с широковещательной передачей данных, надежная идентификация объектов в которых может обеспечиваться использованием специальных криптокарт, осуществляющих шифрование на канальном уровне.
Отметим, что создание распределенных систем только с использованием широковещательной среды передачи или только с выделенными каналами неэффективно, поэтому представляется правильным при построении распределенных вычислительных сетей с разветвленной топологией и большим числом объектов использовать комбинированные варианты соединений объектов. Для обеспечения связи между объектами большой степени значимости можно использовать выделенный канал. Связь менее значимых объектов системы может осуществляться с использованием комбинации "общая шина" – выделенный канал.
Безопасная физическая топология сети (выделенный канал) является необходимым, но не достаточным условием устранения причин угроз информационной безопасности, поэтому необходимы дополнительные меры по повышению защищенности объектов вычислительных сетей. Дальнейшее повышение защищенности вычислительных сетей связано с использованием виртуальных каналов, обеспечивающих дополнительную идентификацию и аутентификацию объектов вычислительной сети.
Для повышения защищенности вычислительных сетей при установлении виртуального соединения необходимо использовать криптоалгоритмы с открытым ключом (рассмотрим далее). Одной из разновидностей шифрования с открытым ключом является цифровая подпись сообщений, надежно идентифицирующая объект распределенной вычислительной сети и виртуальный канал.
Отсутствие контроля за маршрутом сообщения в сети является одной из причин успеха удаленных угроз. Рассмотрим один из вариантов устранения этой причины.
Все сообщения, передаваемые в распределенных сетях, проходят по цепочке маршрутизаторов, задачей которых является анализ адреса назначения, выбор оптимального маршрута и передача по этому маршруту пакета или на другой маршрутизатор или непосредственно абоненту, если он напрямую подключен к данному узлу. Информация о маршруте передачи сообщения может быть использована для идентификации источника этого сообщения с точностью до подсети, т. е. от первого маршрутизатора.
Задачу проверки подлинности адреса сообщения можно частично решить на уровне маршрутизатора. Сравнивая адреса отправителя, указанные в сообщении с адресом подсети, из которой получено сообщение, маршрутизатор выявляет те сообщения, у которых эти параметры не совпадают, и соответственно, отфильтровывает такие сообщения.
Контроль за виртуальным соединением можно рассматривать как принцип построения защищенных систем, поскольку в этом случае определяются те правила, исходя из которых система могла бы либо поставить запрос в очередь, либо нет. Для предотвращения такой атаки как "отказ в обслуживании", вызванной "лавиной" направленных запросов на атакуемый узел целесообразно ввести ограничения на постановку в очередь запросов от одного объекта. Очевидно, что данная мера имеет смысл в тех случаях, когда надежно решена проблема идентификации объекта – отправителя запроса. В противном случае злоумышленник может отправлять запросы от чужого имени.
Для повышения защищенности распределенных вычислительных сетей целесообразно проектировать их с полностью определенной информацией о ее объектах, что позволит устранить шестую из указанных причин успешной реализации удаленных угроз.
Однако в вычислительных сетях с неопределенным и достаточно большим числом объектов (например, Интернет) спроектировать систему с отсутствием неопределенности практически невозможно, а отказаться от алгоритмов удаленного поиска не представляется возможным.
Из существующих двух типов алгоритмов удаленного поиска (с использованием информационно-поискового сервера и с использованием широковещательных запросов) более безопасным является алгоритм удаленного поиска с использованием информационно-поискового сервера. Однако для большей безопасности связь объекта, формирующего запрос с сервером, необходимо осуществлять с подключением по виртуальному каналу. Кроме этого, объекты, подключенные к данному серверу, и сам сервер должны содержать заранее определенную статическую ключевую информацию, используемую при создании виртуального канала (например, закрытый криптографический ключ).
Все темы данного раздела:
Проблема информационной безопасности общества
Информационная безопасность является одной из проблем, с которой столкнулось современное общество в процессе массового использования автоматизированных средств ее обработки.
Проблема инфор
Доступность информации
Как уже отмечено в предыдущей теме, информационная безопасность – многогранная область деятельности, в которой успех может принести только систематический, комплексный подход.
