Физическая защита

Безопасность информационной системы зависит от окружения, в котором она функционирует. Необходимо принять меры для защиты зданий и прилегающей территории, поддерживающей инфраструктуры, вычислительной техники, носителей данных.

Основной принцип физической защиты, соблюдение которого следует постоянно контролировать, формулируется как "непрерывность защиты в пространстве и времени". Ранее мы рассматривали понятие окна опасности. Для физической защиты таких окон быть не должно.

Мы кратко рассмотрим следующие направления физической защиты:

физическое управление доступом; противопожарные меры; защита поддерживающей инфраструктуры; защита от перехвата данных; защита мобильных систем.

Меры физического управления доступом позволяют контролировать и при необходимости ограничивать вход и выход сотрудников и посетителей. Контролироваться может все здание организации, а также отдельные помещения, например, те, где расположены серверы, коммуникационная аппаратура и т.п.

При проектировании и реализации мер физического управления доступом целесообразно применять объектный подход. Во-первых, определяется периметр безопасности, ограничивающий контролируемую территорию. На этом уровне детализации важно продумать внешний интерфейс организации - порядок входа/выхода штатных сотрудников и посетителей, вноса/выноса техники. Все, что не входит во внешний интерфейс, должно быть инкапсулировано, то есть защищено от нелегальных проникновений.

Во-вторых, производится декомпозиция контролируемой территории, выделяются (под)объекты и связи (проходы) между ними. При такой, более глубокой детализации следует выделить среди подобъектов наиболее критичные с точки зрения безопасности и обеспечить им повышенное внимание. Декомпозиция должна быть семантически оправданной, обеспечивающей разграничение разнородных сущностей, таких как оборудование разных владельцев или персонал, работающий с данными разной степени критичности. Важно сделать так, чтобы посетители, по возможности, не имели непосредственного доступа к компьютерам или, в крайнем случае, позаботиться о том, чтобы от окон и дверей не просматривались экраны мониторов и принтеры.
Необходимо, чтобы посетителей по внешнему виду можно было отличить от сотрудников. Если отличие состоит в том, что посетителям выдаются идентификационные карточки, а сотрудники ходят "без опознавательных знаков", злоумышленнику достаточно снять карточку, чтобы его считали "своим". Очевидно, соответствующие карточки нужно выдавать всем.

Средства физического управления доступом известны давно. Это охрана, двери с замками, перегородки, телекамеры, датчики движения и многое другое. Для выбора оптимального (по критерию стоимость/эффективность) средства целесообразно провести анализ рисков (к этому мы еще вернемся). Кроме того, есть смысл периодически отслеживать появление технических новинок в данной области, стараясь максимально автоматизировать физическую защиту.

Более подробно данная тема рассмотрена в статье В. Барсукова "Физическая защита информационных систем" (Jet Info, 1997, 1).

Профессия пожарного - одна из древнейших, но пожары по-прежнему случаются и наносят большой ущерб. Мы не собираемся цитировать параграфы противопожарных инструкций или изобретать новые методы борьбы с огнем - на это есть профессионалы. Отметим лишь необходимость установки противопожарной сигнализации и автоматических средств пожаротушения. Обратим также внимание на то, что защитные меры могут создавать новые слабые места. Если на работу взят новый охранник, это, вероятно, улучшает физическое управление доступом. Если же он по ночам курит и пьет, то ввиду повышенной пожароопасности подобная мера защиты может только навредить.

К поддерживающей инфраструктуре можно отнести системы электро-, водо- и теплоснабжения, кондиционеры и средства коммуникаций. В принципе, к ним применимы те же требования целостности и доступности, что и к информационным системам. Для обеспечения целостности нужно защищать оборудование от краж и повреждений. Для поддержания доступности следует выбирать оборудование с максимальным временем наработки на отказ, дублировать ответственные узлы и всегда иметь под рукой запчасти.



Отдельную проблему составляют аварии водопровода. Они происходят нечасто, но могут нанести огромный ущерб. При размещении компьютеров необходимо принять во внимание расположение водопроводных и канализационных труб и постараться держаться от них подальше. Сотрудники должны знать, куда следует обращаться при обнаружении протечек.

Перехват данных (о чем мы уже писали) может осуществляться самыми разными способами. Злоумышленник может подсматривать за экраном монитора, читать пакеты, передаваемые по сети, производить анализ побочных электромагнитных излучений и наводок (ПЭМИН) и т.д. Остается уповать на повсеместное использование криптографии (что, впрочем, сопряжено у нас в стране со множеством технических и законодательных проблем), стараться максимально расширить контролируемую территорию, разместившись в тихом особнячке, поодаль от других домов, пытаться держать под контролем линии связи (например, заключать их в надувную оболочку с обнаружением прокалывания), но самое разумное, вероятно, - постараться осознать, что для коммерческих систем обеспечение конфиденциальности является все-таки не главной задачей.

Желающим подробнее ознакомиться с вопросом мы рекомендуем прочитать статью В. Барсукова "Блокирование технологических каналов утечки информации" (Jet Info, 1998, 5-6).

Мобильные и портативные компьютеры - заманчивый объект кражи. Их часто оставляют без присмотра, в автомобиле или на работе, и похитить такой компьютер совсем несложно. То и дело средства массовой информации сообщают о том, что какой-нибудь офицер английской разведки или американский военный лишился таким образом движимого имущества. Мы настоятельно рекомендуем шифровать данные на жестких дисках таких компьютеров.

Вообще говоря, при выборе средств физической защиты следует производить анализ рисков. Так, принимая решение о закупке источника бесперебойного питания, необходимо учесть качество электропитания в здании, занимаемом организацией (впрочем, почти наверняка оно окажется плохим), характер и длительность сбоев электропитания, стоимость доступных источников и возможные потери от аварий (поломка техники, приостановка работы организации и т.п.) (см.также статью В.Барсукова "Защита компьютерных систем от силовых деструктивных воздействий" в Jet Info, 2000, 2). В то же время, во многих случаях решения очевидны. Меры противопожарной безопасности обязательны для всех организаций. Стоимость реализации многих мер (например, установка обычного замка на дверь серверной комнаты) либо мала, либо хоть и заметна, но все же явно меньше, чем возможный ущерб. В частности, имеет смысл регулярно копировать большие базы данных.

Основные классы мер процедурного уровня

Мы приступаем к рассмотрению мер безопасности, которые ориентированы на людей, а не на технические средства. Именно люди формируют режим информационной безопасности, и они же оказываются главной угрозой, поэтому "человеческий фактор" заслуживает особого внимания.

В российских компаниях накоплен богатый опыт регламентирования и реализации процедурных (организационных) мер, однако дело в том, что они пришли из "докомпьютерного" прошлого, поэтому требуют переоценки.

Следует осознать ту степень зависимости от компьютерной обработки данных, в которую попало современное общество. Без всякого преувеличения можно сказать, что необходима информационная гражданская оборона. Спокойно, без нагнетания страстей, нужно разъяснять обществу не только преимущества, но и опасности, связанные с использованием информационных технологий. Акцент следует делать не на военной или криминальной стороне дела, а на гражданских аспектах, связанных с поддержанием нормального функционирования аппаратного и программного обеспечения, то есть концентрироваться на вопросах доступности и целостности данных.

