Амелин Р.В.

Информационная безопасность

электронный учебник

Оглавление Установочный модуль

Модуль 1

Глава 1.
Введение в информационную безопасность
Глава 2.
Принципы построения защищенной АИС
Глава 3.
Модели безопасности
Тест к модулю 1

Модуль 2

Глава 4.
Введение в криптографию. Симметричное шифрование
Тест к модулю 2

Модуль 3

Глава 5.
Шифрование с открытым ключом. ЭЦП
Глава 6.
Криптографические протоколы
Тест к модулю 3

Модуль 4

Глава 7.
Парольная защита
Глава 8.
Компьютерные вирусы и борьба с ними
Глава 9.
Средства защиты сети
Тест к модулю 4
Практические задания
Глоссарий Список литературы
Актуальные проблемы уголовно-правовой борьбы с посягательствами на компьютерную информацию по УК РФ

Глава 1. Введение в информационную безопасность

1.1. Основные понятия

Под информационной безопасностью понимают состояние защищенности информации и информационной среды от случайных или преднамеренных воздействий естественного или искусственного характера, которые могут нанести неприемлемый ущерб субъектам информационных отношений, (в том числе владельцам и пользователям информации).

Защита информации – комплекс мероприятий, направленных на обеспечение информационной безопасности.

Существует также одноименная учебная (научная) дисциплина — сравнительно молодая, но динамично развивающаяся отрасль информационных технологий, занимающаяся изучением (разработкой) средств, методов и моделей защиты информации.

Самая распространенная модель информационной безопасности базируется на обеспечении трех свойств информации: конфиденциальность, целостность и доступность.

Конфиденциальность информации означает, что с ней может ознакомиться только строго ограниченный круг лиц, определенный ее владельцем. Если доступ к инфор­мации получает неуполномоченное лицо, происходит ут­рата конфиденциальности.

Для некоторых типов инфор­мации конфиденциальность является одним из наиболее важных атрибутов (например, данные стратегических ис­следований, медицинские и страховые записи, специфи­кации новых изделий и т. п.). В определенных случаях важно сохранить конфиденциальность сведений о конкретных лицах (например, сведения о клиентах банка, о кредиторах, налоговые данные; сведения медицинских учреждений о состоянии здоровья пациентов и т. д.).

Целостность информации определяется ее способностью сохраняться в неискаженном виде. Неправомочные, и не предусмотренные владельцем изменения информации (в результате ошибки оператора или преднамеренного действия неуполномоченного лица) приводят к потере целостности. Целостность особенно важна для данных, связанных с функционированием объектов критических инфраструктур (например, управления воздушным движением, энергоснабжения и т. д.), финансовых данных.

Достаточно показателен пример, когда злоумышленник вторгся в компьютерную систему исследовательской лаборатории ядерной физики в Швейцарии и изменил один знак в значении числа «пи», в результате чего из-за ошибок в расчетах был сорван важный эксперимент, а организация понесла миллионные убытки [7].

Доступность информации определяется способностью системы предоставлять своевременный беспрепятственный доступ к информации субъектам, обладающим соответствующими полномочиями. Уничтожение или блокирование информации (в результате ошибки или преднамеренного действия) приводит к потере доступности.

Доступность — важный атрибут для функционирования информационных систем, ориентированных на обслуживание клиентов (системы продажи железнодорожных билетов, распространения обновлений программного обеспечения). Ситуацию, когда уполномоченный пользователь не может получить доступ к определенным услугам (чаще всего сетевым), называют отказом в обслуживании.

Кроме перечисленых трех свойств дополнительно выделяют еще два свойства, важных для информационной безопасности: аутентичность и апеллируемость.

Аутентичность — возможность достоверно установить автора сообщения.

Апеллируемость — возможность доказать, что автором является именно данный человек и никто другой.

Как учебная и научная дисциплина информационная безопасность исследует природу перечисленных свойств информации, изучает угрозы этим свойствам, а также методы и средства противодействия таким угрозам (защита информации).

Как прикладная дисциплина информационная безопасность занимается обеспечением этих ключевых свойств, в частности, путем разработки защищенных информационных систем.

1.2. Угрозы информационной безопасности

Угроза – потенциально возможное событие, действие, процесс или явление, которое может привести к нанесению ущерба чьим-либо интересам.

Соответственно угрозой информационной безопасности называется потенциально возможное событие, процесс или явление, которое посредством воздействия на информацию или компоненты АИС может прямо или косвенно привести к нанесению ущерба интересам субъектов информационных отношений.