Обеспечение
Целостность информации
Целостность информации условно подразделяется на статическую и динамическую. Статическая целостность информации предполагает неизменность информационных объектов от их исходного со
Конфиденциальность информации
Конфиденциальность – самый проработанный у нас в стране аспект информационной безопасности. К сожалению, практическая реализация мер по обеспечению конфиденциальности современных информационных сис
Задачи информационной безопасности общества
Анализ основ информационной безопасности показал, что обеспечение безопасности является задачей комплексной. С одной стороны режима информационной, информационная безопасность предполагает, как мин
Уровни формирования режима информационной безопасности
С учетом изложенного выделим три уровня формирования режима информационной безопасности:
· законодательно-правовой;
· административный (организационный);
· программно-тех
Правовые основы информационной безопасности общества
Законодательные меры в сфере информационной безопасности направлены на создание в стране законодательной базы, упорядочивающей и регламентирующей поведение субъектов и объектов информационных отнош
Основные положения важнейших законодательных актов РФ в области информационной безопасности и защиты информации
1. Закон Российской Федерации от 21 июля 1993 года №5485-1 "О государственной тайне" с изменениями и дополнениями, внесенными после его принятия, регулирует отношения, возникающие в связи
Ответственность за нарушения в сфере информационной безопасности
Немаловажная роль в системе правового регулирования информационных отношений отводится ответственности субъектов за нарушения в сфере информационной безопасности.
Основными документами в э
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите основополагающие документы по информационной безопасности.
2. Понятие государственной тайны.
3. Что понимается под средствами защиты государственной тайны?
Требования безопасности к информационным системам
Стандарт ISO/IEC 15408 "Критерии оценки безопасности информационных технологий" (издан 1 декабря 1999 года) относится к оценочным стандартам. Этот международный стандарт стал итогом почти
Функциональные требования
Все функциональные требования объединены в группы на основе выполняемой ими роли или обслуживаемой цели безопасности. Всего в "Общих критериях" представлено 11 функционал
Требования доверия
Вторая форма требований безопасности в "Общих критериях" – требования доверия безопасности.
Установление доверия безопасности основывается на активном исследовании объекта оценки
Сервисы безопасности в вычислительных сетях
В последнее время с развитием вычислительных сетей и в особенности глобальной сети Интернет вопросы безопасности распределенных систем приобрели особую значимость. Важность этого вопроса косвенно п
Механизмы безопасности
В Х.800 определены следующие сетевые механизмы безопасности:
· шифрование;
· электронная цифровая подпись;
· механизм управления доступом;
· механизм контроля це
Администрирование средств безопасности
В рекомендациях Х.800 рассматривается понятие администрирование средств безопасности, которое включает в себя распространение информации, необходимой для работы сервисов и механизм
Вопросы для самоконтроля
1. Дайте характеристику составляющих "информационной безопасности" применительно к вычислительным сетям.
2. Перечислите основные механизмы безопасности.
3. Какие механиз
Гостехкомиссия и ее роль в обеспечении информационной безопасности в РФ
В Российской Федерации информационная безопасность обеспечивается соблюдение указов Президента, федеральных законов, постановлений Правительства Российской Федерации, руководящих документов Гостехк
Документы по оценке защищенности автоматизированных систем в РФ
Рассмотрим наиболее значимые из этих документов, определяющие критерии для оценки защищенности автоматизированных систем.
Руководящий документ "СВТ. Защита от НСД к информации
Вопросы для самоконтроля
1. Сколько классов защищенности СВТ от НСД к информации устанавливает РД "СВТ. Защита от НСД к информации. Показатели защищенности от НСД к информации"?
