5.1. Основные технологии построения защищенных экономических информационных систем
Построение защищенных информационных систем связано с решением следующих двух ключевых взаимосвязанных проблем:
• распределение задач администрирования средствами защиты информации между субъектами управления системой;
• использование встроенных механизмов защиты на всех уровнях иерархии системы.
Первая проблема обусловлена иерархическими принципами построения сложной системы – выделяют уровень платформы (операционная система), общесистемный уровень (СУБД и другие системные средства), уровень приложений. Каждый уровень требует своего администрирования. В информационной системе выделяются следующие задачи администрирования:
• системное администрирование (настройка операционной системы, конфигурация и маршрутизация сетевого трафика и т. п.);
• администрирование СУБД и других общесистемных средств;
• администрирование прикладных приложений. При этом на уровне системного администрирования в сложных системах может присутствовать разделение задач по функциональному назначению объектов – рабочие станции, файл-серверы и серверы приложений, серверы доступа к внешним сетям и др.
В иерархии задач администрирования в сложной системе вводятся соответствующие администраторы, каждый из которых отвечает за свою компоненту управления.
В сложных защищенных информационных системах, предназначенных для обработки конфиденциальной информации, выделяется самостоятельная компонента управления – управление информационной безопасностью системы. Возникает проблема включения данной компоненты в исходную схему администрирования, связанная с тем, что администратором каждого уровня иерархии управления решаются задачи администрирования информационной безопасностью в рамках соответствующего уровня иерархии. Возникают вопросы. Каким образом распределить данные задачи при включении в схему администратора безопасности, какими его функциями делегировать? Какие функции администрирования информационной безопасностью возложить на остальных администраторов системы?
Другая проблема состоит в использовании встроенных средств защиты, распределении задач между встроенными и добавочными средствами защиты. Проблема осложнена тем, что, с одной стороны, невозможно в полной мере доверять встроенным в системы иностранного производства средствам защиты, с другой – нельзя и отказываться от этих механизмов в полном объеме. Иначе для всех видов операционных систем, СУБД и т. д. потребуется разрабатывать добавочные средства защиты, а это невозможно реализовать или приведет к существенному усложнению системы.
Используются следующие подходы для решения указанных проблем:
1. Все задачи администрирования информационной безопасности системы возложить на администратора безопасности. Это невозможно. Во-первых, задача администрирования становится недопустимо сложной и требует для решения чрезвычайно высокой квалификации администратора безопасности. Во-вторых, для использования такого решения необходимо разграничивать функции администрирования на всех уровнях иерархии системы, что возможно только с реализацией защиты на всех уровнях добавочными средствами.
2. Задачи администрирования информационной безопасности системы распределить между соответствующими администраторами на соответствующих уровнях иерархии. В этом случае не ясны задачи и функции администратора безопасности центрального звена управления информационной безопасности сложной защищенной системы. Обеспечить какую-либо безопасность системы при распределенном решении данной задачи невозможно в принципе.
Наиболее широко используется компромиссное решение рассматриваемой проблемы, реализуемое с использованием метода уровневого контроля целостности списков санкционированных событий.
Суть метода заключается в следующем: все ресурсы системы делятся на уровни (по функциональному признаку). Текущая конфигурация каждого уровня заносится в соответствующий эталонный список, хранящийся в системе защиты информации и недоступный никому, кроме администратора безопасности, целостность которого контролируется с малым периодом (малая величина списка). Случай обнаружения расхождений текущего и эталонного списка является признаком НСД. В качестве реакции на НСД система защиты информации, помимо восстановления изначальной конфигурации, может выполнить дополнительные реакции. В контролируемых списках могут находиться – списки зарегистрированных пользователей, списки их паролей, списки разрешенных к запуску процессов, настройки операционной системы (например, ключи реестра для MS Windows), собственные настройки системы защиты информации и т. д.
Все настройки системы защиты информации на соответствующих уровнях иерархии задаются соответствующим администратором – системным администратором, администратором приложений, администратором СУБД. Эти администраторы контролируются администратором безопасности, реализованным организационными мероприятиями. По завершении настроек они сохраняются администратором безопасности в эталонных списках системы защиты информации, к которым имеет доступ только администратор безопасности. В процессе функционирования системы данные списки непрерывно контролируются и автоматически восстанавливаются системой защиты информации из эталонных копий в случае обнаружения их искажений.
