Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow БЖД arrow Информационная безопасность
Посмотреть оригинал

Методы и средства ограничения доступа к компонентам ЭВМ. Программно-аппаратные средства защиты ПЭВМ.

Методы и средства ограничения доступа к компонентам ЭВМ

Под доступом к оборудованию, в частности ЭВМ, понимается предоставление субъекту возможности выполнять определенные разрешенные ему действия с использованием указанного оборудования. Так, пользователю ЭВМ разрешается включать и выключать ЭВМ, работать с программами, вводить и выводить информацию. Обслуживающий персонал имеет право в установленном порядке тестировать ЭВМ, заменять и восстанавливать отказавшие блоки.

При организации доступа к оборудованию пользователей, операторов, администраторов выполняются следующие действия:

  • - идентификация и аутентификация субъекта доступа;
  • - разблокирование устройства;
  • - ведение журнала учета действий субъекта доступа.

Для идентификации субъекта доступа в КС чаще всего используются атрибутивные идентификаторы. Биометрическая идентификация проще всего осуществляется по ритму работы на клавиатуре. Из атрибутивных идентификаторов, как правило, используются:

  • • пароли;
  • • съемные носители информации;
  • • электронные жетоны;
  • • пластиковые карты;
  • • механические ключи.

Практически во всех КС, работающих с конфиденциальной информацией, аутентификация пользователей осуществляется с помощью паролей.

Пароль — эго комбинация символов (букв, цифр, специальных знаков), которая должна быть известна только владельцу пароля и, возможно, администратору системы безопасности.

После подачи питания на устройство пароль вводится субъектом доступа в систему с помощью штатной клавиатуры, пульта управления или специального наборного устройства, предназначенного только для ввода пароля. В КС, как правило, используется штатная клавиатура.

В современных операционных системах ЭВМ заложена возможность использования пароля. Пароль хранится в специальной памяти, имеющей автономный источник питания. Сравнение паролей осуществляется до загрузки ОС. Защита считалась эффективной, если злоумышленник не имеет возможности отключить автономное питание памяти, в которой хранится пароль. Однако оказалось, что кроме пароля пользователя для загрузки ОС ЭВМ можно использовать некоторые «технологические» пароли, перечень которых представлен в Internet.

При использовании паролей в момент загрузки ОС должно выполняться условие, что в ЭВМ невозможно изменить установленный порядок загрузки ОС. Для этого жестко определяется ВЗУ, с которого осуществляется загрузка ОС. Желательно для этой цели использовать запоминающее устройство с несъемным носителем. Если загрузка ОС осуществляется со съемного носителя, то необходимо предусмотреть ряд дополнительных мер. Например, ВЗУ, с которого осуществляется загрузка ОС, настраивается таким образом, что оно может работать только с определенными носителями. В ЭВМ это может быть достигнуто изменением порядка форматирования магнитных дисков. Отключение на время загрузки ОС всех ВЗУ, кроме выделенного для загрузки, осуществляется настройками программ загрузки ОС.

Необходимо также обеспечить режим загрузки ОС, исключающий се прерывание и возможное вмешательство злоумышленника в процесс загрузки. В ПЭВМ это может быть реализовано блокированием клавиатуры и «мыши» до полного завершения загрузки ОС.

Идентификация субъекта доступа осуществляется средствами защиты и при загруженной ОС. Такой режим парольной защиты используется для организации многопользовательской работы на ЭВМ.

При организации парольной защиты необходимо выполнять следующие рекомендации:

  • 1. Пароль должен запоминаться субъектом доступа. Запись пароля значительно повышает вероятность его компрометации (нарушение конфиденциальности).
  • 2. Длина пароля должна исключать возможность его раскрытия путем подбора. Рекомендуется устанавливать длину пароля S > 9 символов.
  • 3. Пароли должны периодически меняться. Безопасное время использования пароля (Тб) может быть рассчитано по формуле:

где t — время, необходимое на вводе слова длиной s; s — длина пароля; А — количество символов, из которых может быть составлен пароль.

Время t определяется из соотношения: t = E/R,

где Е — число символов в сообщении, содержащем пароль; R — скорость передачи символов пароля (симв./мин.).

