Безопасность информационных систем

Содержание



		Введение	2

		1. Основные понятия и методы оценки безопасности информационных систем	3

		2. "Оранжевая книга" Национального центра защиты компьютеров США (TCSEC)	6

		2.1 Концепция безопасности системы защиты	6

		2.2 Гарантированность системы защиты	9

		3. Гармонизированные критерии Европейских стран (ITSEC)	12

		4. Концепция защиты от НСД Госкомиссии при Президенте РФ	14

		5. Рекомендации X.800	17

		6. Проектирование системы защиты данных	18

		Заключение	20

		Список литературы	21

	


Введение



Интерес к вопросам безопасности информационных систем в последнее время вырос, что связывают с возрастанием роли информационных ресурсов в конкурентной борьбе, расширением использования сетей, а, следовательно, и возможностей несанкционированного доступа к хранимой и передаваемой информации. Развитие средств, методов и форм автоматизации процессов хранения и обработки информации и массовое применение персональных компьютеров делают информацию гораздо более уязвимой. Информация, циркулирующая в них, может быть незаконно изменена, похищена или уничтожена.

Вопросы разработки способов и методов защиты данных в информационной системе являются только частью проблемы проектирования защиты системы и в настоящее время получили большую актуальность. Этим вопросам посвящено много работ, но наиболее полно и системно они изложены в работах Титоренко Г.А., Гайковича В., Першина А. и Левина В.К.

Цель работы – раскрыть понятие безопасности информационных систем.

В соответствии с намеченной целью основными задачи будут являться: определение основных понятий, изучение теоретических материалов по выбранной теме и выработка рекомендаций по проектированию системы защиты данных. 




1. Основные понятия и методы оценки безопасности информационных систем



Чтобы разработать систему защиты, необходимо, прежде всего, определить, что такое "угроза безопасности информации", выявить возможные каналы утечки информации и пути несанкционированного доступа к защищаемым данным. B литературе предложены различные определения угрозы в зависимости от ee специфики, среды проявления, результата ее воздействия, приносимого ею ущерба и т. д. Так в работе [2:32] под угрозой понимается целенаправленное действие, которое повышает уязвимость нaкaпливaeмoй, xpaнимoй и oбpaбaтывaeмoй в системе инфopмaции и приводит к ее случайному или предумышленному изменению или уничтожению.

В работе [5:67] предлагается под "угрозой безопасности информации" понимать "действие или событие, которое может привести к разрушению, искажению или несанкционированному использованию информационных ресурсов, включая хранимую, передаваемую и обрабатываемую информацию, а также программные и обрабатываемые средства".

Под "несанкционированным доступом" понимается нарушение установленных правил разграничения доступа, последовавшее в результате случайных или преднамеренных действий пользователей или других субъектов системы разграничения, являющейся составной частью системы защиты информации. С точки зрения защиты информации несанкционированный доступ может иметь следующие последствия: утечка обрабатываемой конфиденциальной информации, а также ее искажение или разрушение в результате умышленного разрушения работоспособности системы.

Под "каналом несанкционированного доступа" к информации понимается последовательность действий лиц и выполняемых ими технологических процедур, которые либо выполняются несанкционированно, либо обрабатываются неправильно в результате ошибок персонала или сбоя оборудования, приводящих к несанкционированному доступу. Для обеспечения защиты хранимых данных используется несколько методов и механизмов их реализации. В литературе выделяют следующие способы защиты:

• физические (препятствие);

• законодательные;

• управление доступом;

• криптографическое закрытие.

Физические способы защиты основаны на создании физических препятствий для злоумышленника, преграждающих ему путь к защищаемой информации (строгая система пропуска на территорию и в помещения с аппаратурой или с носителями информации). Эти способы дают защиту только от "внешних" злоумышленников и не защищают информацию от тех лиц, которые обладают правом входа в помещение.

