תפקיד מומחה אבטחה בארגון הוא לספק הגנה על הנכס מפני לוחמת רשת. בין היתר לבצע ניתוח הפעילות הרשתית וזיהוי חולשות של הארגון, ניטור ופיקוח התעבורה בארגון, חיפוש אנומליות, העלאת מודעות העובדים לסכנות ועוד. האדם הפרטי לרוב מבצע אבטחת מחשב אישי ברשת על ידי עדכון שוטף של מערכות ההפעלה, שימוש באנטי וירוס מעודכן, חומת אש והתקנת תוכנות חינמיות לניקוי קבצים מזיקים שכבר חדרו למערכת.
האבטחה הפיזית.
לא נכללת במתודולוגיה, אך נושקת לעולם אבטחת המידע וחופפת לו בהיבטים אחדים, בהגנה ובהתקפה.
מקצועות אבטחת מידע.
התפתחותו של תחום אבטחת מידע הביאה איתה שלל מקצועות המתמודדים עם אתגרי האבטחה. המקצועות העיקריים וההתמחויות הנפוצות הם:
אמצעים המשמשים באבטחת מידע.
הרשאות.
מתן אפשרות למשתמש מסוים לבצע פעולה נתונה במערכת מידע. הפעולות עשויות להיות יצירה, כתיבה, מחיקה או שינוי של קובץ, הזנה של נתונים בטווח ערכים או כל פעולה אחרת שהמערכת תוכננה להכיל.
מערכת הרשאות מתבססת על הזדהות כתנאי מקדים, שכן המערכת נדרשת לקשר בין משתמש לפעולה. במערכות בהן אין הזדהות, ניתנות הרשאות למשתמשים לא מזוהים (כלומר, מנגנון ההזדהות מקשר ישות לא מזוהה עם משתמש אנונימי).
דוגמה למערכת קבצים שמאפשרת שימוש בהרשאות, גם במחשבים אישיים, היא מערכת NTFS.
ויקיפדיה, היא דוגמה למערכת מידע פתוחה למדי, אך גם בה יש מערכת הרשאות. כל גולש רשאי לעיין בכל דף ולשנות אותו, אך דפים מסוימים מוגנים מפני שינוי, כך שרק רשאים לשנותם. מחיקת דף ניתנת להיעשות רק על ידי מפעילי מערכת, ולהם נתונה הסמכות לחסום כליל משתמש שמזיק למערכת. כמו כן נעשה שימוש בזיהוי זמני על פי כתובת IP, זיהוי שמבחינת הגולש הוא שקוף אולם מאפשר להפריד בין משתמשים אנונימיים שונים.
הזדהות.
תהליך בו משתמש (אדם או שירות ממוחשב) מספק למערכת מידע פריט מידע המזהה אותו ואמצעי לווידוא הזיהוי. האמצעי הנפוץ ביותר הוא השימוש בשם משתמש וסיסמה, אולם ישנן אפשרויות נוספות החל מכרטיס חכם ועד זיהוי ביומטרי (לפי תכונות גופניות כמו טביעת אצבע).
מקובל לחלק את אמצעי ההזדהות השונים לשלוש קבוצות:
הזדהות חזקה (כזו המאפשרת רמת ודאות גבוהה במיוחד בזיהוי) תכלול שילוב של שתיים מתוך שלוש הקבוצות. הדוגמה הקלאסית לכך היא השימוש בכרטיסי אשראי. בכל ניסיון למשוך כסף מכספומט אנו נדרשים להזדהות באמצעות שני רכיבים - משהו שנמצא ברשותנו (כרטיס האשראי המכיל פרטי זיהוי) ומשהו שאנו יודעים (קוד סודי). ללא אחד מהשניים תהליך הזיהוי לא יושלם.
לרוב תהליך ההזדהות הוא החלק הבעייתי ביותר במערכת אבטחת המידע, במיוחד כאשר מדובר ברשת, וזאת בשל הצורך לטפל במספר בעיות פוטנציאליות:
קריפטוגרפיה.
אבטחת מידע עושה שימוש מאסיבי בקריפטוגרפיה על רבדיה השונים החל מהצפנה שבה הנתונים מועברים למצב בלתי קריא על ידי אלגוריתמים להצפנה עם מפתחות הצפנה סודיים. הנתונים המוצפנים ניתנים לשחזור למצבם המקורי על ידי אלגוריתם הפענוח באמצעות מפתחות הפענוח המתאימים. קריפטוגרפיה מגינה על סודיות המידע גם בעת אחסונו וגם בזמן העברתו ברשת פתוחה הנגישה לגורמים זרים. בנוסף קריפטוגרפיה שימושית ליישומים נוספים כמו אימות זהויות, חתימה דיגיטלית ואי התכחשות המקבלים באמצעות רגולציה מתאימה תוקף חוקי.
