Безопасность информационных технологий 2

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ



Государственное образовательное учреждение 

высшего профессионального образования



САНТК-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ





Кафедра 82





Доклад



по теории экономических информационных систем





на тему



	«Безопасность информационных технологий»





















Выполнила: Зарецкая М.С.

группа 8627







Проверил: Полонский А.М.

























Санкт-Петербург

2009


СОДЕРЖАНИЕ





1.Методы защиты информации                                                                         3

1.1.Криптографические методы                                                                         3

1.1.1.Симметричные криптосистемы                                                                3

1.1.2.Системы с открытым ключом                                                                   4

1.1.3.Электронная подпись                                                                                 6

1.2.Шифрование дисков                                                                                      6

1.3.Метод парольной защиты                                                                             6

1.4.Методы защиты информации в Internet                                                       7

2.Обеспечение безопасности информационных технологий                          8

2.1.Защита от сбоев оборудования                                                                     8

2.2.Защита от вредоносных программ                                                               9

2.3.Административные меры защиты                                                               10

Литература                                                                                                           11









































































1.МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ



1.1.Криптографические методы



Проблема защиты информации путем ее преобразования, исключающего ее прочтение посторонним лицом, волновала человеческий ум с давних времен. История криптографии - ровесница истории человеческого языка. Более того, первоначально письменность сама по себе была криптографической системой, так как в древних обществах ею владели только избранные. Священные книги Древнего Египта, Древней Индии тому примеры. 

Почему проблема использования криптографических методов в информационных системах (ИС) стала в настоящий момент особо актуальна?

С одной стороны, расширилось использование компьютерных сетей, в частности глобальной сети Интернет, по которым передаются большие объемы информации государственного, военного, коммерческого и частного характера, не допускающего возможность доступа к ней посторонних лиц.

С другой стороны, появление новых мощных компьютеров,  технологий сетевых и нейронных вычислений сделало возможным дискредитацию криптографических систем еще недавно считавшихся  практически не раскрываемыми.

Проблемой защиты информации путем ее преобразования занимается криптология (kryptos - тайный, logos - наука). Криптология разделяется на два направления - криптографию и криптоанализ. Цели этих направлений прямо противоположны.

Криптография занимается поиском и исследованием математических методов преобразования информации.

Сфера интересов криптоанализа -  исследование возможности расшифровывания информации без знания ключей.

Основные направления  использования криптографических методов - передача конфиденциальной информации по каналам связи (например, электронная почта), установление подлинности передаваемых сообщений, хранение информации (документов, баз данных) на носителях в зашифрованном виде.



1.1.1.Симметричные криптосистемы



Все многообразие существующих криптографических методов можно свести к следующим классам преобразований(рис.1):





Гаммирование

Подстановки





Симметричные

криптосистемы







Перестановки

Блочные шифры





                                                           Рисунок 1.



Подстановки



Наиболее простой вид преобразований, заключающийся в замене символов исходного текста на другие (того же алфавита) по более или менее сложному правилу. Для обеспечения высокой криптостойкости требуется использование больших ключей. Например, подстановка Цезаря.



Перестановки



Также несложный метод криптографического преобразования. Используется как правило в сочетании с другими методами.



Гаммирование

                                                        

Гаммирование является также широко применяемым криптографическим преобразованием. 

Принцип шифрования гаммированием заключается в генерации гаммы шифра с помощью датчика псевдослучайных чисел и наложении полученной гаммы на открытые данные обратимым образом (например, используя сложение по модулю 2).

Процесс дешифрования данных сводится к повторной генерации гаммы шифра при известном ключе и наложении такой гаммы на зашифрованные данные. 

Полученный зашифрованный текст является достаточно трудным для раскрытия в том случае, если гамма шифра не содержит повторяющихся битовых последовательностей. По сути дела гамма шифра должна изменяться случайным образом для каждого шифруемого слова. Фактически же, если период гаммы превышает длину всего зашифрованного текста и неизвестна никакая часть исходного текста, то шифр можно раскрыть только прямым перебором (пробой на ключ). Криптостойкость в этом случае определяется размером ключа.