На процедурном уровне можно выделить следующие классы мер:

управление персоналом;

физическая защита;

поддержание работоспособности;

реагирование на нарушения режима безопасности;

планирование восстановительных работ.

Планирование восстановительных работ

Ни одна организация не застрахована от серьезных аварий, вызванных естественными причинами, действиями злоумышленника, халатностью или некомпетентностью. В то же время, у каждой организации есть функции, которые руководство считает критически важными, они должны выполняться несмотря ни на что. Планирование восстановительных работ позволяет подготовиться к авариям, уменьшить ущерб от них и сохранить способность к функционированию хотя бы в минимальном объеме.

Отметим, что меры информационной безопасности можно разделить на три группы, в зависимости от того, направлены ли они на предупреждение, обнаружение или ликвидацию последствий атак. Большинство мер носит предупредительный характер. Оперативный анализ регистрационной информации и некоторые аспекты реагирования на нарушения (так называемый активный аудит) служат для обнаружения и отражения атак. Планирование восстановительных работ, очевидно, можно отнести к последней из трех перечисленных групп.

Процесс планирования восстановительных работ можно разделить на следующие этапы:

выявление критически важных функций организации, установление приоритетов; идентификация ресурсов, необходимых для выполнения критически важных функций; определение перечня возможных аварий; разработка стратегии восстановительных работ; подготовка к реализации выбранной стратегии; проверка стратегии.

Планируя восстановительные работы, следует отдавать себе отчет в том, что полностью сохранить функционирование организации не всегда возможно. Необходимо выявить критически важные функции, без которых организация теряет свое лицо, и даже среди критичных функций расставить приоритеты, чтобы как можно быстрее и с минимальными затратами возобновить работу после аварии.

Идентифицируя ресурсы, необходимые для выполнения критически важных функций, следует помнить, что многие из них имеют некомпьютерный характер. На данном этапе желательно подключать к работе специалистов разного профиля, способных в совокупности охватить все аспекты проблемы. Критичные ресурсы обычно относятся к одной из следующих категорий:

персонал; информационная инфраструктура; физическая инфраструктура.

Составляя списки ответственных специалистов, следует учитывать, что некоторые из них могут непосредственно пострадать от аварии (например, от пожара), кто-то может находиться в состоянии стресса, часть сотрудников, возможно, будет лишена возможности попасть на работу (например, в случае массовых беспорядков). Желательно иметь некоторый резерв специалистов или заранее определить каналы, по которым можно на время привлечь дополнительный персонал.

Информационная инфраструктура включает в себя следующие элементы:

компьютеры; программы и данные; информационные сервисы внешних организаций; документацию.

Нужно подготовиться к тому, что на "запасном аэродроме", куда организация будет эвакуирована после аварии, аппаратная платформа может отличаться от исходной. Соответственно, следует продумать меры поддержания совместимости по программам и данным.

Среди внешних информационных сервисов для коммерческих организаций, вероятно, важнее всего получить оперативную информацию и связь с государственными службами, курирующими данный сектор экономики.

Документация важна хотя бы потому, что не вся информация, с которой работает организация, представлена в электронном виде. Скорее всего, план восстановительных работ напечатан на бумаге.

К физической инфраструктуре относятся здания, инженерные коммуникации, средства связи, оргтехника и многое другое. Компьютерная техника не может работать в плохих условиях, без стабильного электропитания и т.п.

Анализируя критичные ресурсы, целесообразно учесть временной профиль их использования. Большинство ресурсов требуются постоянно, но в некоторых нужда может возникать только в определенные периоды (например, в конце месяца или года при составлении отчета).

При определении перечня возможных аварий нужно попытаться разработать их сценарии. Как будут развиваться события? Каковы могут оказаться масштабы бедствия? Что произойдет с критичными ресурсами? Например, смогут ли сотрудники попасть на работу? Будут ли выведены из строя компьютеры? Возможны ли случаи саботажа? Будет ли работать связь? Пострадает ли здание организации? Можно ли будет найти и прочитать необходимые бумаги?

Стратегия восстановительных работ должна базироваться на наличных ресурсах и быть не слишком накладной для организации. При разработке стратегии целесообразно провести анализ рисков, которым подвергаются критичные функции, и попытаться выбрать наиболее экономичное решение.

Стратегия должна предусматривать не только работу по временной схеме, но и возвращение к нормальному функционированию.

Подготовка к реализации выбранной стратегии состоит в выработке плана действий в экстренных ситуациях и по их окончании, а также в обеспечении некоторой избыточности критичных ресурсов. Последнее возможно и без большого расхода средств, если заключить с одной или несколькими организациями соглашения о взаимной поддержке в случае аварий - те, кто не пострадал, предоставляют часть своих ресурсов во временное пользование менее удачливым партнерам.

Избыточность обеспечивается также мерами резервного копирования, хранением копий в нескольких местах, представлением информации в разных видах (на бумаге и в файлах) и т.д.

Имеет смысл заключить соглашение с поставщиками информационных услуг о первоочередном обслуживании в критических ситуациях или заключать соглашения с несколькими поставщиками. Правда, эти меры могут потребовать определенных расходов.

Проверка стратегии производится путем анализа подготовленного плана, принятых и намеченных мер.

<

Поддержание работоспособности

Далее рассмотрим ряд рутинных мероприятий, направленных на поддержание работоспособности информационных систем. Именно здесь таится наибольшая опасность. Нечаянные ошибки системных администраторов и пользователей грозят повреждением аппаратуры, разрушением программ и данных; в лучшем случае они создают бреши в защите, которые делают возможной реализацию угроз.

Недооценка факторов безопасности в повседневной работе - ахиллесова пята многих организаций. Дорогие средства безопасности теряют смысл, если они плохо документированы, конфликтуют с другим программным обеспечением, а пароль системного администратора не менялся с момента установки.

Можно выделить следующие направления повседневной деятельности:

поддержка пользователей; поддержка программного обеспечения; конфигурационное управление; резервное копирование; управление носителями; документирование; регламентные работы.

Поддержка пользователей подразумевает прежде всего консультирование и оказание помощи при решении разного рода проблем. Иногда в организациях создают для этой цели специальный "справочный стол", но чаще от пользователей отбивается системный администратор. Очень важно в потоке вопросов уметь выявлять проблемы, связанные с информационной безопасностью. Так, многие трудности пользователей, работающих на персональных компьютерах, могут быть следствием заражения вирусами. Целесообразно фиксировать вопросы пользователей, чтобы выявлять их типичные ошибки и выпускать памятки с рекомендациями для распространенных ситуаций.

