Учебные вопросы:
1. Анализ и типизация организационных и программно-аппаратных структур автоматизированных систем предприятия
2. Анализ возможных угроз и их специфика в различных типах АС.
3. Систематизация видов защиты информации
Вопрос 1. Анализ и типизация организационных и программно-аппаратных структур автоматизированных систем предприятия
Под автоматизированной системой (АС) понимается человеко-машинная система, предназначенная для решения определенного круга прикладных задач. Большое многообразие областей применения АС, различия по количественному и качественному составу пользователей и обслуживающего персонала, содержанию и характеру обрабатываемой информации определяют специфичные особенности каждой АС и требуют их классификации с целью выработки общих принципов и универсальных решений по защите информации в каждом классе АС.
Учитывая, что реализация систем защиты информации является дорогостоящей задачей, при проектировании систем защиты каждой АС необходимо учитывать специфику угроз и их последствий с целью обоснования и минимизации затрат на разработку и эксплуатацию средств защиты [1].
Возможно несколько взаимодополняющих подходов к классификации АС по области использования, характеру обрабатываемой информации, программно-аппаратной структуре. В табл.1 приведена классификация АС в зависимости от области их использования и уровня конфиденциальности обрабатываемой информации.
Принадлежность к определенному ведомству характеризует степень глобального ущерба, который, в принципе, может быть нанесен в результате утечки или искажения информации, причем нарушение защиты информации в АС гражданских ведомств, как правило, ведет к экономическим потерям, в то время как в оборонных ведомствах приводит также к угрозе национальной безопасности государства.
Таблица 1. Классификация АС
Разделение объектов по виду собственности определяет, какие интересы превалируют при защите информации в АС: государственные или частные, а специализация функций АС в значительной степени определяет специфику угроз в конкретной АС.
Уровень конфиденциальности обрабатываемой информации соотносит ущерб с конкретным владельцем информации. Следует иметь в виду, что владелец информации, разрешая доступ к информации другим субъектам, определяет уровень конфиденциальности информации, что существенным образом сказывается на реализации системы разграничения доступа в АС.
В любой АС могут использоваться персональные ЭВМ (ПЭВМ), системы коллективного пользования (СКП) и вычислительные сети.
Вопрос 2. Анализ возможных угроз и их специфика в различных типах АС
Событие (или действие), которое может вызвать нарушение функционирования АС, называется угрозой. Возможность нарушения нормальной работы АС зависит от наличия в ней уязвимых мест. Количество и специфика уязвимых мест зависит от вида решаемых задач, характера обрабатываемой информации, аппаратно-программных особенностей АС, наличия средств защиты и их характеристик.
Рассмотрим обобщенный перечень возможных угроз, характерный для любой АС. Условно возможные угрозы можно разделить на три группы в соответствии с основными источниками угроз (табл. 2).
Таблица 2. Классификация угроз АС
Угрозы первой группы независимы от людей. Угрозы подгруппы 1.1 связаны с прямым физическим воздействием на элементы АС (ураганы, наводнения, пожары и т. п.), вызывают нарушения работы АС и физическое уничтожение носителей информации, средств обработки и передачи данных, обслуживающего персонала. Угрозы подгруппы 1.2 связаны с электромагнитным воздействием на магнитные носители информации, электронные средства обработки и передачи данных, обслуживающий персонал и ведут к отказам и сбоям аппаратуры, искажению или уничтожению информации, ошибкам персонала. Угрозы подгруппы 1.3 аналогичны по последствиям угрозам подгруппы 1.2 и, кроме того, ведут к заболеваниям персонала.
Угрозы второй группы связаны с надежностью технических средств систем обеспечения работы АС. Угрозы подгруппы 2.1 связаны с внезапным временным прекращением работы АС и приводят к потерям информации и управления объектами в управляющих АС. Угрозы подгруппы 2.2 связаны с надежностью работы аппаратно-программных средств и ведут к искажению и потерям информации, нарушениям в управлении объектами. Угрозы подгруппы 2.3 связаны с наличием электромагнитных излучений и наводок, посредством которых осуществляется несанкционированный перенос информации за пределы АС, что приводит к утечке информации. Угрозы подгруппы 2.4 связаны с утечкой информации через легальные каналы связи за счет имеющейся возможности снятия ее специальными датчиками или посредством прямого подключения.
Угрозы третьей группы зависят от присутствия людей, как в АС, так и вне ее. Угрозы подгруппы 3.1 связаны со случайными непреднамеренными действиями пользователей, ошибками операторов, программистов, управленческого персонала, сотрудников архивной службы и службы безопасности и ведут к искажению или уничтожению информации, нарушению выполнения АС своих функций, ошибкам в работе программ и средствах управления безопасностью АС. Угрозы подгруппы 3.2 связаны с преднамеренными действиями людей, направленными на нанесение ущерба АС, получение личных привилегий и доходов. Данная группа угроз является наиболее многочисленной. При этом возможны виды угроз:
– маскировка под законного пользователя;
– проникновение в систему управления безопасностью с целью изменения ее характеристик;
– организация отказа для пользователей в использовании ресурсов;
– передача информации неверному абоненту;
– злонамеренное разрушение ресурсов АС;
– ввод ложных данных;
– незаконное копирование или кража носителей информации, перехват чужих сообщений;
– порождение правдоподобных сообщений или модификация передаваемых сообщений;
– забастовки, саботаж;
– клевета, мистификация угроз, шантаж;
– искажение программ, внедрение вирусов и троянских коней;
– установка разведывательной аппаратуры.
Рассмотрим специфику угроз по отношению к типам конкретных АС, определенным в таблице 1 (см. графу "Шифр АС").
В подклассе 111 вышеуказанные угрозы приводят к потере управления государством, нарушению баланса отраслей, к крупным экономическим потерям на уровне государства, экономическим преступлениям в особо крупных размерах, нанесению ущерба национальной безопасности, престижу государства.
В подклассе 112 реализация угроз наносит экономический ущерб, как на уровне государства, так и межгосударственных отношений. Экономические потери могут быть также значительными. Особенно опасна утечка информации посредством коммерческого шпионажа, разведки, утечки за счет излучений и средств связи.
В подклассе 113 реализация угроз ведет к срыву выполнения производственных программ предприятий, экономическим потерям.
Особенностью данного подкласса АС является использование информации поставщиков, субподрядчиков, потребителей и т. п. различной ведомственной принадлежности, что повышает сложность и значимость защиты в первую очередь от угроз, созданных людьми.
В подклассе 114 наиболее важна защита информации от искажения и обеспечение авторских прав учреждений. Реализация угроз ведет к экономическим потерям.
В подклассе 115 реализация угроз приводит не только к экономическим потерям, утечке и уничтожению информации, но и связана с безопасностью людей (диспетчерские системы и т. п.). Особое внимание следует уделять обеспечению достоверности информации.
В подклассе 116 реализация угроз может приводить к значительным экономическим потерям. Особое значение имеет защита авторского права. Отличительной особенностью данного подкласса является доступ пользователей к большим объемам информации и различным видам информационно-вычислительных сетей.
В подклассе 117 осуществляется обработка информации, связанной с обслуживанием населения, в том числе и медицинским. Особое значение в данном подклассе АС имеет защита личной тайны.
В подклассе 121 реализация угроз ведет к экономическим потерям. Особое внимание следует уделять защите информации о заказах государственных и оборонных ведомств.
В подклассе 122 особое значение имеет реализация угроз со стороны конкурирующих частных организаций (бирж, банков, страховых организаций, рекламных агентств и т. п.). Возможны экономические потери на уровне частных предприятий, отдельных граждан.
В подклассах 123, 124 особенности реализации угроз аналогичны подклассам 113, 114.
В подклассе 125 реализация угроз ведет к экономическим потерям частных организаций и к угрозе безопасности людей. Особое внимание следует уделить безопасности передачи информации при обслуживании государственных и оборонных организаций.
В подклассе 126 особенности реализации угроз аналогичны подклассу 116.
В подклассе 127 особое внимание следует уделить защите личной информации.
В подклассе 211 реализация угроз впрямую связана с ущербом национальной безопасности государства, нарушением управления вооруженными силами, особое значение имеет временной фактор (средства раннего предупреждения, ПВО, управление стратегическими вооруженными силами, силами быстрого реагирования и т. п.).
Экономический ущерб может быть весьма значителен. Обработка информации связана с данными различной степени конфиденциальности.
В подклассе 212 реализация угроз приводит к экономическим потерям. Особое внимание необходимо уделять защите от коммерческого шпионажа со стороны конкурентов (торговля оружием, системами ПВО, военными технологиями и т. п.).
В подклассе 213 реализация угроз связана с национальной безопасностью, экономическими потерями, приоритетами и авторскими правами. Возможен чрезвычайно широкий спектр угроз. Особое внимание необходимо уделять защите информации в связи с использованием значительного числа субподрядчиков.
В подклассе 214 реализация угроз связана с возможностью разглашения в рамках учебного процесса, например тактико-технических данных военной техники, стратегических и тактических планов и технологий и т. п. Особое внимание следует уделять защите от военной разведки, шпионажа. Возможны экономические потери, нанесение ущерба национальной безопасности.
В подклассах 215–217 особенности реализации угроз аналогичны соответственно подклассам 115–117. Кроме того, возможна утечка информации о дислокации войск и вооружений, что ведет к угрозе национальной безопасности.
В подклассе 221 особенности реализации угроз связаны с выполнением оборонных заказов. Возможны экономические потери, как на государственном, так и частном уровне, нанесение ущерба национальной безопасности, престижу фирмы.
В подклассах 222–227 особенности реализации угроз аналогичны подклассам 212–217 соответственно.
Анализ особенностей реализации угроз безопасности информации показывает невозможность разделения систем зашиты по ведомственному принципу, а необходимость использования компьютерных сетей, баз данных коллективного пользования только усугубляет проблему обеспечения безопасности информации.
Вопрос 3. Систематизация видов защиты информации
В практической деятельности по применению мер и средств защиты информации выделяются следующие самостоятельные направления, определяемые в соответствии со сложившимися отраслевыми структурами и видами информационной собственности [2]:
– защита информации от несанкционированного доступа (НСД);
– защита информации в системах связи; – защита юридической значимости электронных документов;
– защита конфиденциальной информации от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН);
– защита информации от компьютерных вирусов и других опасных воздействий по каналам распространения программ;
– защита от несанкционированного копирования и распространения программ и ценной компьютерной информации.
Зашита конфиденциальной и ценной информации от несанкционированного доступа (НСД) и модификации призвана обеспечить решение одной из наиболее важных задач защиты имущественных прав владельцев и пользователей ЭВМ – защиту собственности, воплощенной в обрабатываемой с помощью ЭВМ информации, от всевозможных злоумышленных покушений, которые могут нанести существенный экономический и другой материальный и нематериальный ущерб. К ней примыкает задача защиты государственных секретов, где в качестве собственника информации выступает государство. В части технической реализации защита от НСД сводится к задаче разграничения функциональных полномочий и доступа к информации, при этом под словом "доступ" следует понимать не только возможность потенциального нарушителя "читать" хранящуюся в компьютере информацию, но и возможность модифицировать ее штатными и нештатными средствами (разграничение функциональных полномочий).
Защита информации в системах связи направлена на предотвращение возможности несанкционированного доступа к конфиденциальной и ценной информации, циркулирующей по каналам связи различных видов. В общем случае должны учитываться все виды угроз, возникающих в каналах и коммутационных узлах систем связи. Однако в своей основе данный вид защиты преследует достижение тех же целей, что и защита от НСД: обеспечение конфиденциальности и целостности информации, готовность систем к обслуживанию.
Наиболее эффективным средством защиты информации в неконтролируемых каналах связи является применение криптографии и специальных связных протоколов. Подробнее вопросы защиты информации в системах связи рассмотрены в Главе 4.
Защита юридической значимости электронных документов оказывается необходимой при использовании вычислительных систем и сетей для обработки, хранения и передачи информационных объектов (сообщений, файлов, баз данных), содержащих в себе приказы, платежные поручения, контракты и другие распорядительные, договорные, финансовые документы. Их общая особенность заключается в том, что в случае возникновения споров (в том числе и судебных) должна быть обеспечена возможность доказательства истинности факта того, что автор действительно фиксировал акт своего волеизъявления в отчуждаемом электронном документе. Проще говоря, получатель должен иметь возможность удостовериться в том, что полученный электронный документ действительно создан конкретным человеком, а не был фальсифицирован каким-либо третьим лицом.
В общем случае незащищенные вычислительные системы не обладают свойством подтверждения подлинности и фиксации авторства электронных документов (ЭД), хранящихся в памяти компьютеров или циркулирующих по каналам вычислительных сетей. Для решения данной проблемы могут использоваться современные криптографические методы проверки подлинности информационных объектов, связанные с применением так называемых "цифровых подписей". Эти методы основаны на включении в ЭД специальных меток, логически неразрывно связанных с его текстом, для порождения которых используется индивидуальный секретный криптографический ключ. При наличии индивидуальных криптографических ключей исключается возможность "подделки" таких меток со стороны других лиц. Цифровая подпись может неопровержимо свидетельствовать об авторстве того или иного конкретного лица, и этот факт может быть легко проверен получателем. С другой стороны, наличие цифровой подписи лишает злоумышленника возможности отказаться впоследствии от авторства, т. е. опровергнуть факт действительного подписания им электронного документа.
Защита информации от утечки по каналам побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН) является важным аспектом защиты конфиденциальной и секретной информации в ЭВМ от несанкционированного доступа со стороны посторонних лиц. Данный вид защиты направлен на предотвращение возможности утечки информативных электромагнитных сигналов за пределы охраняемой территории. При этом предполагается, что внутри охраняемой территории применяются эффективные режимные меры, исключающие возможность бесконтрольного использования специальной аппаратуры перехвата, регистрации и отображения электромагнитных сигналов. Для защиты от ПЭМИН широко применяется экранирование помещений, предназначенных для размещения средств вычислительной техники, а также технические меры, позволяющие снизить интенсивность информативных излучений самого оборудования ЭВМ и связи. В последнее время, определенное распространение получил метод электромагнитной маскировки информативных сигналов за счет применения специальных генераторов-излучателей шумов.
В некоторых ответственных случаях может быть необходима дополнительная проверка средств вычислительной техники на предмет возможного выявления специальных закладных устройств промышленного шпионажа (по своему назначению аналогичных известным телефонным "жучкам"), которые могут быть внедрены туда недобросовестным конкурентом с целью ретрансляции или записи информативных излучений компьютера, а также речевых и других несущих уязвимую информацию сигналов.
Защита информации от компьютерных вирусов и других опасных воздействий по каналам распространения программ приобрела за последнее время особую актуальность. Масштабы реальных проявлений "вирусных эпидемий" оцениваются сотнями тысяч случаев "заражения" персональных компьютеров во всех странах, в том числе и в России. Хотя некоторые из вирусных программ оказываются вполне безвредными, многие из них имеют разрушительный характер, как показан, например, случай с вирусом 5СОКЕ5, буквально опустошившим тысячи персональных компьютеров в США. Особенно опасны вирусы для компьютеров, входящих в состав однородных вычислительных сетей.
Некоторые особенности современных вычислительных систем создают благоприятные условия для распространения вирусов, К ним, в частности, относятся: необходимость совместного использования программного обеспечения, многими пользователями, трудность ограничения в использовании программ, ненадежность существующих механизмов защиты и разграничения доступа к информации в отношении противодействия вирусу.
Как правило, рассматриваются два направления в методах защиты от вирусов: применение "иммуностойких" программных средств, защищенных от возможности несанкционированной модификации (разграничение доступа, методы самоконтроля и самовосстановления); применение специальных программ-анализаторов, осуществляющих постоянный контроль возникновения "аномалий" в деятельности прикладных программ, периодическую проверку наличия других возможных следов вирусной активности (например, обнаружение нарушений целостности программного обеспечения), а также "входной" контроль новых программ перед их использованием (по характерным признакам наличия в их теле вирусных образований). Так как первое направление трудно поддается практической реализации, то в большинстве случаев реальные антивирусные средства базируются на втором подходе.
Защита от несанкционированного копирования и распространения программ и ценной компьютерной информации является самостоятельным видом защиты имущественных прав, ориентированным на проблему охраны интеллектуальной собственности, воплощенной в виде программ ЭВМ и ценных баз данных. Лица, занимающиеся "программным пиратством" и извлекающие в обход требований авторского права доход от перепродажи программ без соответствующих отчислений в пользу автора, наносят тем самым большой вред нормальному развитию рыночных экономических механизмов в области разработки отечественного программного обеспечения.
Защита от несанкционированного копирования и распространения программ обычно осуществляется с помощью специальных программных средств, подвергающих защищаемые программы предварительной обработке (вставка парольной защиты, проверок по обращению к устройствам хранения ключа и ключевым дискетам, блокировка отладочных прерываний, проверка рабочей ЭВМ по ее уникальным характеристикам и т. п.), которая приводит исполнимый код защищаемой программы в состояние, препятствующее его выполнению на "чужих" машинах. В некоторых случаях для повышения защищенности применяются дополнительные аппаратные блоки (ключи), подключаемые к разъему принтера или к системной шине ПЭВМ, а также производится шифрование файлов, содержащих исполнимый код программы.
Общим свойством средств защиты программ от несанкционированного копирования является ограниченная стойкость такой защиты, так как в конечном случае исполнимый код программы поступает на выполнение в центральный процессор в открытом виде и может быть прослежен с помощью аппаратных отладчиков. Однако это обстоятельство не снижает потребительские свойства средств защиты до нуля, так как основной целью их применения является в максимальной степени затруднить, хотя бы временно, возможность массового тиражирования новых изданий программных средств до появления последующих изданий.