Атака — попытка реализации угрозы.

Нарушение — реализация угрозы.

Определение, анализ и классификация возможных угроз безопасности АИС является одним из важнейших аспектов проблемы обеспечения ее безопасности. Перечень угроз, оценки вероятностей их реализации, а также модель нарушителя служат основой для проведения анализа риска и формулирования требований к системе защиты.

Классификацию угроз ИБ можно выполнить по нескольким критериям:

  1. По аспекту ИБ: угрозы конфиденциальности, угрозы целостности, угрозы доступности. Дополнительно можно выделить угрозы аутентичности и апеллируемости.
  2. По компонентам АИС, на которые нацелена угроза: данные, программное обеспечение, аппаратное обеспечение, поддерживающая инфраструктура).
  3. По расположению источника угроз: внутри или вне рассматриваемой АИС. Угрозы со стороны инсайдеров являются наиболее опасными.
  4. По природе возникновения: естественные (объективные) и искусственные (субъективные). Естественные угрозы — это угрозы, вызванные воздействиями на АИС и ее элементы объективных физических процессов или стихийных природных явлений, независящих от человека. Искусственные угрозы — угрозы, вызванные деятельностью человека. Среди них, исходя из мотивации действий, можно выделить непреднамеренные (неумышленные, случайные) угрозы, вызванные ошибками в проектировании АИС и ее элементов, ошибками в программном обеспечении, ошибками в действиях персонала и т.п., и преднамеренные (умышленные) угрозы, связанные с целенаправленными устремлениями злоумышленников.

Рассмотрим перечень конкретных угроз, приведенный в [3].

Основные непреднамеренные искусственные угрозы АС (действия, совершаемые людьми случайно, по незнанию, невнимательности или халатности, из любопытства, но без злого умысла):

  • неумышленные действия, приводящие к частичному или полному отказу системы или разрушению аппаратных, программных, информационных ресурсов системы (неумышленная порча оборудования, удаление, искажение файлов с важной информацией или программ, в том числе системных и т.п.);
  • неправомерное отключение оборудования или изменение режимов работы устройств и программ;
  • неумышленная порча носителей информации;
  • запуск программ, способных при некомпетентном использовании вызывать потерю работоспособности системы (зависания или зацикливания) или осуществляющих необратимые изменения в системе (форматирование носителей информации, удаление данных и т.п.);
  • нелегальное внедрение и использование неучтенных программ (игровых, обучающих, технологических и др., не являющихся необходимыми для выполнения нарушителем своих служебных обязанностей) с последующим необоснованным расходованием ресурсов (загрузка процессора, захват оперативной памяти и памяти на внешних носителях);
  • заражение компьютера вирусами;
  • неосторожные действия, приводящие к разглашению конфиденциальной информации, или делающие ее общедоступной;
  • разглашение, передача или утрата атрибутов разграничения доступа (паролей, ключей шифрования, идентификационных карточек, пропусков и т.п.);
  • проектирование архитектуры системы, технологии обработки данных, разработка прикладных программ, с возможностями, представляющими опасность для работоспособности системы и безопасности информации;
  • игнорирование организационных ограничений (установленных правил) при работе в системе;
  • вход в систему в обход средств защиты (загрузка посторонней операционной системы с внешних носителей и т.п.);
  • некомпетентное использование, настройка или неправомерное отключение средств защиты персоналом службы безопасности;
  • пересылка данных по ошибочному адресу абонента (устройства);
  • ввод ошибочных данных;
  • неумышленное повреждение каналов связи.

Основные возможные пути умышленной дезорганизации работы, вывода системы из строя, проникновения в систему и несанкционированного доступа к информации:

  • физическое разрушение системы (путем взрыва, поджога и т.п.) или вывод из строя всех или отдельных наиболее важных компонентов компьютерной системы (устройств, носителей важной системной информации, лиц из числа персонала и т.п.);
  • отключение или вывод из строя подсистем обеспечения функционирования вычислительных систем (электропитания, охлаждения и вентиляции, линий связи и т.п.);
  • действия по дезорганизации функционирования системы (изменение режимов работы устройств или программ, забастовка, саботаж персонала, постановка мощных активных радиопомех на частотах работы устройств системы и т.п.);
  • внедрение агентов в число персонала системы (в том числе, возможно, и в административную группу, отвечающую за безопасность);
  • вербовка (путем подкупа, шантажа и т.п.) персонала или отдельных пользователей, имеющих определенные полномочия;
  • применение подслушивающих устройств, дистанционная фото- и видеосъемка и т.п.;
  • перехват побочных электромагнитных, акустических и других излучений устройств и линий связи, а также наводок активных излучений на вспомогательные технические средства, непосредственно не участвующие в обработке информации (телефонные линии, сети питания, отопления и т.п.);
  • перехват данных, передаваемых по каналам связи, и их анализ с целью выяснения протоколов обмена, правил вхождения в связь и авторизации пользователя и последующих попыток их имитации для проникновения в систему;
  • хищение носителей информации;
  • несанкционированное копирование носителей информации;
  • хищение производственных отходов (распечаток, записей, списанных носителей информации и т.п.);
  • чтение остаточной информации из оперативной памяти и с внешних запоминающих устройств;
  • чтение информации из областей оперативной памяти, используемых операционной системой (в том числе подсистемой защиты) или другими пользователями, в асинхронном режиме используя недостатки операционных систем и других приложений;
  • незаконное получение паролей и других реквизитов разграничения доступа (агентурным путем, используя халатность пользователей, путем подбора, путем имитации интерфейса системы и т.д.) с последующей маскировкой под зарегистрированного пользователя («маскарад»);
  • несанкционированное использование терминалов пользователей, имеющих уникальные физические характеристики, такие как номер рабочей станции в сети, физический адрес, адрес в системе связи, аппаратный блок кодирования и т.п.;
  • вскрытие шифров криптозащиты информации;
  • внедрение аппаратных спецвложений, программных «закладок» и вирусов (троянских коней), то есть таких участков программ, которые не нужны для осуществления заявленных функций, но позволяющих преодолевать систему защиты, скрытно и незаконно осуществлять доступ к системным ресурсам с целью регистрации и передачи критической информации или дезорганизации функционирования системы;
  • незаконное подключение к линиям связи с целью работы «между строк», с использованием пауз в действиях законного пользователя от его имени с последующим вводом ложных сообщений или модификацией передаваемых сообщений;
  • незаконное подключение к линиям связи с целью подмены законного пользователя путем его физического отключения после входа в систему и успешной аутентификации с последующим вводом дезинформации и навязыванием ложных сообщений.

Чаще всего для достижения поставленной цели злоумышленник использует не один, а некоторую совокупность из перечисленных выше путей.

1.3. Каналы утечки информации

При ведении переговоров и использовании технических средств для обработки и передачи информации возможны следующие каналы утечки и источники угроз безопасности информации:

  • акустическое излучение информативного речевого сигнала;
  • электрические сигналы, возникающие посредством преобразования информативного сигнала из акустического в электрический за счет микрофонного эффекта и распространяющиеся по проводам и линиям, выходящими за пределы КЗ (контролируемая зона — это пространство (территория, здание, часть здания), в котором исключено неконтролируемое пребывание лиц, не имеющих постоянного или разового допуска, и посторонних транспортных средств);
  • виброакустические сигналы, возникающие посредством преобразования информативного акустического сигнала при воздействии его на строительные конструкции и инженерно-технические коммуникации защищаемых помещений;
  • несанкционированный доступ и несанкционированные действия по отношению к информации в автоматизированных системах, в том числе с использованием информационных сетей общего пользования;
  • воздействие на технические или программные средства информационных систем в целях нарушения конфиденциальности, целостности и доступности информации, работоспособности технических средств, средств защиты информации посредством специально внедренных программных средств;
  • побочные электромагнитные излучения информативного сигнала от технических средств, обрабатывающих конфиденциальную информацию, и линий передачи этой информации;
  • наводки информативного сигнала, обрабатываемого техническими средствами, на цепи электропитания и линии связи, выходящие за пределы КЗ;
  • радиоизлучения, модулированные информативным сигналом, возникающие при работе различных генераторов, входящих в состав технических средств, или при наличии паразитной генерации в узлах (элементах) технических средств;
  • радиоизлучения или электрические сигналы от внедренных в технические средства и защищаемые помещения специальных электронных устройств перехвата речевой информации "закладок", модулированные информативным сигналом;
  • радиоизлучения или электрические сигналы от электронных устройств перехвата информации, подключенных к каналам связи или техническим средствам обработки информации;
  • прослушивание ведущихся телефонных и радиопереговоров;
  • просмотр информации с экранов дисплеев и других средств ее отображения, бумажных и иных носителей информации, в том числе с помощью оптических средств;
  • хищение технических средств с хранящейся в них информацией или отдельных носителей информации.