Законодательные средства защиты составляют законодательные акты, которые регламентируют правила использования и обработки информации ограниченного доступа и устанавливают меры ответственности за нарушения этих правил.

Управление доступом представляет способ защиты информации путем регулирования доступа ко всем ресурсам системы (техническим, программным, элементам баз данных). Управление доступом предусматривает следующие функции защиты:

• идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы (присвоение каждому объекту персонального идентификатора: имени, кода, пароля и т. п.);

• аутентификацию – опознание (установление подлинности) объекта или субъекта по предъявляемому им идентификатору;

• авторизацию – проверку полномочий (проверка соответствия дня недели, времени суток, запрашиваемых ресурсов и процедур установленному регламенту);

• разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;

• регистрацию (протоколирование) обращений к защищаемым ресурсам;

• реагирование (сигнализация, отключение, задержка работ, отказ в запросе) при попытках несанкционированных действий.

Для реализации мер безопасности используются различные способы шифрования (криптографии), суть которых заключается в том, что данные, отправляемые на хранение, или сообщения, готовые для передачи, зашифровываются и тем самым преобразуются в шифрограмму или закрытый текст. Санкционированный пользователь получает данные или сообщение, дешифрует их или раскрывает посредством обратного преобразования криптограммы, в результате чего получается исходный открытый текст

Основные понятия, требования, методы и средства проектирования и оценки системы информационной безопасности для информационных систем (ИС) отражены в следующих основополагающих документах:

• "Оранжевая книга" Национального центра защиты компьютеров

США (TCSEC);

• "Гармонизированные критерии Европейских стран (ITSEC)";

• Рекомендации X.800;

• Концепция защиты от НСД Госкомиссии при Президенте РФ.

Остановимся на кратком рассмотрении состава основных понятий и подходов к проектированию и оценке системы защиты информации в ИС, изложенных в этих документах.




2. "Оранжевая книга" Национального центра защиты компьютеров США (TCSEC)



"Оранжевая книга" – это название документа, который был впервые опубликован в августе 1983 г. в Министерстве обороны США. В этом документе дается пояснение понятия "безопасной системы", которая "управляет посредством соответствующих средств доступом к информации так, что только должным образом авторизованные лица или процессы, действующие от их имени, получают право читать, писать, создавать и удалять информацию". Очевидно, однако, что абсолютно безопасных систем не существует, и речь идет не о безопасных, а о надежных системах.

В "Оранжевой книге" надежная система определяется как "система, использующая достаточные аппаратные и программные средства, чтобы обеспечить одновременную обработку информации разной степени секретности группой пользователей без нарушения прав доступа". Степень доверия, или надежность проектируемой или используемой системы защиты или ее компонентов, оценивается по двум основным критериям:

1) концепция безопасносности;

2) гарантированность.



2.1 Концепция безопасности системы защиты



Концепция безопасности разрабатываемой системы – "это набор законов, правил и норм поведения, определяющих, как организация обрабатывает, защищает и распространяет информацию. В частности, правила определяют, в каких случаях пользователь имеет право оперировать с определенными наборами данных. Чем надежнее система, тем строже и многообразнее должна быть концепция безопасности. В зависимости от сформулированной концепции можно выбирать конкретные механизмы, обеспечивающие безопасность системы.

Концепция безопасности – это активный компонент защиты, включающий в себя анализ возможных угроз и выбор мер противодействия" [2:15].

Концепция безопасности разрабатываемой системы согласно "Оранжевой книге" должна включать в себя следующие элементы:

• произвольное управление доступом;

• безопасность повторного использования объектов;

• метки безопасности;

• принудительное управление доступом.

Рассмотрим содержание перечисленных элементов.

Произвольное управление доступом – это метод ограничения доступа к объектам, основанный на учете личности субъекта или группы, в которую субъект входит. Произвольность управления состоит в том, что некоторое лицо (обычно владелец объекта) может по своему усмотрению давать другим субъектам или отбирать у них права доступа к объекту.