Поддержка программного обеспечения - одно из важнейших средств обеспечения целостности информации. Прежде всего, необходимо следить за тем, какое программное обеспечение установлено на компьютерах. Если пользователи будут устанавливать программы по своему усмотрению, это может привести к заражению вирусами, а также появлению утилит, действующих в обход защитных средств. Вполне вероятно также, что "самодеятельность" пользователей постепенно приведет к хаосу на их компьютерах, а исправлять ситуацию придется системному администратору.

Второй аспект поддержки программного обеспечения - контроль за отсутствием неавторизованного изменения программ и прав доступа к ним. Сюда же можно отнести поддержку эталонных копий программных систем. Обычно контроль достигается комбинированием средств физического и логического управления доступом, а также использованием утилит проверки и обеспечения целостности.

Конфигурационное управление позволяет контролировать и фиксировать изменения, вносимые в программную конфигурацию. Прежде всего, необходимо застраховаться от случайных или непродуманных модификаций, уметь как минимум возвращаться к прошлой, работающей, версии. Фиксация изменений позволит легко восстановить текущую версию после аварии.

Лучший способ уменьшить количество ошибок в рутинной работе - максимально автоматизировать ее. Правы те "ленивые" программисты и системные администраторы, которые, окинув взглядом море однообразных задач, говорят: "Я ни за что не буду делать этого; я напишу программу, которая сделает все за меня". Автоматизация и безопасность зависят друг от друга; тот, кто заботится в первую очередь об облегчении своей задачи, на самом деле оптимальным образом формирует режим информационной безопасности.

Резервное копирование необходимо для восстановления программ и данных после аварий. И здесь целесообразно автоматизировать работу, как минимум, сформировав компьютерное расписание создания полных и инкрементальных копий, а как максимум - воспользовавшись соответствующими программными продуктами (см., например, Jet Info, 2000, 12). Нужно также наладить размещение копий в безопасном месте, защищенном от несанкционированного доступа, пожаров, протечек, то есть от всего, что может привести к краже или повреждению носителей. Целесообразно иметь несколько экземпляров резервных копий и часть из них хранить вне территории организации, защищаясь таким образом от крупных аварий и аналогичных инцидентов.

Время от времени в тестовых целях следует проверять возможность восстановления информации с копий.



Управлять носителями необходимо для обеспечения физической защиты и учета дискет, лент, печатных выдач и т.п. Управление носителями должно обеспечивать конфиденциальность, целостность и доступность информации, хранящейся вне компьютерных систем. Под физической защитой здесь понимается не только отражение попыток несанкционированного доступа, но и предохранение от вредных влияний окружающей среды (жары, холода, влаги, магнетизма). Управление носителями должно охватывать весь жизненный цикл - от закупки до выведения из эксплуатации.

Документирование - неотъемлемая часть информационной безопасности. В виде документов оформляется почти все - от политики безопасности до журнала учета носителей. Важно, чтобы документация была актуальной, отражала именно текущее состояние дел, причем в непротиворечивом виде.

К хранению одних документов (содержащих, например, анализ уязвимых мест системы и угроз) применимы требования обеспечения конфиденциальности, к другим, таким как план восстановления после аварий - требования целостности и доступности (в критической ситуации план необходимо найти и прочитать).

Регламентные работы - очень серьезная угроза безопасности. Сотрудник, осуществляющий регламентные работы, получает исключительный доступ к системе, и на практике очень трудно проконтролировать, какие именно действия он совершает. Здесь на первый план выходит степень доверия к тем, кто выполняет работу.

Реагирование на нарушения режима безопасности

Программа безопасности, принятая организацией, должна предусматривать набор оперативных мероприятий, направленных на обнаружение и нейтрализацию нарушений режима информационной безопасности. Важно, чтобы в подобных случаях последовательность действий была спланирована заранее, поскольку меры нужно принимать срочные и скоординированные.

Реакция на нарушения режима безопасности преследует три главные цели:

локализация инцидента и уменьшение наносимого вреда; выявление нарушителя; предупреждение повторных нарушений.

В организации должен быть человек, доступный 24 часа в сутки (лично, по телефону, пейджеру или электронной почте), который отвечает за реакцию на нарушения. Все должны знать координаты этого человека и обращаться к нему при первых признаках опасности. В общем, как при пожаре, нужно знать, куда звонить, и что делать до приезда пожарной команды.

Важность быстрой и скоординированной реакции можно продемонстрировать на следующем примере. Пусть локальная сеть предприятия состоит из двух сегментов, администрируемых разными людьми. Далее, пусть в один из сегментов был внесен вирус. Почти наверняка через несколько минут (или, в крайнем случае, несколько десятков минут) вирус распространится и на другой сегмент. Значит, меры нужно принять немедленно. "Вычищать" вирус необходимо одновременно в обоих сегментах; в противном случае сегмент, восстановленный первым, заразится от другого, а затем вирус вернется и во второй сегмент.

Нередко требование локализации инцидента и уменьшения наносимого вреда вступает в конфликт с желанием выявить нарушителя. В политике безопасности организации приоритеты должны быть расставлены заранее. Поскольку, как показывает практика, выявить злоумышленника очень сложно, на наш взгляд, в первую очередь следует заботиться об уменьшении ущерба.

Чтобы найти нарушителя, нужно заранее выяснить контактные координаты поставщика сетевых услуг и договориться с ним о самой возможности и порядке выполнения соответствующих действий. Более подробно данная тема рассматривается в статье Н. Браунли и Э. Гатмэна "Как реагировать на нарушения информационной безопасности (RFC 2350, BCP 21)" (Jet Info, 2000, 5).

Чтобы предотвратить повторные нарушения, необходимо анализировать каждый инцидент, выявлять причины, накапливать статистику. Каковы источники вредоносного ПО? Какие пользователи имеют обыкновение выбирать слабые пароли? На подобные вопросы и должны дать ответ результаты анализа.

Необходимо отслеживать появление новых уязвимых мест и как можно быстрее ликвидировать ассоциированные с ними окна опасности. Кто-то в организации должен курировать этот процесс, принимать краткосрочные меры и корректировать программу безопасности для принятия долгосрочных мер.

Управление персоналом

Управление персоналом начинается с приема нового сотрудника на работу и даже раньше - с составления описания должности. Уже на данном этапе желательно подключить к работе специалиста по информационной безопасности для определения компьютерных привилегий, ассоциируемых с должностью. Существует два общих принципа, которые следует иметь в виду:

разделение обязанностей;

минимизация привилегий.

Принцип разделения обязанностей предписывает так распределять роли и ответственность, чтобы один человек не мог нарушить критически важный для организации процесс. Например, нежелательна ситуация, когда крупные платежи от имени организации выполняет один человек. Надежнее поручить одному сотруднику оформление заявок на подобные платежи, а другому - заверять эти заявки. Другой пример - процедурные ограничения действий суперпользователя. Можно искусственно "расщепить" пароль суперпользователя, сообщив первую его часть одному сотруднику, а вторую - другому. Тогда критически важные действия по администрированию ИС они смогут выполнить только вдвоем, что снижает вероятность ошибок и злоупотреблений.