Перехват информации или воздействие на нее с использованием технических средств могут вестись:

  • из-за границы КЗ из близлежащих строений и транспортных средств;
  • из смежных помещений, принадлежащих другим учреждениям (предприятиям) и расположенным в том же здании, что и объект защиты;
  • при посещении учреждения (предприятия) посторонними лицами;
  • за счет несанкционированного доступа (несанкционированных действий) к информации, циркулирующей в АС, как с помощью технических средств АС, так и через информационные сети общего пользования.

1.4. Неформальная модель нарушителя

Нарушитель — лицо, предпринявшее попытку выполнения запрещенных операций (действий) по ошибке, незнанию или осознанно со злым умыслом (из корыстных интересов) или без такового (ради игры или удовольствия, с целью самоутверждения и т.п.) и использующее для этого различные возможности, методы и средства.

Злоумышленником будем называть нарушителя, намеренно идущего на нарушение из корыстных побуждений.

Для того, чтобы определить вероятные источники угроз информационной безопасности АИС и показатели риска для этих угроз строится неформальная модель нарушителя. Такая модель отражает потенциальные возможности и знания нарушителя, время и место действия, необходимые усилия и средства для осуществления атаки и т.п. и в идеале должны быть адекватна реальному нарушителю для данной АИС.

Модель нарушителя включает следующие (обоснованные) предположения:

  1. О категориях лиц, к которым может принадлежать нарушитель: пользователи системы, обслуживающий персонал, разработчики АИС, сотрудники службы безопасности, руководители — внутренние нарушители; клиенты, посетители, конкуренты, случайные лица — внешние нарушители.
  2. О мотивах нарушителя. Основными мотивами считаются три: безответственность, самоутверждение или корыстный интерес. В первом случае нарушения вызываются некомпетентностью или небрежностью без наличия злого умысла. Во втором случае нарушитель, преодолевая защиту АИС и получая доступ к системным данным, самоутверждается в собственных глазах или в глазах коллег (такой нарушитель рассматривает свои действия как игру «пользователь — против системы»). Наибольшей опасностью обладает третий тип нарушителя, который целенаправленно преодолевает систему защиты, движимый корыстным интересом.
  3. Об уровне знаний нарушителя: на уровне пользователя АИС, на уровне администратора АИС, на уровне программиста, на уровне специалиста в области информационной безопасности.
  4. О возможностях нарушителя (используемых методах и средствах): применяющий только агентурные методы, применяющий только штатные средства доступа к данным (возможно, в несанкционированном режиме), применяющий пассивные средства (возможность перехвата данных), применяющий активные средства (возможность перехвата и модификации данных).
  5. О времени действия: во время штатного функционирования АИС, во время простоя АИС, в любое время.
  6. О месте действия: без доступа на контролируемую территорию организации, с доступом на контролируемую территорию (но без доступа к техническим средствам), с рабочих мест пользователей, с доступом к базам данных АИС, с доступом к подсистеме защиты АИС.

Неформальная модель нарушителя строится на основе исследования АИС (аппаратных и программных средств) с учетом специфики предметной области и используемой в организации технологии обработки данных. Поскольку определение конкретных значений характеристик возможных нарушителей — в значительной степени субъективный процесс, обычно модель включает несколько обликов возможного нарушителя, по каждому из которых определяются значения всех приведенные выше характеристик. Наличие неформальной модели нарушителя позволяет выявить причины возможных нарушений информационной безопасности и либо устранить эти причины, либо усовершенствовать систему защиты от данного вида нарушений.

1.5. Информационная безопасность на уровне государства

Целеполагающим нормативно-правовым актом РФ в области информационной безопасности является доктрина информационной безопасности, утвержденная указом Президента от 9 сентября 2000 года.

Доктрина информационной безопасности представляет собой совокупность официальных взглядов на цели, задачи, принципы и основные направления обеспечения информационной безопасности Российской Федерации. Она развивает Концепцию национальной безопасности РФ применительно к информационной сфере и служит основой для:

  • формирования государственной политики в области обеспечения информационной безопасности Российской Федерации;
  • подготовки предложений по совершенствованию правового, методического, научно-технического и организационного обеспечения информационной безопасности Российской Федерации;
  • разработки целевых программ обеспечения информационной безопасности Российской Федерации.

Под информационной безопасностью Российской Федерации доктрина понимает состояние защищенности ее национальных интересов в информационной сфере, определяющихся совокупностью сбалансированных интересов личности, общества и государства.