Главное достоинство произвольного управления доступом – гибкость, главные недостатки – рассредоточенность управления и сложность централизованного контроля, а также оторванность прав доступа от данных, что позволяет копировать секретную информацию в общедоступные файлы.

Безопасность повторного использования объектов – важное на практике дополнение средств управления доступом, предохраняющее от случайного или преднамеренного извлечения секретной информации из "мусора". Безопасность повторного использования должна гарантироваться для областей оперативной памяти (в частности, для буферов с образами экрана, расшифрованными паролями и т.п.), для дисковых блоков и магнитных носителей в целом.

Метки безопасности ассоциируются с субъектами и объектами для реализации принудительного управления доступом.

Метка субъекта описывает его благонадежность, метка объекта – степень закрытости содержащейся в нем информации. Согласно "Оранжевой книге" метки безопасности состоят из двух частей – уровня секретности и списка категорий. 

Главная проблема, которую необходимо решать в связи с метками, – это обеспечение их целостности. Во-первых, не должно быть непомеченных субъектов и объектов, иначе в меточной безопасности появятся легко используемые бреши. Во-вторых, при любых операциях с данными метки должны оставаться правильными.

Одним из средств обеспечения целостности меток безопасности является разделение устройств на многоуровневые и одноуровневые. На многоуровневых устройствах может храниться информация разного уровня секретности (точнее, лежащая в определенном диапазоне уровней). Одноуровневое устройство можно рассматривать как вырожденный случай многоуровневого, когда допустимый диапазон состоит из одного уровня. Зная уровень устройства, система может решить, допустимо ли записывать на него информацию с определенной меткой. 

Принудительное управление доступом основано на сопоставлении меток безопасности субъекта и объекта. Этот способ управления доступом называется принудительным, поскольку он не зависит от воли субъектов (даже системных администраторов). Принудительное управление доступом реализовано во многих вариантах операционных систем и СУБД, отличающихся повышенными мерами безопасности. 

Если понимать систему безопасности узко, т.е. как правила разграничения доступа, то механизм подотчетности является дополнением подобной системы. Цель подотчетности – в каждый момент времени знать, кто работает в системе и что он делает. Средства подотчетности делятся на три категории:

•идентификация и аутентификация (проверка подлинности);

• предоставление надежного пути;

• анализ регистрационной информации (аудит).




2.2 Гарантированность системы защиты



Гарантированность – "мера доверия, которая может быть оказана архитектуре и реализации системы. Гарантированность может проистекать как из тестирования, так и из проверки (формальной или нет) общего замысла и исполнения системы в целом и ее компонентов.

Гарантированность показывает, насколько корректны механизмы, отвечающие за проведение в жизнь выбранной концепции безопасности.

Гарантированность можно считать пассивным компонентом защиты, надзирающим за самими защитниками" [5:69].

Гарантированность – это мера уверенности, с которой можно утверждать, что для проведения в жизнь сформулированной концепции безопасности выбран подходящий набор средств и что каждое из этих средств правильно исполняет отведенную ему роль. В "Оранжевой книге" рассматриваются два вида гарантированности – операционная и технологическая. Операционная гарантированность относится к архитектурным и реализационным аспектам системы, в то время как технологическая – к методам построения и сопровождения.

Операционная гарантированность – это способ убедиться в том, что архитектура системы и ее реализация действительно проводят в жизнь избранную концепцию безопасности и включает в себя проверку следующих элементов:

• архитектуры системы;

• целостности системы;

• анализа тайных каналов передачи информации;

• надежного администрирования;

• надежного восстановления после сбоев;

• операционной гарантированности.

Архитектура системы должна способствовать реализации мер безопасности или прямо поддерживать их. 

Целостность системы в данном контексте означает, что аппаратные и программные компоненты надежной вычислительной базы работают должным образом и что имеется аппаратное и программное обеспечение для периодической проверки целостности.