Метод гаммирования становится бессильным, если злоумышленнику становится известен фрагмент исходного текста и соответствующая ему шифрограмма. 



1.1.2.Системы с открытым ключом



Как бы ни были сложны и надежны криптографические системы - их слабое мест при практической реализации - проблема распределения ключей. Для того, чтобы был возможен обмен конфиденциальной информацией между двумя субъектами ИС, ключ должен быть сгенерирован одним из них, а затем каким-то образом опять же в конфиденциальном порядке передан другому. Т.е. в общем случае для передачи ключа опять же требуется использование какой-то криптосистемы.

Для решения этой проблемы на основе результатов, полученных классической и современной алгеброй, были предложены системы с открытым ключом.

Суть их состоит в том, что каждым адресатом ИС генерируются два ключа, связанные между собой по определенному правилу. Один ключ объявляется открытым, а другой закрытым. Открытый ключ публикуется и доступен любому, кто желает послать сообщение адресату. Секретный ключ сохраняется в тайне.

Исходный текст шифруется открытым ключом адресата и передается ему. Зашифрованный текст в принципе не может быть расшифрован тем же открытым ключом. Дешифрование сообщение возможно только с использованием закрытого ключа, который известен только самому адресату(рис.2).



Отправитель

Адресат





исходный

текст

шифрованный

текст

исходный

текст

Система

с открытым ключом

Система

с открытым ключом









Закрытый ключ

Открытый ключ





                                                                   Рисунок 2.

Поэтому чтобы гарантировать надежную защиту информации, к системам с открытым ключом предъявляются два важных и очевидных требования:

1. Преобразование исходного текста должно быть необратимым и исключать его восстановление на основе открытого ключа.

2. Определение закрытого ключа на основе открытого также должно быть невозможным на современном технологическом уровне. При этом желательна точная нижняя оценка сложности (количества операций) раскрытия шифра.

Алгоритмы шифрования с открытым ключом получили широкое распространение в современных информационных системах. Так, алгоритм RSA стал мировым стандартом де-факто для открытых систем и рекомендован МККТТ.

Вообще же все предлагаемые сегодня криптосистемы с открытым ключом опираются на один из следующих типов необратимых преобразований:

Разложение больших чисел на простые множители.

Вычисление логарифма в конечном поле.

Вычисление корней алгебраических уравнений.

Здесь же  следует отметить, что алгоритмы криптосистемы с открытым ключом можно использовать в трех назначениях.

1. Как самостоятельные средства защиты.

2. Как средства для распределения ключей.

Средства аутентификации пользователей. 



1.1.3.Электронная подпись



В чем состоит проблема аутентификации данных?

Если подделать подпись человека на бумаге весьма непросто, а установить авторство подписи современными криминалистическими методами - техническая деталь, то с подписью электронной дело обстоит иначе. Подделать цепочку битов, просто ее скопировав, или незаметно внести нелегальные исправления в документ сможет любой пользователь.

С широким распространением в современном мире электронных форм документов (в том числе и конфиденциальных) и средств их обработки особо актуальной стала проблема установления подлинности и авторства безбумажной документации.

Иногда нет необходимости зашифровывать передаваемое сообщение, но нужно его скрепить электронной подписью. В этом случае текст шифруется закрытым ключом отправителя и полученная цепочка символов прикрепляется к документу. Получатель с помощью открытого ключа отправителя расшифровывает подпись и сверяет ее с текстом(рис.3).

















передача

















проверка

















подпись



Исходный текст

Исходный текст

Исходный текст



Подпись

Исходный текст ’







Открытый ключ А

Закрытый ключ А







Рисунок 3.