בהתאם למידת האיום ההצפנה צריכה להיעשות עם אלגוריתמים ופרוטוקולים ידועים כמו RSA, ECC, AES וכדומה ועם מפתחות הצפנה באורך בטוח שנקבע בהתאם למידת האיום, רמת הביטחון הנדרשת ורמת הביטחון בפועל של כל אחד ממרכיבי המערכת. חשוב להשוות את רמת הביטחון של כל המנגנונים המרכיבים את המערכת כי חוסנה נקבע לפי המרכיב החלש ביותר שבה. הטיפול במפתחות ההצפנה והפענוח צריך להיות באמצעים קריפטוגרפים מתאימים כמו תשתית מפתח ציבורי (PKI) המטפלת במרבית הנושאים הקשורים בתחזוקה והעברה של מפתחות הצפנה.
כאמור קריפטוגרפיה עלולה להחדיר בעיות אבטחה אם אינה מיושמת כראוי. כל האלגוריתמים והפרוטוקולים חייבים להיות מוכרים על ידי תקנים תעשייתיים שעברו ביקורת פתוחה של מומחי אבטחת מידע. כדי להבטיח שהמערכת אמינה וכי היא מספקת את הביטחון המוצהר אין די בלהבטיח שהאלגוריתמים שבשימוש המערכת תקניים. נקודת התורפה העיקרית במערכות אבטחה היא האינטגרציה וההתאמה של כל המרכיבים אחד למשנהו באופן שאינו מחדיר דלתות סתר, פרצות ומחדלי אבטחה אחרים.
הגנה מפני תוכנה מזיקה.
תוכנות מזיקות כוללות: וירוסים, סוסים טרויאנים ורוגלות, אשר נועדו לפגוע במחשב הקצה, למחוק מידע, להוציא מידע (ריגול) וניצול מחשב הקצה למטרות שונות (כוח עיבוד, פרסום).
רוגלות - Spyware/Adware - הן תוכנות אשר 'נדבקות' למחשב הקצה דרך אתרי אינטרנט ותוכנות מפוקפקות אשר בתהליך ההתקנה שלהן הותקנו גם תוכנות הרוגלות. תוכנות אלו מקפיצות פרסומות (pop-up) במחשב הקצה ושולחות מידע משתמש ממחשב הקצה כגון אתרים שבוקרו וסיסמאות, לשרתים באינטרנט המנצלים אותם לשימוש לא חוקי.
הגנה של אנטי וירוס, אנטי-ספאם והגנה מפני רוגלות בתחנת הקצה ובשרתי הגישה (Gateway) ברשת מספקות מענה להתמודדות עם סיכונים אלו. חלק מן הכלים הקיימים (בחינם או בתשלום) מספקים מענה אמין.
כאמור, לרוב מתבצעים ניסיונות מקומיים להגן על רשת האינטרנט. עם זאת, פתרון אוניברסלי יעיל רק נגד איומים הפועלים על פי חוקים ברורים ומוגדרים, תוך מתן מענה טכנולוגי בזמן אמת וגיבוי בחקיקה מסודרת. כותבי הווירוסים אינם פועלים על פי חוקים קבועים ומנסים ליצור בכל עת וירוסים חדשים ומתוחכמים יותר. פירוש הדבר שיצירת פתרון הגנה מסוים אפקטיבי לתקופת זמן מוגבלת בלבד, דהיינו, עד שכותב הווירוסים ימציא וירוס חדש.
יישום אבטחת המידע מביא את הארגון, המערכת או התוכנה למצב שבו הסיכון לאיבוד מידע, כשל מידע או ניצול פרצת אבטחת מידע הוא נמוך.
התפתחות תרבות BYOD מציבה מפני אנשי אבטחת מערכות מידע אתגרים חדשים.
אחת השיטות היא הקטנת שטח פני התקפה.
גיבוי.
גיבוי הוא שמירת עותק (בדרך כלל יותר מאחד) קודם של הנתונים. הוא מאפשר שחזור חלקי (לדוגמה: במקרה של מחיקת קובץ מסוים) או מלא (במקרה של הרס של ההתקן או של כל המערכת).