Доктрина информационной безопасности РФ включает следующие разделы:

  1. Национальные интересы РФ в информационной сфере и их обеспечение. При этом выделяются четыре основных составляющие:
    1. Cоблюдение конституционных прав и свобод человека и гражданина в области получения информации и пользования ею, обеспечение духовного обновления России, сохранение и укрепление нравственных ценностей общества, традиций патриотизма и гуманизма, культурного и научного потенциала страны.
    2. Информационное обеспечение государственной политики Российской Федерации, связанное с доведением до российской и международной общественности достоверной информации о государственной политике Российской Федерации, ее официальной позиции по социально значимым событиям российской и международной жизни, с обеспечением доступа граждан к открытым государственным информационным ресурсам.
    3. Развитие современных информационных технологий, отечественной индустрии информации, в том числе индустрии средств информатизации, телекоммуникации и связи, обеспечение потребностей внутреннего рынка ее продукцией и выход этой продукции на мировой рынок, а также обеспечение накопления, сохранности и эффективного использования отечественных информационных ресурсов.
    4. Защиту информационных ресурсов от несанкционированного доступа, обеспечение безопасности информационных и телекоммуникационных систем, как уже развернутых, так и создаваемых на территории России.
  2. Виды угроз информационной безопасности РФ.
  3. Источники угроз информационной безопасности РФ.
  4. Состояние информационной безопасности Российской Федерации и основные задачи по ее обеспечению.
  5. Общие методы обеспечения информационной безопасности Российской Федерации. Подразделяются на три группы:
    • К правовым методам относится разработка нормативных правовых актов, регламентирующих отношения в информационной сфере, и нормативных методических документов по вопросам обеспечения информационной безопасности Российской Федерации.
    • Организационно-технические методы.
    • Экономические методы, включающие в себя разработку программ обеспечения информационной безопасности Российской Федерации и определение порядка их финансирования; совершенствование системы финансирования работ, связанных с реализацией правовых и организационно-технических методов защиты информации, создание системы страхования информационных рисков физических и юридических лиц.
  6. Особенности обеспечения информационной безопасности Российской Федерации в различных сферах общественной жизни. В частности, ключевая роль отводится информационной безопасности в сфере экономики. Воздействию угроз ИБ в сфере экономики наиболее подвержены:
    • система государственной статистики;
    • кредитно-финансовая система;
    • информационные и учетные автоматизированные системы подразделений федеральных органов исполнительной власти, обеспечивающих деятельность общества и государства в сфере экономики;
    • системы бухгалтерского учета предприятий, учреждений и организаций независимо от формы собственности;
    • системы сбора, обработки, хранения и передачи финансовой, биржевой, налоговой, таможенной информации и информации о внешнеэкономической деятельности государства, а также предприятий, учреждений и организаций независимо от формы собственности.
    Основными мерами по обеспечению информационной безопасности Российской Федерации в сфере экономики являются:
    1. организация и осуществление государственного контроля за созданием, развитием и защитой систем и средств сбора, обработки, хранения и передачи статистической, финансовой, биржевой, налоговой, таможенной информации;
    2. коренная перестройка системы государственной статистической отчетности в целях обеспечения достоверности, полноты и защищенности информации, осуществляемая путем введения строгой юридической ответственности должностных лиц за подготовку первичной информации, организацию контроля за деятельностью этих лиц и служб обработки и анализа статистической информации, а также путем ограничения коммерциализации такой информации;
    3. разработка национальных сертифицированных средств защиты информации и внедрение их в системы и средства сбора, обработки, хранения и передачи статистической, финансовой, биржевой, налоговой, таможенной информации;
    4. разработка и внедрение национальных защищенных систем электронных платежей на базе интеллектуальных карт, систем электронных денег и электронной торговли, стандартизация этих систем, а также разработка нормативной правовой базы, регламентирующей их использование;
    5. совершенствование нормативной правовой базы, регулирующей информационные отношения в сфере экономики;
    6. совершенствование методов отбора и подготовки персонала для работы в системах сбора, обработки, хранения и передачи экономической информации.
  7. Международное сотрудничество РФ в области обеспечения информационной безопасности.
  8. Основные положения государственной политики обеспечения информационной безопасности РФ.
  9. Первоочередные мероприятия по реализации государственной политики обеспечения информационной безопасности РФ.
  10. Основные функции системы обеспечения информационной безопасности РФ,
  11. Основные элементы организационной основы системы обеспечения информационной безопасности Российской Федерации.

назад | оглавление | вперед