     

1.2.Шифрование дисков



Зашифрованный диск – это файл-контейнер, внутри которого могут находиться любые другие файлы или программы (они могут быть установлены и запущены прямо из этого зашифрованного файла). Этот диск доступен только после ввода пароля к файлу-контейнеру – тогда на компьютере появляется еще один диск, опознаваемый системой как логический и работа с которым не отличается от работы с любым другим диском. После отключения диска логический диск исчезает, он просто становится «невидимым».

На сегодняшний день наиболее распространенные программы для создания зашифрованных дисков – DriveCrypt, BestCrypt и PGPdisk. Каждая из них надежно защищена от удаленного взлома.

Общие черты программ:

Все изменения информации в файле-контейнере происходят сначала в оперативной памяти, т.е. жесткий диск всегда остается зашифрованным. Даже в случае зависания компьютера секретные данные так и остаются зашифрованными.

Программы могут блокировать скрытый логический диск по истечении определенного промежутка времени.

Все они недоверчиво относятся к временным файлам (своп-файлам). Есть возможность зашифровать всю конфиденциальную информацию, которая могла попасть в своп-файл. Очень эффективный метод скрытия информации, хранящейся в своп-файле – это вообще отключить его, при этом не забыв нарастить оперативную память компьютера.

Физика жесткого диска такова, что даже если поверх одних данных записать другие, то предыдущая запись полностью не сотрется. С помощью современных средств магнитной микроскопии (Magnetic Force Microscopy – MFM) их все равно можно восстановить. С помощью этих программ можно надежно удалять файлы с жесткого диска, не оставляя никаких следов их существования.

Все три программы сохраняют конфиденциальные данные в надежно зашифрованном виде на жестком диске и обеспечивают прозрачный доступ к этим данным из любой прикладной программы.

Они защищают зашифрованные файлы-контейнеры от случайного удаления.

Отлично справляются с троянскими приложениями и вирусами.



1.3.Метод парольной защиты

	

Законность запроса пользователя определяется по паролю, представляющему собой, как правило, строку знаков. Метод паролей считается достаточно слабым, так как пароль может стать объектом хищения, перехвата, перебора, угадывания. Однако простота метода стимулирует поиск путей его усиления.

	Для повышения эффективности парольной защиты рекомендуется:

выбирать пароль длиной более 6 символов, избегая распространенных, легко угадываемых слов, имен, дат и т.п.; 

использовать специальные символы; 

пароли, хранящиеся на сервере, шифровать при помощи односторонней функции; 

комментарии файла паролей следует хранить отдельно от файла; 

периодически менять пароли; 

предусмотреть возможность насильственной смены паролей со стороны системы через определенный промежуток времени; 

использовать несколько пользовательских паролей: собственно пароль, персональный идентификатор, пароль для блокировки/разблокировки аппаратуры при кратковременном отсутствии и т.п. 

1.4.Методы защиты информации в Internet

	

Сегодня самая актуальная для Internet тема - проблема защиты информации. Сеть стремительно развивается в глобальных масштабах, и все большее распространение получают системы внутренних сетей. 



Защита от несанкционированного доступа

	

	В настоящее время наибольшей популярностью пользуются самые простые схемы организации защиты - системы защиты от несанкционированного доступа. Подобные системы достаточно надежны, однако не отличаются особой гибкостью. В них используются самые разные алгоритмы - от разрешения передачи сообщений лишь с заданными адресами сетевого протокола IP до запрета прямого доступа пользователей к ресурсам Internet и интрасетям. Недостаток данной технологии кроется в узости самой постановки задачи: предотвратить доступ посторонним пользователям к внутренним сетям различного уровня. Иногда подобная защита используется для запрета доступа "особо активных" пользователей внутренних сетей, например, корпоративной сети предприятия, ко всем ресурсам Internet, за исключением обычной электронной почты. 	Фабула данной схемы защиты такова: неприкосновенность внутренней информации и снижение нежелательной нагрузки на внешние каналы.

	Однако пользователи и поставщики услуг Internet скорее заинтересованы в соблюдении общей безопасности, а точнее, конфиденциальности информации отправителя и получателя, а сервисным службам и пользователям необходима абсолютная уверенность в том, что на другом конце канала связи именно тот, кто им нужен.