שמירת גיבוי יכולה לעזור להתאושש מהתקפות שמחקו מידע או שגרמו לכך שהמידע במערכת לא אמין (אם יכול להיות שהתוקף שינה חלק ממנו. לדוגמה: אם מישהו פרץ לאתר בנק ויכול להיות ששינה קצת את מאזני החשבונות).
קישורים חיצוניים.
מאמרים:
מגזינים:
פורטלים:
מערכת ליניארית
מערכת ליניארית היא מערכת הניתנת לתיאור על ידי אופרטור ליניארי. פונקציה אחת, הנקראת מוצא המערכת, שווה להעתקה ליניארית של פונקציה אחרת, הנקראת הכניסה למערכת. פעמים רבות המשתנה התלוי של הפונקציה הוא הזמן. במקרה כזה מערכות ליניאריות בזמן רציף מתוארות על ידי משוואות דיפרנציאליות ליניאריות ומערכות בזמן בדיד על ידי משוואות הפרשים ליניאריות.
הליניאריות של מערכת מתבטאת בעקרון הסופרפוזיציה. אם המערכת מתוארת על ידי:
כאשר O אופרטור ליניארי, אזי לכל שתי כניסות formula_2 ו-formula_3 ולכל שני סקלרים c1 ו-c2 מתקיים:
תגובת הלם.
פונקציית התגובה להלם של מערכת ליניארית היא יציאת המערכת עבור כניסה בצורת פונקציית דלתא של דיראק, הנקראת הלם:
זוהי פונקציית גרין של המערכת, ולפי משפט גרין היא קובעת את מוצא המערכת לכל כניסה formula_7, לפי:
מערכות ליניאריות בלתי משתנות בזמן.
מערכת ליניארית בלתי משתנה בזמן (באנגלית: Linear Time-Invariant, ובקיצור: מערכת LTI) היא מערכת ליניארית שבה גם מתקיים:
לכל formula_10. האופרטור O בהכרח בלתי תלוי מפורשות בזמן (כלומר, אינו תלוי במשתנה t אלא דרך formula_7). מערכת כזו יכולה להיות המתוארת על ידי משוואה דיפרנציאלית ליניארית מהצורה:
כאשר המקדמים formula_13 הם קבועים שאינם תלויים בזמן, בניגוד למערכת ליניארית כללית המתוארת על ידי משוואה שיכולה להשתנות בזמן.
במערכת ליניארית בלתי משתנה בזמן, התגובה להלם תלויה רק בהפרש הזמנים מרגע כניסת ההלם ולא ברגע ההלם עצמו. כתוצאה מכך, תגובת ההלם היא פונקציה רק של ההפרש בין שני המשתנים שלה, כלומר של משתנה אחד. מוצא המערכת הוא קונבולוציה בין תגובת ההלם לכניסה:
תכונה זו הופכת מערכות LTI לנוחות במיוחד לניתוח במישור המרוכב. לפי משפט הקונבולוציה, מתקיים:
כאשר הפונקציות המסומנות באותיות הגדולות הן התמרת לפלס של הפונקציות המסומנות באותיות הקטנות. המכפלה שלהן פשוטה לחישוב הרבה יותר מאשר הקונבולוציה. הפונקציה formula_16 נקראת פונקציית התמסורת של המערכת והיא ניתנת לחישוב בקלות על ידי לקיחת התמרת לפלס של שני אגפי המשוואה הדיפרנציאלית, שהופכת כך למשוואה אלגברית. במידה וקיימת התמרת פורייה מתכנסת, ההתמרה של תגובת ההלם, הנקראת תגובת התדר של המערכת, מסומנת formula_17 וניתנת לחישוב גם על ידי הצבת formula_18 בפונקציית התמסורת. תיאור כזה של מערכת ליניארית נקרא תיאור במישור התדר, לעומת תיאור המערכת באמצעות תגובת ההלם שלה, הנקרא תיאור במישור הזמן.
מערכות ליניאריות בזמן בדיד.
מערכות בזמן בדיד מתוארות על ידי סדרות המקיימות משוואת הפרשים. פונקציית ההלם בזמן בדיד מוגדרת:
ופונקציית התמסורת של מערכת ליניארית בלתי משתנה בזמן היא התמרת Z של סדרת התגובה להלם, השווה ליחס בין התמרות Z של סדרת המוצא והכניסה:
מערכת לא ליניארית
מערכת לא ליניארית היא מבנה אשר לא ניתן להגדיר את צורתו ו/או התנהגותו כסכום של רכיביו. בפרט, מערכת לא ליניארית אינה כפופה לעקרונות הסופרפוזיציה כמופיעות במערכות ליניאריות לרבות, אי קיום קשר חד-חד ערכי.