Принцип минимизации привилегий предписывает выделять пользователям только те права доступа, которые необходимы им для выполнения служебных обязанностей. Назначение этого принципа очевидно - уменьшить ущерб от случайных или умышленных некорректных действий.

Предварительное составление описания должности позволяет оценить ее критичность и спланировать процедуру проверки и отбора кандидатов. Чем ответственнее должность, тем тщательнее нужно проверять кандидатов: навести о них справки, быть может, побеседовать с бывшими сослуживцами и т.д. Подобная процедура может быть длительной и дорогой, поэтому нет смысла дополнительно усложнять ее. В то же время, неразумно и совсем отказываться от предварительной проверки, чтобы случайно не принять на работу человека с уголовным прошлым или психическим заболеванием.

Когда кандидат определен, он, вероятно, должен пройти обучение; по крайней мере, его следует подробно ознакомить со служебными обязанностями, а также с нормами и процедурами информационной безопасности.
Желательно, чтобы меры безопасности были им усвоены до вступления в должность и до заведения его системного счета с входным именем, паролем и привилегиями.

С момента заведения системного счета начинается его администрирование, а также протоколирование и анализ действий пользователя. Постепенно изменяется окружение, в котором работает пользователь, его служебные обязанности и т.п. Все это требует соответствующего изменения привилегий. Техническую сложность представляют временные перемещения пользователя, выполнение им обязанностей взамен сотрудника, ушедшего в отпуск, и иные обстоятельства, когда полномочия нужно сначала предоставить, а через некоторое время взять обратно. В такие периоды профиль активности пользователя резко меняется, что создает трудности при выявлении подозрительных ситуаций. Определенную аккуратность следует соблюдать и при выдаче новых постоянных полномочий, не забывая ликвидировать старые права доступа.

Ликвидация системного счета пользователя, особенно в случае конфликта между сотрудником и организацией, должна производиться максимально оперативно (в идеале - одновременно с извещением о наказании или увольнении). Возможно и физическое ограничение доступа к рабочему месту. Разумеется, если сотрудник увольняется, у него нужно принять все его компьютерное хозяйство и, в частности, криптографические ключи, если использовались средства шифрования.

К управлению сотрудниками примыкает администрирование лиц, работающих по контракту (например, специалистов фирмы-поставщика, помогающих запустить новую систему). В соответствии с принципом минимизации привилегий, им нужно выделить ровно столько прав, сколько необходимо, и изъять эти права сразу по окончании контракта. Проблема, однако, состоит в том, что на начальном этапе внедрения "внешние" сотрудники будут администрировать "местных", а не наоборот. Здесь на первый план выходит квалификация персонала организации, его способность быстро обучаться, а также оперативное проведение учебных курсов.Важны и принципы выбора деловых партнеров.

Иногда внешние организации принимают на обслуживание и администрирование ответственные компоненты компьютерной системы, например, сетевое оборудование. Нередко администрирование выполняется в удаленном режиме. Вообще говоря, это создает в системе дополнительные уязвимые места, которые необходимо компенсировать усиленным контролем средств удаленного доступа или, опять-таки, обучением собственных сотрудников.

Мы видим, что проблема обучения - одна из основных с точки зрения информационной безопасности. Если сотрудник не знаком с политикой безопасности своей организации, он не может стремиться к достижению сформулированных в ней целей. Не зная мер безопасности, он не сможет их соблюдать. Напротив, если сотрудник знает, что его действия протоколируются, он, возможно, воздержится от нарушений.

Архитектурная безопасность

Сервисы безопасности, какими бы мощными они ни были, сами по себе не могут гарантировать надежность программно-технического уровня защиты. Только проверенная архитектура способна сделать эффективным объединение сервисов, обеспечить управляемость информационной системы, ее способность развиваться и противостоять новым угрозам при сохранении таких свойств, как высокая производительность, простота и удобство использования.

Теоретической основой решения проблемы архитектурной безопасности является следующее фундаментальное утверждение, которое мы уже приводили, рассматривая интерпретацию "Оранжевой книги" для сетевых конфигураций.

"Пусть каждый субъект (то есть процесс, действующий от имени какого-либо пользователя) заключен внутри одного компонента и может осуществлять непосредственный доступ к объектам только в пределах этого компонента. Далее пусть каждый компонент содержит свой монитор обращений, отслеживающий все локальные попытки доступа, и все мониторы проводят в жизнь согласованную политику безопасности. Пусть, наконец, коммуникационные каналы, связывающие компоненты, сохраняют конфиденциальность и целостность передаваемой информации. Тогда совокупность всех мониторов образует единый монитор обращений для всей сетевой конфигурации."

Обратим внимание на три принципа, содержащиеся в приведенном утверждении:

необходимость выработки и проведения в жизнь единой политики безопасности; необходимость обеспечения конфиденциальности и целостности при сетевых взаимодействиях; необходимость формирования составных сервисов по содержательному принципу, чтобы каждый полученный таким образом компонент обладал полным набором защитных средств и с внешней точки зрения представлял собой единое целое (не должно быть информационных потоков, идущих к незащищенным сервисам).

Если какой-либо (составной) сервис не обладает полным набором защитных средств (состав полного набора описан выше), необходимо привлечение дополнительных сервисов, которые мы будем называть экранирующими. Экранирующие сервисы устанавливаются на путях доступа к недостаточно защищенным элементам; в принципе, один такой сервис может экранировать (защищать) сколь угодно большое число элементов.

С практической точки зрения наиболее важными являются следующие принципы архитектурной безопасности:

непрерывность защиты в пространстве и времени, невозможность миновать защитные средства; следование признанным стандартам, использование апробированных решений; иерархическая организация ИС с небольшим числом сущностей на каждом уровне; усиление самого слабого звена; невозможность перехода в небезопасное состояние; минимизация привилегий; разделение обязанностей;

эшелонированность обороны; разнообразие защитных средств; простота и управляемость информационной системы.

Поясним смысл перечисленных принципов.

Если у злоумышленника или недовольного пользователя появится возможность миновать защитные средства, он, разумеется, так и сделает. Определенные выше экранирующие сервисы должны исключить подобную возможность.

Следование признанным стандартам и использование апробированных решений повышает надежность ИС и уменьшает вероятность попадания в тупиковую ситуацию, когда обеспечение безопасности потребует непомерно больших затрат и принципиальных модификаций.

Иерархическая организация ИС с небольшим числом сущностей на каждом уровне необходима по технологическим соображениям. При нарушении данного принципа система станет неуправляемой и, следовательно, обеспечить ее безопасность будет невозможно.

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 оставляют поднятым, препятствуя проходу неприятеля.

Применительно к программно-техническому уровню принцип минимизации привилегий предписывает выделять пользователям и администраторам только те права доступа, которые необходимы им для выполнения служебных обязанностей. Этот принцип позволяет уменьшить ущерб от случайных или умышленных некорректных действий пользователей и администраторов.