В приведенной формуле расчета величины Тб считается, что злоумышленник имеет возможность непрерывно осуществлять подбор пароля. Если предусмотрена задержка в несколько секунд после неудачной попытки ввода пароля, то безопасное время значительно возрастает. Период смены пароля не должен превышать Тб. В любом случае использовать пароль свыше 1 года недопустимо.

  • 4. В КС должны фиксироваться моменты времени успешного получения доступа и время неудачного ввода пароля. После трех ошибок подряд при вводе пароля устройство блокируется, и информация о предполагаемом факте подбора пароля поступает дежурному администратору системы безопасности.
  • 5. Пароли должны храниться в КС таким образом, чтобы они были недоступны посторонним лицам. Эгого можно достичь двумя способами:
    • - использовать для хранения паролей специальное запоминающее устройство, считанная информация из которого не попадает за пределы блока ЗУ (схема сравнения паролей находится в самом блоке). Запись в такое ЗУ осуществляется в специальном режиме;
    • - криптографическое преобразование пароля.
  • 6. Пароль не выдается при вводе на экран монитора. Чтобы субъект доступа мог ориентироваться в количестве введенных символов на экран, взамен введенного выдастся специальный символ (обычно звездочка).
  • 7. Пароль должен легко запоминаться и в то же время быть сложным для отгадывания. Нс рекомендуется использовать в качестве пароля имена, фамилии, даты рождения и т.п. Желательно при наборе пароля использование символов различных регистров, чередование букв, цифр, специальных символов. Очень эффективным является способ использования парадоксального сочетания слов («книга висит», «плот летит» и т.п.) и набора русских букв пароля на латинском регистре. В результате получается бессмысленный набор букв латинского алфавита.

В качестве идентификатора во многих КС используется съемный носитель информации, на котором записан идентификационный код субъекта доступа. В ПЭВМ для этой цели используется гибкий магнитный диск. Такой идентификатор обладает рядом достоинств:

  • - нс требуется использовать дополнительные аппаратные средства;
  • - кроме идентификационного кода, на носителе может храниться другая информация, используемая для аутентификации, контроля целостности информации, атрибуты шифрования и г.д.

Для идентификации пользователей широко используются электронные жетоны-генераторы случайных идентификационных кодов. Жетон — эго прибор, вырабатывающий псевдослучайную буквенно- цифровую последовательность (слово). Это слово меняется примерно раз в минуту синхронно со сменой такого же слова в КС. В результате вырабатывается одноразовый пароль, который годится для использования только в определенный промежуток времени и только для однократного входа в систему. Первый такой жетон Security Dynamics появился в 1987 году.

Жетон другого типа внешне напоминает калькулятор. В процессе аутентификации КС выдает на монитор пользователя цифровую последовательность запроса, пользователь набирает се на клавиатуре жетона. Жетон формирует ответную последовательность, которую пользователь считывает с индикатора жетона и вводит в КС. В результате опя ть получается одноразовый нсиовторяющийся пароль. Без жетона войти в систему оказывается невозможным. Вдобавок ко всему, прежде чем воспользоваться жетоном, нужно ввести в него свой личный пароль.

Атрибутивные идентификаторы (кроме паролей) могут использоваться только на момент доступа и регистрации, или постоянно должны быть подключены к устройству считывания до окончания работы. На время даже кратковременного отсутствия идентификатор изымается, и доступ к устройству блокируется. Такие аппаратно-программные устройства способны решать задачи не только разграничения доступа к устройствам, но и обеспечивают защиты от НСДИ. Принцип действия таких устройств основан на расширении функций ОС на аппаратном уровне.

Процесс аутентификации может включать также диалог субъекта доступа с КС. Субъекту доступа задаются вопросы, ответы на которые анализируются, и делается окончательное заключение о подлинности субъекта доступа.

В качестве простого идентификатора часто используют механические ключи. Механический замок может быть совмещен с блоком подачи питания на устройство. На замок может закрываться крышка, под которой находятся основные органы управления устройством. Без вскрытия крышки невозможна работа с устройством. Наличие такого замка является дополнительным препятствием на пути злоумышленника при попытке осуществить НСД к устройству.