2.ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ



2.1.Защита от сбоев оборудования



Работа кабельной системы



С неисправностями сетевого кабеля и соединительных разъёмов связано почти 2/3 всех отказов в работе сети. К неисправностям кабельной системы приводят обрывы кабеля, короткое замыкание и физическое повреждение соединительных устройств. 

Основными электрическими характеристиками кабеля, определяющими его работу, является затухание, импеданс и перекрёстные наводки. Эти характеристики позволяют определить простые и вместе с тем достаточно универсальные приборы, предназначенные для установления не только причины, но и места повреждения кабельной системы – сканеры сетевого кабеля. Сканер посылает в кабель серию коротких электрических импульсов и для каждого импульса измеряет время от подачи импульса до прихода отражённого сигнала и его фазу. По фазе отражённого импульса определяется характер повреждения кабеля (короткое замыкание или обрыв). А по времени задержки – расстояние до места повреждения. Если кабель не повреждён, то отражённый импульс отсутствует. Современные сканеры содержат данные о номинальных параметрах распространения сигнала для сетевых кабелей различных типов, позволяют пользователю самостоятельно устанавливать такого рода параметры, а также выводить результаты тестирования на принтер.



Защита при отключении электропитания



Признанной и надёжной мерой потерь информации, вызываемых кратковременным отключением электроэнергии, является в настоящее время установка источников бесперебойного питания. Подобные устройства, различающиеся по своим техническим и потребительским характеристикам, могут обеспечить отдельного компьютера в течение промежутка времени, достаточного для восстановления работы электросети или записи информации на магнитные носители. 



Предотвращение сбоя дисковых систем



Согласно исследованиям, проведённых в США, при полной потере информации на магнитных носителях вследствие сбоя компьютерной системы в первые три дня из общего числа потерпевших объявляют о своём банкротстве 60% фирм и в течение года – 90% из оставшихся. 

В настоящее время для восстановления данных при сбоях магнитных дисков применяются либо дублирующие друг друга зеркальные диски, либо системы дисковых массивов – Redundant Arrays of Inexpensive Disks (RAID).

Дисковые массивы можно реализовывать как во внутреннем, так и во внешнем исполнениях – в корпусе сервера ЛВС или на специальном шасси. В их производстве сегодня лидируют фирмы Micropolis, DynaTek. 

Организация надёжной и эффективной системы архивации данных – ещё одна важная задача по обеспечению сохранности информации в сети. В больших ЛВС для организации резервного копирования целесообразно использовать специализированный архивационный сервер. Одной из наиболее эффективных аппаратных систем такого рода является семейство архивационных серверов StorageExpress фирмы Intel. 

Сервер StorageExpress подключается непосредственно к сетевому кабелю и служит для архивации данных, поступающих с любого из сетевых серверов и рабочих станций. При архивации выполняется двукратное сжатие. Соответствующее сетевое ПО – пакет Central Console – позволяет администратору ЛВС выбрать один из двух режимов резервного копирования:

- потоковый, выполняемый по умолчанию в автоматическом режиме;

- специальный, устанавливаемый администратором ЛВС.

Для архивной информации, представляющей особую ценность, рекомендуется предусматривать охранное помещение. Дубликаты наиболее ценных данных, лучше хранить в другом здании или даже в другом городе. Последняя мера делает данные неуязвимыми в случае пожара или другого стихийного бедствия.



2.2.Защита от вредоносных программ



	К вредоносному программному обеспечению относятся сетевые черви, классические файловые вирусы, троянские программы, хакерские утилиты и прочие программы, наносящие заведомый вред компьютеру, на котором они запускаются на выполнение, или другим компьютерам в сети.