Принцип разделения обязанностей предполагает такое распределение ролей и ответственности, чтобы один человек не мог нарушить критически важный для организации процесс или создать брешь в защите по заказу злоумышленников. В частности, соблюдение данного принципа 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 благодаря наличию такого рубежа, как протоколирование и аудит, его действия не останутся незамеченными. Принцип разнообразия защитных средств предполагает создание различных по своему характеру оборонительных рубежей, чтобы от потенциального злоумышленника требовалось овладение разнообразными и, по возможности, несовместимыми между собой навыками.

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 различных компонентов и осуществлять 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 (например, таблицы базы данных) доступны через Web, необходимо заблокировать прямой доступ к ним, поскольку в противном случае система будет сложной и плохо управляемой.

Для обеспечения высокой доступности (непрерывности функционирования) необходимо соблюдать следующие принципы архитектурной безопасности:

внесение в конфигурацию той или иной формы избыточности (резервное оборудование, запасные каналы связи и т.п.); наличие средств обнаружения нештатных ситуаций; наличие средств реконфигурирования для восстановления, изоляции и/или замены компонентов, отказавших или подвергшихся атаке на доступность; рассредоточенность сетевого управления, отсутствие единой точки отказа; выделение подсетей и изоляция групп пользователей друг от друга. Данная мера, являющаяся обобщением разделения процессов на уровне операционной системы, ограничивает зону поражения при возможных нарушениях информационной безопасности.

Еще один важный архитектурный принцип - минимизация объема защитных средств, выносимых на клиентские системы. Причин тому несколько:

для доступа в корпоративную сеть могут использоваться потребительские устройства с ограниченной функциональностью; конфигурацию клиентских систем трудно или невозможно контролировать.

К необходимому минимуму следует отнести реализацию сервисов безопасности на сетевом и транспортном уровнях и поддержку механизмов аутентификации, устойчивых к сетевым угрозам.

<

Основные понятия программно-технического уровня информационной безопасности

Программно-технические меры, то есть меры, направленные на контроль компьютерных сущностей - оборудования, программ и/или данных, образуют последний и самый важный рубеж информационной безопасности. Напомним, что ущерб наносят в основном действия легальных пользователей, по отношению к которым процедурные регуляторы малоэффективны. Главные враги - некомпетентность и неаккуратность при выполнении служебных обязанностей, и только программно-технические меры способны им противостоять.

Компьютеры помогли автоматизировать многие области человеческой деятельности. Вполне естественным представляется желание возложить на них и обеспечение собственной безопасности. Даже физическую защиту все чаще поручают не охранникам, а интегрированным компьютерным системам, что позволяет одновременно отслеживать перемещения сотрудников и по организации, и по информационному пространству.

Это вторая причина, объясняющая важность программно-технических мер.

Следует, однако, учитывать, что быстрое развитие информационных технологий не только предоставляет обороняющимся новые возможности, но и объективно затрудняет обеспечение надежной защиты, если опираться исключительно на меры программно-технического уровня. Причин тому несколько:

повышение быстродействия микросхем, развитие архитектур с высокой степенью параллелизма позволяет методом грубой силы преодолевать барьеры (прежде всего криптографические), ранее казавшиеся неприступными;развитие сетей и сетевых технологий, увеличение числа связей между информационными системами, рост пропускной способности каналов расширяют круг злоумышленников, имеющих техническую возможность организовывать атаки; появление новых информационных сервисов ведет и к образованию новых уязвимых мест как "внутри" сервисов, так и на их стыках;конкуренция среди производителей программного обеспечения заставляет сокращать сроки разработки, что приводит к снижению качества тестирования и выпуску продуктов с дефектами защиты; навязываемая потребителям парадигма постоянного наращивания мощности аппаратного и программного обеспечения не позволяет долго оставаться в рамках надежных, апробированных конфигураций и, кроме того, вступает в конфликт с бюджетными ограничениями, из-за чего снижается доля ассигнований на безопасность.

Перечисленные соображения лишний раз подчеркивают важность комплексного подхода к информационной безопасности, а также необходимость гибкой позиции при выборе и сопровождении программно-технических регуляторов.

Центральным для программно-технического уровня является понятие сервиса безопасности.

Следуя объектно-ориентированному подходу, при рассмотрении информационной системы с единичным уровнем детализации мы увидим совокупность предоставляемых ею информационных сервисов. Назовем их основными. Чтобы они могли функционировать и обладали требуемыми свойствами, необходимо несколько уровней дополнительных (вспомогательных) сервисов - от СУБД и мониторов транзакций до ядра операционной системы и оборудования.

К вспомогательным относятся сервисы безопасности (мы уже сталкивались с ними при рассмотрении стандартов и спецификаций в области ИБ); среди них нас в первую очередь будут интересовать универсальные, высокоуровневые, допускающие использование различными основными и вспомогательными сервисами. Далее мы рассмотрим следующие сервисы:



идентификация и аутентификация;

управление доступом;

протоколирование и аудит;

шифрование;

контроль целостности;

экранирование;

анализ защищенности;обеспечение отказоустойчивости;обеспечение безопасного восстановления;

туннелирование;

управление.

Будут описаны требования к сервисам безопасности, их функциональность, возможные методы реализации и место в общей архитектуре.

Если сопоставить приведенный перечень сервисов с классами функциональных требований "Общих критериев", то бросается в глаза их существенное несовпадение. Мы не будем рассматривать вопросы, связанные с приватностью, по следующей причине. На наш взгляд, сервис безопасности, хотя бы частично, должен находиться в распоряжении того, кого он защищает. В случае же с приватностью это не так: критически важные компоненты сосредоточены не на клиентской, а на серверной стороне, так что приватность по существу оказывается свойством предлагаемой информационной услуги (в простейшем случае приватность достигается путем сохранения конфиденциальности серверной регистрационной информации и защитой от перехвата данных, для чего достаточно перечисленных сервисов безопасности).



С другой стороны, наш перечень шире, чем в "Общих критериях", поскольку в него входят экранирование, анализ защищенности и туннелирование. Эти сервисы имеют важное значение сами по себе и, кроме того, могут комбинироваться с другими сервисами для получения таких необходимых защитных средств, как, например, виртуальные частные сети.

Совокупность перечисленных выше сервисов безопасности мы будем называть полным набором. Считается, что его, в принципе, достаточно для построения надежной защиты на программно-техническом уровне, правда, при соблюдении целого ряда дополнительных условий (отсутствие уязвимых мест, безопасное администрирование и т.д.).

Для проведения классификации сервисов безопасности и определения их места в общей архитектуре меры безопасности можно разделить на следующие виды:



превентивные, препятствующие нарушениям ИБ;меры обнаружения нарушений;

локализующие, сужающие зону воздействия нарушений; меры по выявлению нарушителя; меры восстановления режима безопасности.

Большинство сервисов безопасности попадает в число превентивных, и это, безусловно, правильно. Аудит и контроль целостности способны помочь в обнаружении нарушений; активный аудит, кроме того, позволяет запрограммировать реакцию на нарушение с целью локализации и/или прослеживания. Направленность сервисов отказоустойчивости и безопасного восстановления очевидна. Наконец, управление играет инфраструктурную роль, обслуживая все аспекты ИС.