Доступ к устройствам КС объекта может блокироваться дистанционно. Так в ЛВС подключение к сети рабочей станции может блокироваться с рабочего места администратора. Управлять доступом к устройствам можно и с помощью такого простого, но эффективного способа, как отключение питания. В нерабочее время питание может отключаться с помощью коммутационных устройств, контролируемых охраной.

Организация доступа обслуживающего персонала к устройствам отличается от организации доступа пользователей. Прежде всего, но возможности, устройство освобождается от конфиденциальной информации и осуществляется отключение информационных связей. Техническое обслуживание и восстановление работоспособности устройств выполняются под контролем должностных лиц. Особое внимание обращается на работы, связанные с доступом к внутреннему монтажу и заменой блоков.

Обычно для осуществления НСДИ пользователь применяет:

  • - знания о КС и умения работать с ней;
  • - сведения о системе защиты информации;
  • - сбои, отказы технических и программных средств;
  • - ошибки, небрежность обслуживающего персонала и пользователей.

Для защиты информации от НСД создается система раз1раничс- ния доступа к информации. Получить несанкционированный доступ к информации при наличии системы раз1раничсния доступа (СРД) возможно только при сбоях и отказах КС, а также используя слабые места в комплексной системе защиты информации. Чтобы использовать слабости в системе защиты, злоумышленник должен знать о них.

Одним из путей добывания информации о недостатках системы защиты является изучение механизмов защиты. Пользователь может тестировать систему защиты путем непосредственного контакта с ней. В этом случае велика вероятность обнаружения системой защиты попыток се тестирования. В результате этого службой безопасности могут быть предприняты дополнительные меры защиты.

Для блокирования несанкционированного исследования и копирования информации КС используется комплекс средств и мер защиты, которые объединяются в систему защиты от исследования и копирования информации (СЗИК).

Таким образом, СРД и СЗИК могут рассматриваться как подсистемы системы защиты от НСДИ.

Исходной информацией для создания СРД является решение владельца (администратора) КС о допуске пользователей к определенным информационным ресурсам КС. Так как информация в КС хранится, обрабатывается и передастся файлами (частями файлов), то доступ к информации регламентируется на уровне файлов (объектов доступа). Сложнее организуется доступ в базах данных, в которых он может регламентироваться к отдельным ее частям по определенным правилам. При определении полномочий доступа администратор устанавливает операции, которые разрешено выполнять пользователю (субъекту доступа).

СРД к информации должна содержать четыре функциональных

блока:

  • - идентификации и аутентификации субъектов доступа;
  • - диспетчер доступа;
  • - блок криптографического преобразования информации при се хранении и передаче;
  • - блок очистки памяти.

Идентификация и аутентификация субъектов осуществляется в момент их доступа к устройствам, в том числе и дистанционного доступа.

Диспетчер доступа реализуется в виде аппаратно-программных механизмов (рис. 4.2) и обеспечивает необходимую дисциплину pa3ipa- ничения доступа субъектов к объектам доступа (в том числе и к аппаратным блокам, узлам, устройствам). Диспетчер доступа разграничивает доступ к внутренним ресурсам КС субъектов, уже получивших доступ к этим системам. Необходимость использования диспетчера доступа возникает только в многопользовательских КС.

Запрос на доступ i-ro субъекта и j-му объекту поступает в блок управления БД полномочий и характеристик доступа и в блок регистрации событий. Полномочия субъекта и характеристики объекта доступа анализируются в блоке принятия решения, который выдает сигнал разрешения выполнения запроса, либо сигнал отказа в допуске. Если число попыток субъекта допуска получить доступ к запрещенным для него объектам превысит определенную границу (обычно 3 раза), то блок принятия решения на основании данных блока регистрации выдает сигнал «НСДИ» администратору системы безопасности. Администратор может блокировать работу субъекта, нарушающего правила доступа в системе, и выяснить причину нарушений. Кроме преднамеренных попыток НСДИ диспетчер фиксирует нарушения правил разграничения, явившихся следствием отказов, сбоев аппаратных и программных.