Сетевые черви

	

Для своего распространения сетевые черви используют разнообразные компьютерные и мобильные сети: электронную почту, системы обмена мгновенными сообщениями, файлообменные (P2P) и IRC-сети, LAN, сети обмена данными между мобильными устройствами (телефонами, карманными компьютерами) и т. д. Большинство известных червей распространяется в виде файлов: вложение в электронное письмо, ссылка на зараженный файл на каком-либо веб- или FTP-ресурсе в ICQ- и IRC-сообщениях, файл в каталоге обмена P2P и т. д. Некоторые черви (так называемые «безфайловые» или «пакетные» черви) распространяются в виде сетевых пакетов, проникают непосредственно в память компьютера и активизируют свой код. Для проникновения на удаленные компьютеры и запуска своей копии черви используют различные методы: социальный инжиниринг (например, текст электронного письма, призывающий открыть вложенный файл), недочеты в конфигурации сети (например, копирование на диск, открытый на полный доступ), ошибки в службах безопасности операционных систем и приложений. Некоторые черви обладают также свойствами других разновидностей вредоносного программного обеспечения. Например, некоторые черви содержат троянские функции или способны заражать выполняемые файлы.



Классические компьютерные вирусы

В отличие от червей, вирусы не используют сетевых сервисов для проникновения на другие компьютеры. Копия вируса попадает на удалённые компьютеры только в том случае, если зараженный объект по каким-либо не зависящим от функционала вируса причинам оказывается активизированным на другом компьютере, например:

при заражении доступных дисков вирус проник в файлы, расположенные на сетевом ресурсе; 

вирус скопировал себя на съёмный носитель или заразил файлы на нем; 

пользователь отослал электронное письмо с зараженным вложением. 

Некоторые вирусы содержат в себе свойства других разновидностей вредоносного программного обеспечения, например бэкдор-процедуру или троянскую компоненту уничтожения информации на диске.



Троянские программы



В данную категорию входят программы, осуществляющий различные несанкционированные пользователем действия: сбор информации и передача ее злоумышленнику, ее разрушение или злонамеренная модификация, нарушение работоспособности компьютера, использование ресурсов компьютера в злоумышленных целях.

Отдельные категории троянских программ наносят ущерб удаленным компьютерам и сетям, не нарушая работоспособность зараженного компьютера (например, троянские программы, разработанные для массированных DoS-атак на удалённые ресурсы сети).



2.3.Административные меры защиты



Проблема защиты информации решается введением контроля доступа и разграничением полномочий пользователя. 

Распространённым средством ограничения доступа (или ограничения полномочий) является система паролей. Однако оно ненадёжно. Опытные хакеры могут взломать эту защиту, «подсмотреть» чужой пароль или войти в систему путём перебора возможных паролей, так как очень часто для них используются имена, фамилии или даты рождения пользователей. Более надёжное решение состоит в организации контроля доступа в помещения или к конкретному ПК в ЛВС с помощью идентификационных пластиковых карточек различных видов.

Использование пластиковых карточек с магнитной полосой для этих целей вряд ли целесообразно, поскольку, её можно легко подделать. Более высокую степень надёжности обеспечивают пластиковые карточки с встроенной микросхемой – так называемые микропроцессорные карточки (МП – карточки, smart – card). Их надёжность обусловлена в первую очередь невозможностью копирования или подделки кустарным способом. Кроме того, при производстве карточек в каждую микросхему заносится уникальный код, который невозможно продублировать. При выдаче карточки пользователю на неё наносится один или несколько паролей, известных только её владельцу. Для некоторых видов МП – карточек попытка несанкционированного использования заканчивается её автоматическим «закрытием». Чтобы восстановить работоспособность такой карточки, её необходимо предъявить в соответствующую инстанцию. 

Установка специального считывающего устройства МП – карточек возможна не только на входе в помещения, где расположены компьютеры, но и непосредственно на рабочих станциях и серверах сети.





















Литература



1.Баричев С. «Криптография без секретов»

2.Журнал «СпецХакер №04(41)-2004»

3. http:\\5ballov.ru\

4. http:\\kaspersky.ru\

5. http:\\referat.ru\





















3