Особенности современных информационных систем, существенные с точки зрения безопасности

Информационная система типичной современной организации является весьма сложным образованием, построенным в многоуровневой архитектуре клиент/сервер, которое пользуется многочисленными внешними сервисами и, в свою очередь, предоставляет собственные сервисы вовне. Даже сравнительно небольшие магазины, обеспечивающие расчет с покупателями по пластиковым картам (и, конечно, имеющие внешний Web-сервер), зависят от своих информационных систем и, в частности, от защищенности всех компонентов систем и коммуникаций между ними.

С точки зрения безопасности наиболее существенными представляются следующие аспекты современных ИС:

корпоративная сеть имеет несколько территориально разнесенных частей (поскольку организация располагается на нескольких производственных площадках), связи между которыми находятся в ведении внешнего поставщика сетевых услуг, выходя за пределы зоны, контролируемой организацией; корпоративная сеть имеет одно или несколько подключений к Internet; на каждой из производственных площадок могут находиться критически важные серверы, в доступе к которым нуждаются сотрудники, работающие на других площадках, мобильные пользователи и, возможно, сотрудники других организаций; для доступа пользователей могут применяться не только компьютеры, но и потребительские устройства, использующие, в частности, беспроводную связь; в течение одного сеанса работы пользователю приходится обращаться к нескольким информационным сервисам, опирающимся на разные аппаратно-программные платформы; к доступности

информационных сервисов предъявляются жесткие требования, которые обычно выражаются в необходимости круглосуточного функционирования с максимальным временем простоя порядка нескольких минут; информационная система представляет собой сеть с активными агентами, то есть в процессе работы программные компоненты, такие как апплеты или сервлеты, передаются с одной машины на другую и выполняются в целевой среде, поддерживая связь с удаленными компонентами; не все пользовательские системы контролируются сетевыми и/или системными администраторами организации; программное обеспечение, особенно полученное по сети, не может считаться надежным, в нем могут быть ошибки, создающие проблемы в защите; конфигурация информационной системы постоянно изменяется на уровнях административных данных, программ и аппаратуры (меняется состав пользователей, их привилегии и версии программ, появляются новые сервисы, новая аппаратура и т.п.).

Следует учитывать еще по крайней мере два момента. Во-первых, для каждого сервиса основные грани ИБ (доступность, целостность, конфиденциальность) трактуются по-своему. Целостность с точки зрения системы управления базами данных и с точки зрения почтового сервера - вещи принципиально разные. Бессмысленно говорить о безопасности локальной или иной сети вообще, если сеть включает в себя разнородные компоненты. Следует анализировать защищенность сервисов, функционирующих в сети. Для разных сервисов и защиту строят по-разному. Во-вторых, основная угроза информационной безопасности организаций по-прежнему исходит не от внешних злоумышленников, а от собственных сотрудников.

В силу изложенных причин далее будут рассматриваться распределенные, разнородные, многосервисные, эволюционирующие системы. Соответственно, нас будут интересовать решения, ориентированные на подобные конфигурации.

й фрейм, не имеет проверяемого

i = N; while (i > 0) { if (метод, породивший i- й фрейм, не имеет проверяемого права) { throw AccessControlException } else if (i-й фрейм помечен как привилегированный) { return; } i = i – 1; }; // Выясним, есть ли проверяемое право у унаследованного контекста inheritedContext.checkPermission (p);

Листинг 10.1. Алгоритм работы метода checkPermission класса AccessController.

Закрыть окно

Идентификация/аутентификация с помощью биометрических данных

Биометрия представляет собой совокупность автоматизированных методов идентификации и/или аутентификации людей на основе их физиологических и поведенческих характеристик. К числу физиологических характеристик принадлежат особенности отпечатков пальцев, сетчатки и роговицы глаз, геометрия руки и лица и т.п. К поведенческим характеристикам относятся динамика подписи (ручной), стиль работы с клавиатурой. На стыке физиологии и поведения находятся анализ особенностей голоса и распознавание речи.

Биометрией во всем мире занимаются очень давно, однако долгое время все, что было связано с ней, отличалось сложностью и дороговизной. В последнее время спрос на биометрические продукты, в первую очередь в связи с развитием электронной коммерции, постоянно и весьма интенсивно растет. Это понятно, поскольку с точки зрения пользователя гораздо удобнее предъявить себя самого, чем что-то запоминать. Спрос рождает предложение, и на рынке появились относительно недорогие аппаратно-программные продукты, ориентированные в основном на распознавание отпечатков пальцев.

В общем виде работа с биометрическими данными организована следующим образом. Сначала создается и поддерживается база данных характеристик потенциальных пользователей. Для этого биометрические характеристики пользователя снимаются, обрабатываются, и результат обработки (называемый биометрическим шаблоном) заносится в базу данных (исходные данные, такие как результат сканирования пальца или роговицы, обычно не хранятся).

В дальнейшем для идентификации (и одновременно аутентификации) пользователя процесс снятия и обработки повторяется, после чего производится поиск в базе данных шаблонов. В случае успешного поиска личность пользователя и ее подлинность считаются установленными. Для аутентификации достаточно произвести сравнение с одним биометрическим шаблоном, выбранным на основе предварительно введенных данных.

Обычно биометрию применяют вместе с другими аутентификаторами, такими, например, как интеллектуальные карты. Иногда биометрическая аутентификация является лишь первым рубежом защиты и служит для активизации интеллектуальных карт, хранящих криптографические секреты; в таком случае биометрический шаблон хранится на той же карте.

Активность в области биометрии очень велика. Организован соответствующий консорциум (см. http://www.biometrics.org/), активно ведутся работы по стандартизации разных аспектов технологии (формата обмена данными, прикладного программного интерфейса и т.п.), публикуется масса рекламных статей, в которых биометрия преподносится как средство обеспечения сверхбезопасности, ставшее доступным широким массам.

На наш взгляд, к биометрии следует относиться весьма осторожно. Необходимо учитывать, что она подвержена тем же угрозам, что и другие методы аутентификации. Во-первых, биометрический шаблон сравнивается не с результатом первоначальной обработки характеристик пользователя, а с тем, что пришло к месту сравнения. А, как известно, за время пути... много чего может произойти. Во-вторых, биометрические методы не более надежны, чем база данных шаблонов. В-третьих, следует учитывать разницу между применением биометрии на контролируемой территории, под бдительным оком охраны, и в "полевых" условиях, когда, например к устройству сканирования роговицы могут поднести муляж и т.п. В-четвертых, биометрические данные человека меняются, так что база шаблонов нуждается в сопровождении, что создает определенные проблемы и для пользователей, и для администраторов.

Но главная опасность состоит в том, что любая "пробоина" для биометрии оказывается фатальной. Пароли, при всей их ненадежности, в крайнем случае можно сменить. Утерянную аутентификационную карту можно аннулировать и завести новую. Палец же, глаз или голос сменить нельзя. Если биометрические данные окажутся скомпрометированы, придется как минимум производить существенную модернизацию всей системы.