Компромисс предлагаемого решения состоит в следующем. Администраторы уровней иерархии сами реализуют требования разграничительной политики доступа к ресурсам при непосредственном контроле со стороны администратора безопасности. Система защиты информации обеспечивает невозможность изменения заданных настроек без участия администратора безопасности, в том числе и остальным администраторам системы. Данный подход позволяет разделить задачи администраторов без использования добавочных средств защиты, и в полном объеме использовать встроенные механизмы защиты на всех уровнях иерархии системы.
Основной проблемой остается распределение функций системного администратора и администратора безопасности. Для экономии финансовых средств функции этих администраторов в сложной информационной системе следует совмещать. При этом могут быть в полной мере использованы и механизмы защиты, встроенные в операционную систему. Разделение функций системного администратора и администратора безопасности возможно при условии, что система разграничения доступа к ресурсам на уровне операционной системы будет реализована как добавочное средство защиты. В противном случае системный администратор получит доступ к эталонным спискам событий, хранящимся в системе защиты информации.
Преимуществом данного метода является возможность разделения задач администрирования при максимальном использовании встроенных средств защиты на всех уровнях иерархии сложной системы. Однако появляется другая проблема – проблема доверия встроенным механизмам защиты, которые могут содержать как ошибки, так и закладки, что при определенных условиях позволит злоумышленнику их преодолеть. Решение этой проблемы возможно с помощью рассмотренного ранее метода уровневого контроля целостности списков санкционированных событий, а также метода противодействия ошибкам и закладкам в средствах информационной системы, сущность которого состоит в следующем.
При доступе санкционированного пользователя либо злоумышленника к информации должен произойти ряд событий:
• авторизация пользователя, должен быть запущен некоторый процесс (программа) на исполнение;
• при доступе к информации (файлу, таблице) должны быть проверены права доступа пользователя, при этом собственно операционная система и СУБД должны обладать некоторым набором заданных администраторами свойств и т. д.
Далее система защиты информации создает эталонные копии списков контролируемых событий и осуществляет их непрерывный контроль в процессе функционирования системы. При искажении исходного списка вырабатывается реакция системы защиты информации (например, восстановление исходного списка, выключение компьютера и т. д.).
Если доступ к информации осуществляет санкционированный пользователь и не нарушает своих прав в рамках заданной администратором безопасности разграничительной политики, он получает доступ к информации. В противном случае нарушителю необходимо осуществить какое-либо изменение контролируемого события при доступе к информации. Иначе нарушитель не получит доступ к данным. В этом случае системой защиты информации будет оказано противодействие НСД. Особенностью данного подхода является то, что для системы защиты информации неважно, за счет чего злоумышленником осуществляется попытка модификации контролируемого события при доступе к информации, в том числе и за счет использования им ошибки либо закладки. Фиксируется не причина попытки изменения события, а сам факт подобного изменения.
Применение этого метода позволяет повысить доверие к встроенным механизмам защиты информационной системы и, как следствие, рассматривать их как основные средства защиты при построении сложной защищенной информационной системы.
Преимуществом рассмотренных принципов реализации системы защиты информации является ее реализация на прикладном уровне, т. е. практически инвариантна к типу используемых в информационных системах операционной системе, СУБД и приложений, и ее применение практически не приводит к снижению надежности функционирования системы.
5.2. Место информационной безопасности экономических систем в национальной безопасности страны
В современном мире информационная безопасность становится жизненно необходимым условием обеспечения интересов человека, общества и государства и важнейшим, стержневым, звеном системы национальной безопасности страны.
Доктрина национальной безопасности страны рассматривает всю работу в информационной сфере на основе и в интересах Концепции национальной безопасности РФ.
Доктрина выделяет четыре основные составляющие национальных интересов России в информационной сфере.
Первая составляющая включает соблюдение конституционных прав и свобод человека и гражданина в области получения и пользования информацией, обеспечение духовного обновления России, сохранение и укрепление нравственных ценностей общества, традиций патриотизма и гуманизма, культурного и научного потенциала страны.