Анализ тайных каналов передачи информации – тема, специфичная для режимных систем, когда главное – обеспечить конфиденциальность информации. Тайным называется канал передачи информации, не предназначенный для обычного использования. 

Надежное администрирование в трактовке "Оранжевой книги" означает, что должны быть логически выделены три роли – системного администратора, системного оператора и администратора безопасности.

Надежное восстановление после сбоев – метод обеспечения гарантированности, при котором должна быть сохранена целостность информации и, в частности, целостность меток безопасности. 

Технологическая гарантированность охватывает весь жизненный цикл системы, т.е. этапы проектирования, реализации, тестирования, внедрения и сопровождения. Все перечисленные действия должны выполняться в соответствии с жесткими стандартами, чтобы обезопаситься от утечки информации и нелегальных "закладок".

Критерии, изложенные в "Оранжевой книге", позволили специалистам ранжировать информационные системы защиты информации по степени надежности. В этом документе определяется четыре уровня безопасности (надежности) – D, C, B и A. Уровень D предназначен для систем, признанных неудовлетворительными. В настоящее время он содержит две подсистемы управления доступом. По мере перехода от уровня C к A к надежности систем предъявляются все более жесткие требования. Уровни C и B подразделяются на классы (C1,C2, B1, B2, B3) с постепенным возрастанием надежности. Таким образом, всего имеется шесть классов безопасности – C1, C2, B1, B2, B3,A1. Чтобы система в результате процедуры сертификации могла быть отнесена к некоторому классу, ее концепция безопасности и гарантированность должны удовлетворять разработанной системе требований, соответствующей этому классу.




3. Гармонизированные критерии Европейских стран (ITSEC)



Следуя по пути интеграции, Европейские страны приняли согласованные (гармонизированные) критерии оценки безопасности информационных технологий (Information Technology Security Evaluation Criteria, ITSEC) [5:7], опубликованных в июне 1991 г. от имени соответствующих органов четырех стран – Франции, Германии, Нидерландов и Великобритании.

Принципиально важной чертой европейских критериев является отсутствие априорных требований к условиям, в которых должна работать информационная система. Организация, запрашивающая сертификационные услуги, формулирует цель оценки, т.е. описывает условия, в которых должна работать система, возможные угрозы ее безопасности и предоставляемые ею защитные функции. Задача органа сертификации – оценить, насколько полно достигаются поставленные цели разработанными функциями, т.е. насколько корректны и эффективны архитектура и реализация механизмов безопасности в описанных разработчиком условиях.

Европейские критерии рассматривают следующие основные понятия составляющие базу информационной безопасности:

• конфиденциальность, т.е. защиту от несанкционированного получения информации;

• целостность, т.е. защиту от несанкционированного изменения информации;

• доступность, т.е. защиту от несанкционированного удержания информации и ресурсов.

Критерии рекомендуют выделить в спецификациях реализуемых функций обеспечения безопасности более расширенный, по сравнению с "Оранжевой книгой", состав разделов или классов функций.

• Идентификация и аутентификация.

• Управление доступом.

• Подотчетность.

• Аудит.

• Повторное использование объектов.

• Точность информации.

• Надежность обслуживания.

• Обмен данными.

Чтобы облегчить формулировку цели оценки, европейские критерии содержат в качестве приложения описание десяти примерных классов функциональности, типичных для правительственных и коммерческих систем.

Кроме того, в критериях определены три уровня мощности механизмов защиты – базовый, средний и высокий. 




4. Концепция защиты от НСД Госкомиссии при Президенте РФ



В 1992 г. Гостехкомиссия при Президенте РФ опубликовала пять руководящих документов, посвященных проблеме защиты от несанкционированного доступа (НСД) к информации [6:78]. Идейной основой набора руководящих документов является "Концепция защиты СВТ и АС от НСД к информации". Концепция "излагает систему взглядов, основных принципов, которые закладываются в основу проблемы защиты информации от несанкционированного доступа (НСД), являющейся частью общей проблемы безопасности информации".

Выделяют различные способы покушения на информационную безопасность – радиотехнические, акустические, программные и т.п.

Среди них НСД выделяется как доступ к информации, нарушающий установленные правила разграничения доступа, с использованием штатных средств, предоставляемых средствами вычислительной техники (СВТ) или автоматизированной системой (АС). Под штатными средствами понимается совокупность программного, микропрограммного и технического обеспечения СВТ или АС.

В Концепции формулируются следующие основные принципы защиты от НСД к информации:

• защита АС обеспечивается комплексом программно-технических средств и поддерживающих их организационных мер;

• защита АС должна обеспечиваться на всех технологических этапах обработки информации и во всех режимах функционирования, в том числе при проведении ремонтных и регламентных работ;

• программно-технические средства защиты не должны существенно ухудшать основные функциональные характеристики АС (надежность, быстродействие, возможность изменения конфигурации АС);

• неотъемлемой частью работ по защите является оценка эффективности средств защиты, осуществляемая по методике, учитывающей всю совокупность технических характеристик оцениваемого объекта, включая технические решения и практическую реализацию средств защиты;

• защита АС должна предусматривать контроль эффективности средств защиты от НСД. Этот контроль может быть либо периодическим, либо инициироваться по мере необходимости пользователем АС или контролирующими органами.

Функции системы разграничения доступа и обеспечивающих средств, предлагаемые в Концепции, по сути близки к аналогичным положениям "Оранжевой книги".

В предлагаемой Гостехкомиссией при Президенте РФ классификации автоматизированных систем (АС) по уровню защищенности от несанкционированного доступа к информации устанавливается девять классов защищенности АС от НСД к информации. Каждый класс характеризуется определенной минимальной совокупностью требований по защите. Классы подразделяются на три группы, отличающиеся особенностями обработки информации в АС. В пределах каждой группы соблюдается иерархия требований по защите в зависимости от ценности (конфиденциальности) информации и, следовательно, иерархия классов защищенности АС.

Третья группа классифицирует АС, в которых работает один пользователь, допущенный ко всей информации АС, размещенной на носителях одного уровня конфиденциальности. Группа содержит два класса – 3Б и 3А.

Вторая группа классифицирует АС, в которых пользователи имеют одинаковые права доступа (полномочия) ко всей информации АС, обрабатываемой и (или) хранимой на носителях различного уровня конфиденциальности. Группа содержит два класса – 2Б и 2А.

Первая группа классифицирует многопользовательские АС, в которых одновременно обрабатывается и (или) хранится информация разных уровней конфиденциальности и не все пользователи имеют право доступа ко всей информации АС. Группа содержит пять классов – 1Д, 1Г, 1В, 1Б и 1А.




5. Рекомендации X.800



"Оранжевая книга" Министерства обороны США и Руководящие документы Гостехкомиссии при Президенте РФ создавались в расчете на централизованные конфигурации, основу которых составляют большие машины. Распределенная организация современных информационных систем требует внесения существенных изменений и дополнений как в политику безопасности, так и в способы проведения ее в жизнь. Появились новые угрозы, для противодействия которым нужны новые функции и механизмы защиты. Основополагающим документом в области защиты распределенных систем стали рекомендации X.800 [5:95]. В этом документе перечислены основные сервисы (функции) безопасности, характерные для распределенных систем, и роли, которые они могут играть. Кроме того, здесь указан перечень основных механизмов, с помощью которых можно реализовать эти сервисы.




6. Проектирование системы защиты данных 



Для разработки системы защиты информации проектировщикам необходимо выполнить следующие виды работ:

• на предпроектной стадии определить особенности хранимой информации, выявить виды угроз и утечки информации и оформить ТЗ на разработку системы;

• на стадии проектирования выбрать концепцию и принципы построения системы защиты и разработать функциональную структуру системы защиты;

• выбрать механизмы – методы защиты, реализующие выбранные функции;

• разработать программное, информационное и технологическое и организационное обеспечение системы защиты;

• провести отладку разработанной системы;

• разработать пакет технологической документации;

• осуществить внедрение системы;

• проводить комплекс работ по эксплуатации и администрированию системы защиты.

Создание базовой системы защиты информации в ИС должно основываться на главных принципах:

• Комплексный подход к построению системы защиты, означающий оптимальное сочетание программных, аппаратных средств и организационных мер защиты.

• Разделение и минимизация полномочий по доступу к обрабатываемой информации и процедурам обработки.

• Полнота контроля и регистрация попыток несанкционированного доступа.

• Обеспечение надежности системы защиты, т.е. невозможность снижения уровня надежности при возникновении в системе сбоев, отказов, преднамеренных действий нарушителя или непреднамеренных ошибок пользователей и обслуживающего персонала.

• "Прозрачность" системы защиты информации для общего, прикладного программного обеспечения и пользователей информационной системой.

Технологический процесс функционирования системы защиты информации от несанкционированного доступа, как комплекса программно-технических средств и организационных (процедурных) решений, предусматривает выполнение следующих процедур:

• учет, хранение и выдачу пользователям информационных носителей, паролей, ключей;

• ведение служебной информации (генерация паролей, ключей, сопровождение правил разграничения доступа);

• оперативный контроль функционирования систем защиты секретной информации;

• контроль соответствия общесистемной программной среды эталону;

• контроль хода технологического процесса обработки информации путем регистрации анализа действий пользователей.




Заключение



Выбор способов защиты информации в информационной системе – сложная оптимизационная задача, при решении которой требуется учитывать вероятности различных угроз информации, стоимость реализации различных способов защиты и наличие различных заинтересованных сторон. В общем случае для нахождения оптимального варианта решения такой задачи необходимо применение теории игр, в частности теории биматричных игр с ненулевой суммой, позволяющими выбрать такую совокупность средств защиты, которая обеспечит максимизацию степени безопасности информации при данных затратах или минимизацию затрат при заданном уровне безопасности информации.

После выбора методов и механизмов необходимо осуществить разработку программного обеспечения для системы защиты. Программные средства, реализующие выбранные механизмы защиты, должны быть подвергнуты комплексному тестированию. Следует отметить, что без соответствующей организационной поддержки программно-технических средств защиты информации от несанкционированного доступа и точного выполнения предусмотренных проектной документацией механизмов и процедур нельзя решить проблему обеспечения безопасности информации, хранимой в информационной системе. 

Задачи, сформулированные во введении, решены, цель работы достигнута.




Список литературы



		Автоматизация управления предприятием / Баронов В.В., Калянов Г.Н., Попов Ю.Н, Рыбников А.И., Титовский И. Н. – М.: ИНФРА-М, 2000. 

		Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. - М.: «Финансы и статистика», 2003.

		Благодатских В.А., Енгибарян М.А., Ковалевская Е.В. Экономика, разработка и использование программного обеспечения ЭВМ. - М.: Финансы и статистика,1997.

		Вендров А.М. CASE – технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1998.- 176 с.

		Гайкович В., Першин А. Безопасность электронных банковских систем. – М.: "Единая Европа", 1994.

		Гост 19.001-77. Единая система программной документации. Общие положения.- М.: Издательство стандартов, 1994.

		Гостехкомиссия России. Руководящий документ. Концепция защиты СВТ и АС от НСД к информации. - М.: Воениздат, 1992.

		Левин В.К. Защита информации в информационно-вычислительных

	системах и сетях. / Программирование, 2004.-№5- 5-16 с.

		Титоренко Г.А. - Автоматизированные информационные технологии в экономике. Учебник.- М.: ЮНИТИ, 2001.