Одноразовые пароли

Рассмотренные выше пароли можно назвать многоразовыми; их раскрытие позволяет злоумышленнику действовать от имени легального пользователя. Гораздо более сильным средством, устойчивым к пассивному прослушиванию сети, являются одноразовые пароли.

Наиболее известным программным генератором одноразовых паролей является система S/KEY компании Bellcore. Идея этой системы состоит в следующем. Пусть имеется односторонняя функция f (то есть функция, вычислить обратную которой за приемлемое время не представляется возможным). Эта функция известна и пользователю, и серверу аутентификации. Пусть, далее, имеется секретный ключ K, известный только пользователю.

На этапе начального администрирования пользователя функция f применяется к ключу K n раз, после чего результат сохраняется на сервере. После этого процедура проверки подлинности пользователя выглядит следующим образом:

сервер присылает на пользовательскую систему число (n-1); пользователь применяет функцию f к секретному ключу K (n-1) раз и отправляет результат по сети на сервер аутентификации; сервер применяет функцию f к полученному от пользователя значению и сравнивает результат с ранее сохраненной величиной. В случае совпадения подлинность пользователя считается установленной, сервер запоминает новое значение (присланное пользователем) и уменьшает на единицу счетчик (n).

На самом деле реализация устроена чуть сложнее (кроме счетчика, сервер посылает затравочное значение, используемое функцией f), но для нас сейчас это не важно. Поскольку функция f необратима, перехват пароля, равно как и получение доступа к серверу аутентификации, не позволяют узнать секретный ключ K и предсказать следующий одноразовый пароль.

Система S/KEY имеет статус Internet-стандарта (RFC 1938).

Другой подход к надежной аутентификации состоит в генерации нового пароля через небольшой промежуток времени (например, каждые 60 секунд), для чего могут использоваться программы или специальные интеллектуальные карты (с практической точки зрения такие пароли можно считать одноразовыми). Серверу аутентификации должен быть известен алгоритм генерации паролей и ассоциированные с ним параметры; кроме того, часы клиента и сервера должны быть синхронизированы.

Основные понятия

Идентификацию и аутентификацию можно считать основой программно-технических средств безопасности, поскольку остальные сервисы рассчитаны на обслуживание именованных субъектов. Идентификация и аутентификация – это первая линия обороны, "проходная" информационного пространства организации.

Идентификация позволяет субъекту (пользователю, процессу, действующему от имени определенного пользователя, или иному аппаратно-программному компоненту) назвать себя (сообщить свое имя).

Посредством аутентификации вторая сторона убеждается, что субъект действительно тот, за кого он себя выдает. В качестве синонима слова "аутентификация" иногда используют словосочетание "проверка подлинности".

(Заметим в скобках, что происхождение русскоязычного термина "аутентификация" не совсем понятно. Английское "authentication" скорее можно прочитать как "аутентикация"; трудно сказать, откуда в середине взялось еще "фи" – может, из идентификации? Тем не менее, термин устоялся, он закреплен в Руководящих документах Гостехкомиссии России, использован в многочисленных публикациях, поэтому исправить его уже невозможно.)

Аутентификация бывает односторонней (обычно клиент доказывает свою подлинность серверу) и двусторонней (взаимной). Пример односторонней аутентификации – процедура входа пользователя в систему.

В сетевой среде, когда стороны идентификации/аутентификации территориально разнесены, у рассматриваемого сервиса есть два основных аспекта:

что служит аутентификатором (то есть используется для подтверждения подлинности субъекта); как организован (и защищен) обмен данными идентификации/аутентификации.

Субъект может подтвердить свою подлинность, предъявив по крайней мере одну из следующих сущностей:

нечто, что он знает (пароль, личный идентификационный номер, криптографический ключ и т.п.); нечто, чем он владеет (личную карточку или иное устройство аналогичного назначения); нечто, что есть часть его самого (голос, отпечатки пальцев и т.п., то есть свои биометрические характеристики).

В открытой сетевой среде между сторонами идентификации/аутентификации не существует доверенного маршрута; это значит, что в общем случае данные, переданные субъектом, могут не совпадать с данными, полученными и использованными для проверки подлинности. Необходимо обеспечить защиту от пассивного и активного прослушивания сети, то есть от перехвата, изменения и/или воспроизведения данных. Передача паролей в открытом виде, очевидно, неудовлетворительна; не спасает положение и шифрование паролей, так как оно не защищает от воспроизведения. Нужны более сложные протоколы аутентификации.

Надежная идентификация затруднена не только из-за сетевых угроз, но и по целому ряду причин. Во-первых, почти все аутентификационные сущности можно узнать, украсть или подделать. Во-вторых, имеется противоречие между надежностью аутентификации, с одной стороны, и удобствами пользователя и системного администратора с другой. Так, из соображений безопасности необходимо с определенной частотой просить пользователя повторно вводить аутентификационную информацию (ведь на его место мог сесть другой человек), а это не только хлопотно, но и повышает вероятность того, что кто-то может подсмотреть за вводом данных. В-третьих, чем надежнее средство защиты, тем оно дороже.

Современные средства идентификации/аутентификации должны поддерживать концепцию единого входа в сеть. Единый вход в сеть – это, в первую очередь, требование удобства для пользователей. Если в корпоративной сети много информационных сервисов, допускающих независимое обращение, то многократная идентификация/аутентификация становится слишком обременительной. К сожалению, пока нельзя сказать, что единый вход в сеть стал нормой, доминирующие решения пока не сформировались.

Таким образом, необходимо искать компромисс между надежностью, доступностью по цене и удобством использования и администрирования средств идентификации и аутентификации.

Любопытно отметить, что сервис идентификации  / аутентификации может стать объектом атак на доступность.Если система сконфигурирована так, что после определенного числа неудачных попыток устройство ввода идентификационной информации (такое, например, как терминал) блокируется, то злоумышленник может остановить работу легального пользователя буквально несколькими нажатиями клавиш.



Отдельным правом может быть возможность передачи полномочий доступа другим субъектам (так называемое право владения). Процессы можно создавать и уничтожать. Современные операционные системы могут поддерживать и другие объекты.

Для систем управления реляционными базами данных объект – это база данных, таблица, представление, хранимая процедура. К таблицам применимы операции поиска, добавления, модификации и удаления данных, у других объектов иные виды доступа.

Разнообразие объектов и применимых к ним операций приводит к принципиальной децентрализации логического управления доступом. Каждый сервис должен сам решать, позволить ли конкретному субъекту ту или иную операцию. Теоретически это согласуется с современным объектно-ориентированным подходом, на практике же приводит к значительным трудностям. Главная проблема в том, что ко многим объектам можно получить доступ с помощью разных сервисов (возможно, при этом придется преодолеть некоторые технические трудности). Так, до реляционных таблиц можно добраться не только средствами СУБД, но и путем непосредственного чтения файлов или дисковых разделов, поддерживаемых операционной системой (разобравшись предварительно в структуре хранения объектов базы данных). В результате при задании матрицы доступа нужно принимать во внимание не только принцип распределения привилегий для каждого сервиса, но и существующие связи между сервисами (приходится заботиться о согласованности разных частей матрицы). Аналогичная трудность возникает при экспорте/импорте данных, когда информация о правах доступа, как правило, теряется (поскольку на новом сервисе она не имеет смысла). Следовательно, обмен данными между различными сервисами представляет особую опасность с точки зрения управления доступом, а при проектировании и реализации разнородной конфигурации необходимо позаботиться о согласованном распределении прав доступа субъектов к объектам и о минимизации числа способов экспорта/импорта данных.