В СРД должна быть реализована функция очистки оперативной памяти и рабочих областей на внешних запоминающих устройствах после завершения выполнения программы, обрабатывающей конфиденциальные данные. Причем очистка должна производиться путем записи в освободившиеся участки памяти определенной последовательности двоичных кодов, а нс удалением только учетной информации о файлах из таблиц ОС, как эго делается при стандартном удалении средствами ОС.

В основе построения СРД лежит концепция разработки защищенной универсальной ОС на базе ядра безопасности. Под ядром безопасности понимают локализованную, минимизированную, четко oipa- ниченную и надежно изолированную совокупность программно-аппарат- ных механизмов.

Применение ядра безопасности требует провести изменения ОС и архитектуры ЭВМ. Ограничение размеров и сложности ядра необходимо для обеспечения его верифицируемое™.

Для аппаратной поддержки защиты и изоляции ядра в архитектуре ЭВМ должны быть предусмотрены:

  • - многоуровневый режим выполнения команд;
  • - использование ключей защиты и сегментирование памяти;
  • - реализация механизма виртуальной памяти с разделением адресных пространств;
  • - аппаратная реализация части функций ОС;
  • - хранение программ ядра в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ);
  • - использование новых архитектур ЭВМ, отличных от фон-ней- мановской архитектуры (архитектуры с реализацией абстрактных типов данных, теговые архитектуры с привилегиями и др.).

Обеспечение многоуровневого режима выполнения команд является главным условием создания ядра безопасности. Таких уровней должно быть не менее двух. Часть машинных команд ЭВМ должна выполняться только в режиме работы ОС. Основной проблемой создания высокоэффективной защиты от НСД является предотвращение несанкционированного перехода пользовательских процессов в привилегированное состояние. Для современных сложных ОС практически нет доказательство отсутствия возможности несанкционированного получения пользовательскими программами статуса программ ОС.

Использование ключей защиты, сегментирование памяти и применение механизма виртуальной памяти предусматривает аппаратную поддержку концепции изоляции областей памяти при работе ЭВМ в мультипрограммных режимах. Эги механизмы служат основой для организации работы ЭВМ в режиме виртуальных машин. Режим виртуальных машин позволяет создать наибольшую изолированность пользователей, допуская использование даже различных ОС пользователями в режиме разделения времени.

Аппаратная реализация наиболее ответственных функций ОС и хранение программ ядра в ПЗУ существенно повышают изолированность ядра, его устойчивость к попыткам модификации. Аппаратно должны быть реализованы прежде всего функции идентификации и аутентификации субъектов доступа, хранения атрибутов системы защиты, поддержки криптографического закрытия информации, обработки сбоев и отказов и некоторые другие.

Современные универсальные ОС UNIX, VAX/VMS, Solaris и др. имеют встроенные механизмы раз1раничения доступа и аутентификации. Однако возможности этих встроенных функций ограничены и не могут удовлетворять требованиям, предъявляемым к защищенным ЭВМ.

Имеется два пути получения защищенных от НСД КС:

  • - создание специализированных КС;
  • - оснащение универсальных КС дополнительными средствами

защиты.

Первый путь построения защищенных КС пока еще не получил широкого распространения в связи с нерешенностью целого ряда проблем. Основной из них является отсутствие эффективных методов разработки доказательно корректных аппаратных и программных средств сложных систем. Среди немногих примеров специализированных ЭВМ можно назвать систему SCOMP фирмы «Honeywell», предназначенную для использования в центрах коммутации вычислительных сетей, обрабатывающих секретную информацию. Система разработана на базе концепции ядра безопасности. Узкая специализация позволила создать защищенную систему, обеспечивающую требуемую эффективность функционирования но прямому назначению.

Чаще всего защита КС от НСД осуществляется путем использования дополнительных программных или аппаратно-программных средств. Программные средства RACF, SECURC, TOPSECRET и другие использовались для защиты ЭВМ типа IBM-370.

В настоящее время появились десятки отдельных программ, программных и аппаратных комплексов, рассчитанных на защиту персональных ЭВМ от несанкционированного доступа к ЭВМ, которые разграничивают доступ к информации и устройствам ПЭВМ.

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы