Реферат: Введение в информационную безопасность

работы ЭВМ, системы ЭВМ или их сети".

Весьма энергичную работу в области современных информационных технологий

проводит Государственная техническая комиссия (Гостехкомиссия) при Президенте

Российской Федерации. В рамках серии руководящих документов (РД)

Гостехкомиссии подготовлен проект РД, устанавливающий классификацию

межсетевых экранов (firewalls, или брандмауэров) по уровню обеспечения

защищенности от несанкционированного доступа (НСД). Это принципиально важный

документ, позволяющий упорядочить использование защитных средств, необходимых

для реализации технологии Intranet.

Разработка сетевых аспектов политики безопасности

Политика безопасности определяется как совокупность документированных

управленческих решений, направленных на защиту информации и ассоциированных с

ней ресурсов.

При разработке и проведении ее в жизнь целесообразно руководствоваться

следующими принципами:

невозможность миновать защитные средства; усиление самого слабого звена;

невозможность перехода в небезопасное состояние; минимизация привилегий;

разделение обязанностей; эшелонированность обороны; разнообразие защитных

средств; простота и управляемость информационной системы; обеспечение

всеобщей поддержки мер безопасности.

Поясним смысл перечисленных принципов.

Если у злоумышленника или недовольного пользователя появится возможность

миновать защитные средства, он, разумеется, так и сделает. Применительно к

межсетевым экранам данный принцип означает, что все информационные потоки в

защищаемую сеть и из нее должны проходить через экран. Не должно быть

"тайных" модемных входов или тестовых линий, идущих в обход экрана.

Надежность любой обороны определяется самым слабым звеном. Злоумышленник не

будет бороться против силы, он предпочтет легкую победу над слабостью. Часто

самым слабым звеном оказывается не компьютер или программа, а человек, и

тогда проблема обеспечения информационной безопасности приобретает

нетехнический характер.

Принцип невозможности перехода в небезопасное состояние означает, что при

любых обстоятельствах, в том числе нештатных, защитное средство либо

полностью выполняет свои функции, либо полностью блокирует доступ. Образно

говоря, если в крепости механизм подъемного моста ломается, мост должен

оставаться в поднятом состоянии, препятствуя проходу неприятеля.

Принцип минимизации привилегий предписывает выделять пользователям и

администраторам только те права доступа, которые необходимы им для выполнения

служебных обязанностей.

Принцип разделения обязанностей предполагает такое распределение ролей и

ответственности, при котором один человек не может нарушить критически важный

для организации процесс. Это особенно важно, чтобы предотвратить

злонамеренные или неквалифицированные действия системного администратора.

Принцип эшелонированности обороны предписывает не полагаться на один защитный

рубеж, каким бы надежным он ни казался. За средствами физической защиты

должны следовать программно-технические средства, за идентификацией и

аутентификацией - управление доступом и, как последний рубеж, -

протоколирование и аудит. Эшелонированная оборона способна по крайней мере

задержать злоумышленника, а наличие такого рубежа, как протоколирование и

аудит, существенно затрудняет незаметное выполнение злоумышленных действий.

Принцип разнообразия защитных средств рекомендует организовывать различные по

своему характеру оборонительные рубежи, чтобы от потенциального

злоумышленника требовалось овладение разнообразными и, по возможности,

несовместимыми между собой навыками (например умением преодолевать высокую

ограду и знанием слабостей нескольких операционных систем).

Очень важен принцип простоты и управляемости информационной системы в целом и

защитных средств в особенности. Только для простого защитного средства можно

формально или неформально доказать его корректность. Только в простой и

управляемой системе можно проверить согласованность конфигурации разных

компонентов и осуществить централизованное администрирование. В этой связи

важно отметить интегрирующую роль Web-сервиса, скрывающего разнообразие

обслуживаемых объектов и предоставляющего единый, наглядный интерфейс.

Соответственно, если объекты некоторого вида (скажем таблицы базы данных)

доступны через Web, необходимо заблокировать прямой доступ к ним, поскольку в

противном случае система будет сложной и трудноуправляемой.

Последний принцип - всеобщая поддержка мер безопасности - носит нетехнический

характер. Если пользователи и/или системные администраторы считают

информационную безопасность чем-то излишним или даже враждебным, режим

безопасности сформировать заведомо не удастся. Следует с самого начала

предусмотреть комплекс мер, направленный на обеспечение лояльности персонала,

на постоянное обучение, теоретическое и, главное, практическое.

Анализ рисков - важнейший этап выработки политики безопасности. При оценке

рисков, которым подвержены Intranet-системы, нужно учитывать следующие

обстоятельства:

новые угрозы по отношению к старым сервисам, вытекающие из возможности

пассивного или активного прослушивания сети. Пассивное прослушивание означает

чтение сетевого трафика, а активное - его изменение (кражу, дублирование или

модификацию передаваемых данных). Например, аутентификация удаленного клиента

с помощью пароля многократного использования не может считаться надежной в

сетевой среде, независимо от длины пароля; новые (сетевые) сервисы и

ассоциированные с ними угрозы.

Как правило, в Intranet-системах следует придерживаться принципа "все, что не

разрешено, запрещено", поскольку "лишний" сетевой сервис может предоставить

канал проникновения в корпоративную систему. В принципе, ту же мысль выражает

положение "все непонятное опасно".

Процедурные меры

В общем и целом Intranet-технология не предъявляет каких-либо специфических

требований к мерам процедурного уровня. На наш взгляд, отдельного

рассмотрения заслуживают лишь два обстоятельства:

описание должностей, связанных с определением, наполнением и поддержанием

корпоративной гипертекстовой структуры официальных документов; поддержка

жизненного цикла информации, наполняющей Intranet.

При описании должностей целесообразно исходить из аналогии между Intranet и

издательством. В издательстве существует директор, определяющий общую

направленность деятельности. В Intranet ему соответствует Web-администратор,

решающий, какая корпоративная информация должна присутствовать на Web-сервере

и как следует структурировать дерево (точнее, граф) HTML-документов.

В многопрофильных издательствах существуют редакции, занимающиеся конкретными

направлениями (математические книги, книги для детей и т.п.). Аналогично, в

Intranet целесообразно выделить должность публикатора, ведающего появлением

документов отдельных подразделений и определяющего перечень и характер

публикаций.

У каждой книги есть титульный редактор, отвечающий перед издательством за

свою работу. В Intranet редакторы занимаются вставкой документов в

корпоративное дерево, их коррекцией и удалением. В больших организациях

"слой" публикатор/редактор может состоять из нескольких уровней.

Наконец, и в издательстве, и в Intranet должны быть авторы, создающие

документы. Подчеркнем, что они не должны иметь прав на модификацию

корпоративного дерева и отдельных документов. Их дело - передать свой труд

редактору.

Кроме официальных, корпоративных, в Intranet могут присутствовать групповые и

личные документы, порядок работы с которыми (роли, права доступа)

определяется, соответственно, групповыми и личными интересами.

Переходя к вопросам поддержки жизненного цикла Intranet-информации, напомним

о необходимости использования средств конфигурационного управления. Важное

достоинство Intranet-технологии состоит в том, что основные операции

конфигурационного управления - внесение изменений (создание новой версии) и

извлечение старой версии документа - естественным образом вписываются в рамки

Web-интерфейса. Те, для кого это необходимо, могут работать с деревом всех

версий всех документов, подмножеством которого является дерево самых свежих

версий.

Управление доступом путем фильтрации информации

Мы переходим к рассмотрению мер программно-технического уровня, направленных

на обеспечение информационной безопасности систем, построенных в технологии

Intranet. На первое место среди таких мер мы поставим межсетевые экраны -

средство разграничения доступа, служащее для защиты от внешних угроз и от

угроз со стороны пользователей других сегментов корпоративных сетей.

Отметим, что бороться с угрозами, присущими сетевой среде, средствами

универсальных операционных систем не представляется возможным. Универсальная

ОС - это огромная программа, наверняка содержащая, помимо явных ошибок,

некоторые особенности, которые могут быть использованы для получения

нелегальных привилегий. Современная технология программирования не позволяет

сделать столь большие программы безопасными. Кроме того, администратор,

имеющий дело со сложной системой, далеко не всегда в состоянии учесть все

последствия производимых изменений (как и врач, не ведающий всех побочных

воздействий рекомендуемых лекарств). Наконец, в универсальной

многопользовательской системе бреши в безопасности постоянно создаются самими

пользователями (слабые и/или редко изменяемые пароли, неудачно установленные

права доступа, оставленный без присмотра терминал и т.п.).

Как указывалось выше, единственный перспективный путь связан с разработкой

специализированных защитных средств, которые в силу своей простоты допускают

формальную или неформальную верификацию. Межсетевой экран как раз и является

таким средством, допускающим дальнейшую декомпозицию, связанную с

обслуживанием различных сетевых протоколов.

Межсетевой экран - это полупроницаемая мембрана, которая располагается между

защищаемой (внутренней) сетью и внешней средой (внешними сетями или другими

сегментами корпоративной сети) и контролирует все информационные потоки во

внутреннюю сеть и из нее (Рис. 2). Контроль информационных потоков состоит в

их фильтрации, то есть в выборочном пропускании через экран, возможно, с

выполнением некоторых преобразований и извещением отправителя о том, что его

данным в пропуске отказано. Фильтрация осуществляется на основе набора

правил, предварительно загруженных в экран и являющихся выражением сетевых

аспектов политики безопасности организации.

Целесообразно разделить случаи, когда экран устанавливается на границе с

внешней (обычно общедоступной) сетью или на границе между сегментами одной

корпоративной сети. Соответственно, мы будет говорить о внешнем и внутреннем

межсетевых экранах.

Как правило, при общении с внешними сетями используется исключительно

семейство протоколов TCP/IP. Поэтому внешний межсетевой экран должен

учитывать специфику этих протоколов. Для внутренних экранов ситуация сложнее,

здесь следует принимать во внимание помимо TCP/IP по крайней мере протоколы

SPX/IPX, применяемые в сетях Novell NetWare. Иными словами, от внутренних

экранов нередко требуется многопротокольность.

Ситуации, когда корпоративная сеть содержит лишь один внешний канал,

является, скорее, исключением, чем правилом. Напротив, типична ситуация, при

которой корпоративная сеть состоит из нескольких территориально разнесенных

сегментов, каждый из которых подключен к сети общего пользования (Рис. 3). В

этом случае каждое подключение должно защищаться своим экраном. Точнее

говоря, можно считать, что корпоративный внешний межсетевой экран является

составным, и требуется решать задачу согласованного администрирования

(управления и аудита) всех компонентов. Экранирование корпоративной сети,

состоящей из нескольких территориально разнесенных сегментов, каждый из

которых подключен к сети общего пользования.

При рассмотрении любого вопроса, касающегося сетевых технологий, основой

служит семиуровневая эталонная модель ISO/OSI. Межсетевые экраны также

целесообразно классифицировать по тому, на каком уровне производится

фильтрация - канальном, сетевом, транспортном или прикладном. Соответственно,

можно говорить об экранирующих концентраторах (уровень 2), маршрутизаторах

(уровень 3), о транспортном экранировании (уровень 4) и о прикладных экранах

(уровень 7). Существуют также комплексные экраны, анализирующие информацию на

нескольких уровнях.

В данной работе мы не будем рассматривать экранирующие концентраторы,

поскольку концептуально они мало отличаются от экранирующих маршрутизаторов.

При принятии решения "пропустить/не пропустить", межсетевые экраны могут

использовать не только информацию, содержащуюся в фильтруемых потоках, но и

данные, полученные из окружения, например текущее время.

Таким образом, возможности межсетевого экрана непосредственно определяются

тем, какая информация может использоваться в правилах фильтрации и какова

может быть мощность наборов правил. Вообще говоря, чем выше уровень в модели

ISO/OSI, на котором функционирует экран, тем более содержательная информация

ему доступна и, следовательно, тем тоньше и надежнее экран может быть

сконфигурирован. В то же время фильтрация на каждом из перечисленных выше

уровней обладает своими достоинствами, такими как дешевизна, высокая

эффективность или прозрачность для пользователей. В силу этой, а также

некоторых других причин, в большинстве случаев используются смешанные

конфигурации, в которых объединены разнотипные экраны. Наиболее типичным

является сочетание экранирующих маршрутизаторов и прикладного экрана (Рис.

4).

Приведенная конфигурация называется экранирующей подсетью. Как правило,

сервисы, которые организация предоставляет для внешнего применения (например

"представительский" Web-сервер), целесообразно выносить как раз в

экранирующую подсеть.

Помимо выразительных возможностей и допустимого количества правил качество

межсетевого экрана определяется еще двумя очень важными характеристиками -

простотой применения и собственной защищенностью. В плане простоты

использования первостепенное значение имеют наглядный интерфейс при задании

правил фильтрации и возможность централизованного администрирования составных

конфигураций. В свою очередь, в последнем аспекте хотелось бы выделить

средства централизованной загрузки правил фильтрации и проверки набора правил

на непротиворечивость. Важен и централизованный сбор и анализ регистрационной

информации, а также получение сигналов о попытках выполнения действий,

запрещенных политикой безопасности.

Собственная защищенность межсетевого экрана обеспечивается теми же

средствами, что и защищенность универсальных систем. При выполнении

централизованного администрирования следует еще позаботиться о защите

информации от пассивного и активного прослушивания сети, то есть обеспечить

ее (информации) целостность и конфиденциальность.

Хотелось бы подчеркнуть, что природа экранирования (фильтрации), как

механизма безопасности, очень глубока. Помимо блокирования потоков данных,

нарушающих политику безопасности, межсетевой экран может скрывать информацию

о защищаемой сети, тем самым затрудняя действия потенциальных

злоумышленников. Так, прикладной экран может осуществлять действия от имени

субъектов внутренней сети, в результате чего из внешней сети кажется, что

имеет место взаимодействие исключительно с межсетевым экраном (Рис. 5). При

таком подходе топология внутренней сети скрыта от внешних пользователей,

поэтому задача злоумышленника существенно усложняется.

Более общим методом сокрытия информации о топологии защищаемой сети является

трансляция "внутренних" сетевых адресов, которая попутно решает проблему

расширения адресного пространства, выделенного организации.

Ограничивающий интерфейс также можно рассматривать как разновидность

экранирования. На невидимый объект трудно нападать, особенно с помощью

фиксированного набора средств. В этом смысле Web-интерфейс обладает

естественной защитой, особенно в том случае, когда гипертекстовые документы

формируются динамически. Каждый видит лишь то, что ему положено.

Экранирующая роль Web-сервиса наглядно проявляется и тогда, когда этот сервис

осуществляет посреднические (точнее, интегрирующие) функции при доступе к

другим ресурсам, в частности таблицам базы данных. Здесь не только

контролируются потоки запросов, но и скрывается реальная организация баз

данных.

Безопасность программной среды

Идея сетей с так называемыми активными агентами, когда между компьютерами

передаются не только пассивные, но и активные исполняемые данные (то есть

программы), разумеется, не нова. Первоначально цель состояла в том, чтобы

уменьшить сетевой трафик, выполняя основную часть обработки там, где

располагаются данные (приближение программ к данным). На практике это

означало перемещение программ на серверы. Классический пример реализации

подобного подхода - это хранимые процедуры в реляционных СУБД.

Для Web-серверов аналогом хранимых процедур являются программы, обслуживающие

общий шлюзовый интерфейс (Common Gateway Interface - CGI). CGI-процедуры

располагаются на серверах и обычно используются для динамического порождения

HTML-документов. Политика безопасности организации и процедурные меры должны

определять, кто имеет право помещать на сервер CGI-процедуры. Жесткий

контроль здесь необходим, поскольку выполнение сервером некорректной

программы может привести к сколь угодно тяжелым последствиям. Разумная мера

технического характера состоит в минимизации привилегий пользователя, от

имени которого выполняется Web-сервер.

В технологии Intranet, если заботиться о качестве и выразительной силе

пользовательского интерфейса, возникает нужда в перемещении программ с Web-

серверов на клиентские компьютеры - для создания анимации, выполнения

семантического контроля при вводе данных и т.д. Вообще, активные агенты -

неотъемлемая часть технологии Intranet.

В каком бы направлении ни перемещались программы по сети, эти действия

представляют повышенную опасность, т.к. программа, полученная из ненадежного

источника, может содержать непреднамеренно внесенные ошибки или

целенаправленно созданный зловредный код. Такая программа потенциально

угрожает всем основным аспектам информационной безопасности:

доступности (программа может поглотить все наличные ресурсы); целостности

(программа может удалить или повредить данные); конфиденциальности (программа

может прочитать данные и передать их по сети).

Проблему ненадежных программ осознавали давно, но, пожалуй, только в рамках

системы программирования Java впервые предложена целостная концепция ее

решения.

Java предлагает три оборонительных рубежа:

надежность языка; контроль при получении программ; контроль при выполнении

программ.

Впрочем, существует еще одно, очень важное средство обеспечения

информационной безопасности - беспрецедентная открытость Java-системы.

Исходные тексты Java-компилятора и интерпретатора доступны для проверки,

поэтому велика вероятность, что ошибки и недочеты первыми будут обнаруживать

честные специалисты, а не злоумышленники.

В концептуальном плане наибольшие трудности представляет контролируемое

выполнение программ, загруженных по сети. Прежде всего, необходимо

определить, какие действия считаются для таких программ допустимыми. Если

исходить из того, что Java - это язык для написания клиентских частей

приложений, одним из основных требований к которым является мобильность,

загруженная программа может обслуживать только пользовательский интерфейс и

осуществлять сетевое взаимодействие с сервером. Программа не может работать с

файлами хотя бы потому, что на Java-терминале их, возможно, не будет. Более

содержательные действия должны производиться на серверной стороне или

осуществляться программами, локальными для клиентской системы.

Интересный подход предлагают специалисты компании Sun Microsystems для

обеспечения безопасного выполнения командных файлов. Речь идет о среде Safe-

Tcl (Tool Comman Language, инструментальный командный язык). Sun предложила

так называемую ячеечную модель интерпретации командных файлов. Существует

главный интерпретатор, которому доступны все возможности языка. Если в

процессе работы приложения необходимо выполнить сомнительный командный файл,

порождается подчиненный командный интерпретатор, обладающий ограниченной

функциональностью (например, из него могут быть удалены средства работы с

файлами и сетевые возможности). В результате потенциально опасные программы

оказываются заключенными в ячейки, защищающие пользовательские системы от

враждебных действий. Для выполнения действий, которые считаются

привилегированными, подчиненный интерпретатор может обращаться с запросами к

главному. Здесь, очевидно, просматривается аналогия с разделением адресных

пространств операционной системы и пользовательских процессов и

использованием последними системных вызовов. Подобная модель уже около 30 лет

является стандартной для многопользовательских ОС.

Защита web-серверов

Наряду с обеспечением безопасности программной среды (см. предыдущий раздел),

важнейшим будет вопрос о разграничении доступа к объектам Web-сервиса. Для

решения этого вопроса необходимо уяснить, что является объектом, как

идентифицируются субъекты и какая модель управления доступом - принудительная

или произвольная - применяется.

В Web-серверах объектами доступа выступают универсальные локаторы ресурсов

(URL - Uniform (Universal) Resource Locator). За этими локаторами могут

стоять различные сущности - HTML-файлы, CGI-процедуры и т.п.

Как правило, субъекты доступа идентифицируются по IP-адресам и/или именам

компьютеров и областей управления. Кроме того, может использоваться парольная

аутентификация пользователей или более сложные схемы, основанные на

криптографических технологиях (см. следующий раздел).

В большинстве Web-серверов права разграничиваются с точностью до каталогов

(директорий) с применением произвольного управления доступом. Могут

предоставляться права на чтение HTML-файлов, выполнение CGI-процедур и т.д.

Для раннего выявления попыток нелегального проникновения в Web-сервер важен

регулярный анализ регистрационной информации.

Разумеется, защита системы, на которой функционирует Web-сервер, должна

следовать универсальным рекомендациям, главной из которых является

максимальное упрощение. Все ненужные сервисы, файлы, устройства должны быть

удалены. Число пользователей, имеющих прямой доступ к серверу, должно быть

сведено к минимуму, а их привилегии - упорядочены в соответствии со

служебными обязанностями.

Еще один общий принцип состоит в том, чтобы минимизировать объем информации о

сервере, которую могут получить пользователи. Многие серверы в случае

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5