Для ее реализации необходимо:
1) повысить эффективность использования информационной инфраструктуры в интересах общественного развития, консолидации российского общества, духовного возрождения многонационального народа страны;
2) усовершенствовать систему формирования, сохранения и рационального использования информационных ресурсов, составляющих основу научно-технического и духовного потенциала России;
3) обеспечить конституционные права и свободы человека и гражданина свободно искать, получать, передавать, производить и распространять информацию любым законным способом, получать достоверную информацию о состоянии окружающей среды;
4) обеспечить конституционные права и свободы человека и гражданина на личную и семейную тайну, тайну переписки, телефонных переговоров, почтовых, телеграфных и иных сообщений, на защиту своей чести и своего доброго имени;
5) укрепить механизмы правового регулирования отношений в области охраны интеллектуальной собственности, создать условия для соблюдения установленных федеральным законодательством ограничений на доступ к конфиденциальной информации;
6) гарантировать свободу массовой информации и запрет цензуры;
7) не допускать пропаганды и агитации, которые способствуют разжиганию социальной, расовой, национальной или религиозной ненависти и вражды;
8) обеспечить запрет на сбор, хранение, использование и распространение информации о частной жизни лица без его согласия и другой информации, доступ к которой ограничен федеральным законодательством.
Вторая составляющая национальных интересов в информационной сфере включает информационное обеспечение государственной политики страны, связанное с доведением до российской и международной общественности достоверной информации о ее официальной позиции по социально значимым событиям российской и международной жизни, с обеспечением доступа граждан к открытым государственным информационным ресурсам. Для этого требуется:
1) укреплять государственные средства массовой информации, расширять их возможности по своевременному доведению достоверной информации до российских и иностранных граждан;
2) интенсифицировать формирование открытых государственных информационных ресурсов, повысить эффективность их хозяйственного использования.
Третья составляющая национальных интересов в информационной сфере включает развитие современных информационных технологий, в том числе индустрии средств информатизации, телекоммуникации и связи, обеспечение потребностей внутреннего рынка этой продукцией и выход ее на мировой рынок, а также обеспечение накопления, сохранности и эффективного использования отечественных информационных ресурсов.
Для достижения результата на этом направлении необходимо:
1) развивать и совершенствовать инфраструктуру единого информационного пространства России;
2) развивать отечественную индустрию информационных услуг и повышать эффективность использования государственных информационных ресурсов;
3) развивать производство в стране конкурентоспособных средств и систем информатизации, телекоммуникации и связи, расширять участие России в международной кооперации производителей этих средств и систем;
4) обеспечить государственную поддержку фундаментальных и прикладных исследований, разработок в сферах информатизации, телекоммуникации и связи.
Четвертая составляющая национальных интересов в информационной сфере включает защиту информационных ресурсов от несанкционированного доступа, обеспечение безопасности информационных и телекоммуникационных систем.
В этих целях требуется:
1) повысить безопасность информационных систем (включая сети связи), прежде всего первичных сетей связи и информационных систем органов государственной власти, финансово-кредитной и банковской сфер, сферы хозяйственной деятельности, систем и средств информатизации вооружения и военной техники, систем управления войсками и оружием, экологически опасными и экономически важными производствами;
2) интенсифицировать развитие отечественного производства аппаратных и программных средств защиты информации и методов контроля их эффективности;
3) обеспечить защиту сведений, составляющих государственную тайну;
4) расширять международное сотрудничество России в области безопасного использования информационных ресурсов, противодействия угрозе противоборства в информационной сфере.
5.3. Концепция информационной безопасности
Концепцией защиты информации называется инструментально-методологическая база, обеспечивающая практическую реализацию стратегий защиты (оборонительной, наступательной, упреждающей), при ее оптимизации и минимальности затрат. На рисунке 7 приведена структура концепции защиты информации.
Рис. 7. Структура концепции защиты информации: 1 – концепции, задающие ситуацию защиты; 2 – методология описания ситуации защиты; 3 – система показателей уязвимости (защищенности) информации; 4 – система дестабилизирующих факторов, влияющих на уязвимость (защищенность) информации; 5 – методология оценки уязвимости (защищенности) информации; 6 – методология определения требований к защите информации; 7 – система концептуальных решений по защите информации: а) функции защиты, б) задачи защиты, в) средства защиты, г) система защиты; 8 – требования к концептуальным решениям; 9 – условия, способствующие повышению эффективности защиты
1. Концепции, задающие ситуацию защиты. Ситуацию защиты формируют концепции построения и использования автоматизированных систем обработки данных (АСОД) и условия их функционирования. АСОД предназначены для оптимального управления информационным обеспечением деятельности современных объектов (предприятий, учреждений и т. п.) на регулярной основе.
Решениями данной концепции являются формирование на каждом специальном объекте информационного кадастра, построение унифицированной технологии автоматизированной обработки информации и разработка методологии организации информационного обеспечения деятельности объектов.
Унифицированная технология автоматизированной обработки информации представлена в табл. 8.
2. Методология описания ситуации защиты. Описание ситуации защиты необходимо проводить в строго формальном представлении архитектуры и процессов функционирования рассматриваемой системы. Одной из наиболее характерных особенностей ситуаций является повышенное влияние случайных факторов, что затрудняет формальное описание системы.
3. Система показателей уязвимости (защищенности) информации. Под показателем уязвимости информации понимается мера потенциально возможного негативного воздействия на защищаемую информацию. Величина, дополняющая меру уязвимости до максимально возможного значения представляет собою меру защищенности информации.
4. Система дестабилизирующих факторов, влияющих на уязвимость (защищенность) информации. Под дестабилизирующим фактором понимается событие или явление, которое может произойти в АСОД или системе защиты, и содержащее в себе потенциальную возможность такого негативного воздействия на информацию, результатом которого может быть повышение значений каких-либо показателей уязвимости защищаемой информации и соответственно – снижение показателей ее защищенности. Для реализации оборонительной стратегии защиты достаточно иметь сведения об уже известных и наиболее опасных угрозах. Для наступательной стратегии необходимы сведения обо всех когда-либо проявлявшихся угрозах. Для реализации упреждающей стратегии необходимы сведения обо всех потенциально возможных угрозах как в существующих, так и в перспективных системах защиты информации.
Таблица 8
Унифицированная технология автоматизированной обработки информации
5. Методология оценки уязвимости (защищенности) информации. Данная методология должна содержать методы, модели и инструментальные средства определения текущих и прогнозирования будущих значений каждого из системы показателей уязвимости (защищенности) информации под воздействием каждой из потенциально возможных угроз и любой их совокупности.
6. Методология определения требований к защите информации. Данный компонент определяет подходы, средства и методы практической организации защиты. По возможности требования к любым параметрам создаваемых систем должны быть выражены в количественном эквиваленте. С повышенным влиянием на систему различных неопределенностей, требования к системе защиты определяются эвристическими и теоретико-эмпирическими методами. Построение системы необходимо проводить во взаимосвязи с задачами оптимизации и стандартизации.
7. Система концептуальных решений по защите информации. Под концептуальным решением понимается решение, которое создает объективные предпосылки для формирования инструментальных средств, необходимых и достаточных для эффективного решения всей совокупности задач по защите информации на регулярной основе и в соответствии с требованиями к их решению. Требования к решению задач определяются целями функционирования системы защиты. Концептуальные решения должны быть научно обоснованными и оптимальными. Принятие решений относится к слабоструктурированным задачам, и методики их решения должны основываться на эвристических методах.
8. Требования к концептуальным решениям. Данный компонент концепции защиты заключается в обосновании таких требований к каждому из концептуальных решений, которые обеспечивали бы достижение целей их принятия наиболее рациональным способом.
9. Условия, способствующие повышению эффективности защиты. Данный компонент защиты информации заключается в формировании и обосновании перечней и содержания условий, соблюдение которых будет существенно способствовать повышению уровня защиты при расходовании выделенных для этих целей средств, обеспечивающих требуемый уровень защиты.
Целями защиты информации является:
• предупреждение возникновения условий, благоприятствующих порождению дестабилизирующих факторов;
• предупреждение непосредственного проявления дестабилизирующих факторов в конкретных условиях функционирования системы защиты;
• обнаружение проявившихся дестабилизирующих факторов;
• предупреждение воздействия дестабилизирующих факторов на защищаемую информацию;
• обнаружение воздействия дестабилизирующих факторов на информацию;
• локализация (ограничение) воздействия дестабилизирующих факторов на информацию;
• ликвидация последствий воздействия дестабилизирующих факторов на информацию.