2. Дайте характеристику у
Разработка политики информационной безопасности
Разработка политики безопасности ведется для конкретных условий функционирования информационной системы. Как правило, речь идет о политике безопасности организации, предприятия или учебного заведен
Каналы несанкционированного доступа к информации
Одним из наиболее распространенных и многообразных способов воздействия на информационную систему, позволяющим нанести ущерб любой из составляющих информационной безопасности является несан
Компьютерные вирусы и информационная безопасность
Компьютерные вирусы одна из главных угроз информационной безопасности. Это связано с масштабностью распространения этого явления и, как следствие, огромного ущерба, наносимого информационным систем
Характерные черты компьютерных вирусов
Термин "компьютерный вирус" появился в середине 80-х годов, на одной из конференций по безопасности информации, проходившей в США. С тех пор прошло немало времени, острота проблемы вирусо
Хронология развития компьютерных вирусов
Появление первых компьютерных вирусов, способных дописывать себя к файлам, связывают с инцидентом, который произошел в первой половине 70-х годов на системе Univax 1108. Вирус, получивший название
Утилиты скрытого администрирования
Утилиты скрытого администрирования являются разновидностью "логических бомб" ("троянских программ"), которые используются злоумышленниками для удаленного администрирования компь
Конструкторы вирусов
К данному виду "вредных" программ относятся утилиты, предназначенные для изготовления новых компьютерных вирусов. Известны конструкторы вирусов для DOS, Windows и макровирусов. Они позвол
Полиморфные генераторы
Полиморфик-генераторы, как и конструкторы вирусов, не являются вирусами в прямом смысле этого слова, поскольку в их алгоритм не закладываются функции размножения, т. е. открытия, закрытия и записи
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите виды "вирусоподобных" программ.
2. Поясните механизм функционирования "троянской программы" (логической бомбы).
3. В чем заключаются деструктивн
Особенности работы антивирусных программ
Одним из наиболее эффективных способов борьбы с вирусами является использование антивирусного программного обеспечения. Антивирусная программа – программа, предназначенная для поис
Факторы, определяющие качество антивирусных программ
Качество антивирусной программы определяется несколькими факторами. Перечислим их по степени важности:
1. Надежность и удобство работы – отсутствие "зависаний" антивируса и прочи
Характеристика путей проникновения вирусов в компьютеры
Рассмотрим основные пути проникновения вирусов в компьютеры пользователей:
1. Глобальные сети – электронная почта.
2. Электронные конференции, файл-серверы ftp.
3. Пиратс
Локальные сети
Другой путь "быстрого заражения" – локальные сети. Если не принимать необходимых мер защиты, то зараженная рабочая станция при входе в сеть заражает один или несколько служебных файлов на
Правила защиты от компьютерных вирусов
Учитывая возможные пути проникновения вирусов, приведем основные правила защиты от вирусов.
1. Внимательно относитесь к программам и документам, которые получаете из глоба
Обнаружение загрузочного вируса
В загрузочных секторах дисков расположены, как правило, небольшие программы, назначение которых состоит в определении размеров и границ логических дисков (для MBR винчестера) или загрузке операцион
Обнаружение резидентного вируса
Если в компьютере обнаружены следы деятельности вируса, но видимых изменений в файлах и системных секторах дисков не наблюдается, то вполне возможно, что компьютер поражен одним из "стелс"
Обнаружение макровируса
Характерными проявлениями макровирусов являются:
· Word: невозможность конвертирования зараженного документа Word в другой формат.
· Word: зараженные файлы имеют формат Template (
Общий алгоритм обнаружения вируса
При анализе алгоритма вируса необходимо выяснить:
· способ(ы) размножения вируса;
· характер возможных повреждений, которые вирус нанес информации, хранящейся на дисках;
Особенности информационной безопасности в компьютерных сетях
Основной особенностью любой сетевой системы является то, что ее компоненты распределены в пространстве и связь между ними физически осуществляется при помощи сетевых соединений (коаксиальный кабель
Специфика средств защиты в компьютерных сетях
Особенности вычислительных сетей и, в первую очередь, глобальных, предопределяют необходимость использования специфических методов и средств защиты, например:
· защита подключений к внешни
Понятие протокола передачи данных
Обмен информацией между ЭВМ на больших расстояниях всегда казался более важной задачей, чем локальный обмен. Поэтому ему уделялось больше внимания и, соответственно, велось большее финансирование в
Принципы организации обмена данными в вычислительных сетях
Существуют два принципа организации обмена данными:
1. Установление виртуального соединения с подтверждением приема каждого пакета.
2. Передача датаграмм.
Установ
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимается под протоколом передачи данных?
2. Охарактеризуйте сети с коммутацией сообщений и коммутацией пакетов.
3. Чем отличается соединение по виртуальному каналу от пер
Вопросы для самоконтроля
1. Проведите сравнительную характеристику моделей передачи данных TCP/IP и OSI/ISO.
2. Перечислите уровни модели OSI/ISO.
3. Назначение прикладного и представительного уровней мод
Основы IP-протокола
Одной из главных проблем построения глобальных сетей является проблема адресации. С одной стороны, постоянное расширение глобальной сети Интернет привело к нехватке уникальных адресов для вновь под
Система доменных имен
Во времена, когда ARPANET состояла из довольно небольшого числа хостов, все они были перечислены в одном файле (HOSTS. TXT). Этот файл хранился в сетевом информационном центре Станфордского исследо
Вопросы для самоконтроля
1. Как рассматривается сеть в концепции протокола IP?
2. Что такое IP-адрес?
3. Преобразуйте IP-адрес "11110011 10100101 00001110 11000001" в десятичную форму.
По условию начала осуществления воздействия
Удаленное воздействие, также как и любое другое, может начать осуществляться только при определенных условиях. В вычислительных сетях можно выделить три вида условий начала осуществления удаленной
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите классы удаленных угроз.
2. Как классифицируются удаленные угрозы "по характеру воздействия"?
3. Охарактеризуйте удаленные угрозы "по цели воздействия
Вопросы для самоконтроля
1. Дайте определение типовой удаленной атаки.
2. Механизм реализации удаленной атаки "анализ сетевого трафика".
3. Что является целью злоумышленников при "анализе с
Причины успешной реализации удаленных угроз в вычислительных сетях
Применительно к вычислительным сетям, чтобы ликвидировать угрозы (удаленные атаки), осуществляемые по каналам связи, необходимо ликвидировать причины, их порождающие. Анализ механизмов реализации т
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите основные причины успешной реализации удаленных угроз информационной безопасности в вычислительных сетях.
2. Почему виртуальное соединение не обеспечивает требуемого уровня з
Механизм идентификация и аутентификация пользователей
Общая процедура идентификации и аутентификации пользователя при его доступе в защищенную информационную систему заключается в следующем.
Пользователь предоставляет системе свой личный иден
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимается под идентификацией пользователя?
2. Что понимается под аутентификацией пользователей?
3. Применим ли механизм идентификации к процессам? Почему?
4. Пере
Ключевой термин
Ключевой термин: криптография.
Криптография – это наука об обеспечении безопасности данных, обеспечивающая решение четырех важных проблем безопасности: конфиденциальности, аутентификации,
Симметричные и асимметричные методы шифрования
Классические криптографические методы делятся на два основных типа: симметричные (шифрование секретным ключом) и асимметричные (шифрование открытым ключом).
Механизм электронной цифровой подписи
Для контроля целостности передаваемых по сетям данных используется электронная цифровая подпись, которая реализуется по методу шифрования с открытым ключом.
Электронная цифровая по
Вопросы для самоконтроля
1. Что входит в состав криптосистемы?
2. Какие составляющие информационной безопасности могут обеспечить криптосистемы?
3. Назовите классификационные признаки методов шифрования д
Методы разграничения доступа
После выполнения идентификации и аутентификации подсистема защиты устанавливает полномочия (совокупность прав) субъекта для последующего контроля санкционированного использования объектов информаци
Мандатное и дискретное управление доступом
В ГОСТе Р 50739-95 "Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации" и в документах Гостехкомиссии РФ определены два
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите известные методы разграничения доступа.
2. В чем заключается разграничение доступа по спискам?
3. Как используется матрица разграничения доступа?
4. Опишит
Этапы регистрации и методы аудита событий информационной системы
Организация регистрации событий, связанных с безопасностью информационной системы включает как минимум три этапа:
1. Сбор и хранение информации о событиях.
2. Защита содержимого ж
Вопросы для самоконтроля
1. На чем основан механизм регистрации?
2. Какие события, связанные с безопасностью, подлежат регистрации?
3. Чем отличаются механизмы регистрации и аудита?
4. Дайте опре
Вопросы для самоконтроля
1. Какие сервисы безопасности включает технология виртуальных частных сетей?
2. Назовите функции VPN-агента.
3. Каким образом технология VPN обеспечивает конфиденциальность данных
Новости и инфо для студентов