Для реализации целей защиты информации сформированы 10 классов задач:
1. Введение избыточности элементов системы. Включение в состав системы дополнительных компонентов сверх минимума, который необходим для выполнения ими всего множества своих функций. Избыточные элементы функционируют одновременно с основными. Это позволяет создавать системы, устойчивые относительно внешних и внутренних дестабилизирующих воздействий. Избыточность подразделяют на организационную (введение дополнительной численности людей), аппаратную (введение дополнительных технических устройств), программно-алгоритмическую (введение дополнительных алгоритмов и программ), информационную (создание дополнительных информационных массивов), временную (выделение дополнительного времени для проведения обработки информации).
2. Резервирование элементов системы. Вместо введения в активную работу дополнительных элементов, часть элементов выводится из работы и держится в резерве на случай непредвиденных ситуаций. Различают два вида резервирования – горячее и холодное. При горячем резервировании выводимые в резерв элементы находятся в рабочем состоянии и способны включаться в работу сразу без проведения дополнительных операций включения и подготовки. При холодном резервировании элементы находятся в таком состоянии, что для перевода их в рабочее состояние требуются дополнительные процедуры.
3. Регулирование доступа к элементам системы. Доступ на объект будет предоставлен лишь при условии предъявления некоторой заранее обусловленной идентифицирующей информации.
4. Регулирование использования элементов системы. Осуществление запрашиваемых операций производится лишь при условии предъявления некоторых заранее обусловленных полномочий.
5. Маскировка информации. Защищаемые данные преобразуются или маскируются таким образом, что они в явном виде могут быть доступными лишь при предъявлении некоторой специальной информации, называемой ключом преобразования.
6. Контроль элементов системы. Совокупность проверок – соответствие элементов системы заданному их составу, текущего состояния элементов системы, работоспособности элементов системы, правильности функционирования элементов системы и т. д.
7. Регистрация сведений. Фиксация всех тех сведений о фактах, событиях и ситуациях, относящихся к защите информации.
8. Уничтожение информации. Осуществление процедур своевременного уничтожения тех элементов информации, которые больше не нужны для функционирования системы защиты и дальнейшее нахождение которых может отрицательно сказаться на защищенности информации. Одной из разновидностей уничтожения информации является аварийное уничтожение, осуществляемое при явной угрозе злоумышленного доступа к информации повышенной важности.
9. Сигнализация. В системе управления должна быть обратная связь, по которой поступает информация (сигналы) о состоянии управляемых объектов и процессов. Процедуры генерирования, передачи и отображения (выдачи) этих сигналов и составляют содержание рассматриваемого класса задач.
10. Реагирование. Наличие возможностей реагирования на проявление дестабилизирующих факторов с целью предотвращения или снижения степени их воздействия на информацию.
Основы защиты информации:
1. Защита информации должна быть комплексной и предусматривать обеспечение физической и логической целостности информации, предупреждение несанкционированной ее модификации, предотвращение несанкционированного получения и несанкционированного размножения.
2. Комплексная защита информации будет эффективной при условии системно-концептуального подхода к изучению и решению всех вопросов, связанных с защитой:
• исследование и разработка всей совокупности вопросов защиты информации с единых методологических позиций;
• рассмотрение в едином комплексе всех видов защиты информации;
• системный учет всех факторов, оказывающих влияние на защищенность информации;
• комплексное использование всех имеющихся средств защиты информации.
3. На базе системно-концептуального подхода может быть разработана унифицированная концепция защиты информации.
4. Работы по защите информации должны проводится непрерывно.
5. Создание эффективных механизмов защиты, их поддержания и обеспечения должно осуществляться профессионально подготовленными специалистами.
Контрольные вопросы к главе 5
1. Какие существуют проблемы построения защищенных информационных систем? Опишите эти проблемы.
2. Дайте характеристику методу уровневого контроля целостности списков санкционированных событий.
3. Что необходимо для реализации конституционных прав и свобод человека и гражданина в области получения и пользования информацией, обеспечения духовного обновления России, сохранения и укрепления нравственных ценностей общества, традиций патриотизма и гуманизма, культурного и научного потенциала страны?
4. Какие принципы требуется выполнить для реализации информационного обеспечения государственной политики страны и развития современных информационных технологий?
5. Что необходимо сделать для защиты информационных ресурсов от несанкционированного доступа и обеспечения безопасности информационных и телекоммуникационных систем?
6. Нарисуйте структуру концепции защиты информации и поясните ее составные элементы.
7. Какими параметрами характеризуется унифицированная технология автоматизированной обработки информации?
8. Дайте характеристику целям и задачам защиты информации?