При принятии решения о предоставлении доступа обычно анализируется следующая информация:

Парольная аутентификация

Главное достоинство парольной аутентификации – простота и привычность. Пароли давно встроены в операционные системы и иные сервисы. При правильном использовании пароли могут обеспечить приемлемый для многих организаций уровень безопасности. Тем не менее, по совокупности характеристик их следует признать самым слабым средством проверки подлинности.

Чтобы пароль был запоминающимся, его зачастую делают простым (имя подруги, название спортивной команды и т.п.). Однако простой пароль нетрудно угадать, особенно если знать пристрастия данного пользователя. Известна классическая история про советского разведчика Рихарда Зорге, объект внимания которого через слово говорил "карамба"; разумеется, этим же словом открывался сверхсекретный сейф.

Иногда пароли с самого начала не хранятся в тайне, так как имеют стандартные значения, указанные в документации, и далеко не всегда после установки системы производится их смена.

Ввод пароля можно подсмотреть. Иногда для подглядывания используются даже оптические приборы.

Пароли нередко сообщают коллегам, чтобы те могли, например, подменить на некоторое время владельца пароля. Теоретически в подобных случаях более правильно задействовать средства управления доступом, но на практике так никто не поступает; а тайна, которую знают двое, это уже не тайна.

Пароль можно угадать "методом грубой силы", используя, скажем, словарь. Если файл паролей зашифрован, но доступен для чтения, его можно скачать к себе на компьютер и попытаться подобрать пароль, запрограммировав полный перебор (предполагается, что алгоритм шифрования известен).

Тем не менее, следующие меры позволяют значительно повысить надежность парольной защиты:

наложение технических ограничений (пароль должен быть не слишком коротким, он должен содержать буквы, цифры, знаки пунктуации и т.п.);

управление сроком действия паролей, их периодическая смена; ограничение доступа к файлу паролей; ограничение числа неудачных попыток входа в систему (это затруднит применение "метода грубой силы"); обучение пользователей; использование программных генераторов паролей (такая программа, основываясь на несложных правилах, может порождать только благозвучные и, следовательно, запоминающиеся пароли). Перечисленные меры целесообразно применять всегда, даже если наряду с паролями используются другие методы аутентификации.

Ролевое управление доступом

При большом количестве пользователей традиционные подсистемы управления доступом становятся крайне сложными для администрирования. Число связей в них пропорционально произведению количества пользователей на количество объектов. Необходимы решения в объектно-ориентированном стиле, способные эту сложность понизить.

Таким решением является ролевое управление доступом (РУД). Суть его в том, что между пользователями и их привилегиями появляются промежуточные сущности – роли. Для каждого пользователя одновременно могут быть активными несколько ролей, каждая из которых дает ему определенные права (см. рис. 10.2).

Рис. 10.2.  Пользователи, объекты и роли.

Ролевой доступ нейтрален по отношению к конкретным видам прав и способам их проверки; его можно рассматривать как объектно-ориентированный каркас, облегчающий администрирование, поскольку он позволяет сделать подсистему разграничения доступа управляемой при сколь угодно большом числе пользователей, прежде всего за счет установления между ролями связей, аналогичных наследованию в объектно-ориентированных системах. Кроме того, ролей должно быть значительно меньше, чем пользователей. В результате число администрируемых связей становится пропорциональным сумме (а не произведению) количества пользователей и объектов, что по порядку величины уменьшить уже невозможно.

Ролевой доступ развивается более 10 лет (сама идея ролей, разумеется, значительно старше) как на уровне операционных систем, так и в рамках СУБД и других информационных сервисов. В частности, существуют реализации ролевого доступа для Web-серверов.

В 2001 году Национальный институт стандартов и технологий США предложил проект стандарта ролевого управления доступом (см. http://csrc.nist.gov/rbac/), основные положения которого мы и рассмотрим.

Ролевое управление доступом оперирует следующими основными понятиями:

пользователь (человек, интеллектуальный автономный агент и т.п.);

сеанс работы пользователя;

роль (обычно определяется в соответствии с организационной структурой);

объект (сущность, доступ к которой разграничивается; например, файл ОС или таблица СУБД);

операция (зависит от объекта; для файлов ОС – чтение, запись, выполнение и т.п.; для таблиц СУБД – вставка, удаление и т.п., для прикладных объектов операции могут быть более сложными); право доступа (разрешение выполнять определенные операции над определенными объектами).

Ролям приписываются пользователи и права доступа; можно считать, что они (роли) именуют отношения "многие ко многим" между пользователями и правами. Роли могут быть приписаны многим пользователям; один пользователь может быть приписан нескольким ролям. Во время сеанса работы пользователя активизируется подмножество ролей, которым он приписан, в результате чего он становится обладателем объединения прав, приписанных активным ролям. Одновременно пользователь может открыть несколько сеансов.

Между ролями может быть определено отношение частичного порядка, называемое наследованием. Если роль r2 является наследницей r1, то все права r1 приписываются r2, а все пользователи r2 приписываются r1. Очевидно, что наследование ролей соответствует наследованию классов в объектно-ориентированном программировании, только правам доступа соответствуют методы классов, а пользователям – объекты (экземпляры) классов.

Отношение наследования является иерархическим, причем права доступа и пользователи распространяются по уровням иерархии навстречу друг другу. В общем случае наследование является множественным, то есть у одной роли может быть несколько предшественниц (и, естественно, несколько наследниц, которых мы будем называть также преемницами).

Можно представить себе формирование иерархии ролей, начиная с минимума прав (и максимума пользователей), приписываемых роли "сотрудник", с постепенным уточнением состава пользователей и добавлением прав (роли "системный администратор", "бухгалтер" и т.п.), вплоть до роли "руководитель" (что, впрочем, не значит, что руководителю предоставляются неограниченные права; как и другим ролям, в соответствии с принципом минимизации привилегий, этой роли целесообразно разрешить только то, что необходимо для выполнения служебных обязанностей).


Фрагмент подобной иерархии ролей показан на рис. 10.3.


Рис. 10.3.  Фрагмент иерархии ролей.

Для реализации еще одного упоминавшегося ранее важного принципа информационной безопасности вводится понятие разделения обязанностей, причем в двух видах: статическом и динамическом.

Статическое разделение обязанностей налагает ограничения на приписывание пользователей ролям. В простейшем случае членство в некоторой роли запрещает приписывание пользователя определенному множеству других ролей. В общем случае данное ограничение задается как пара "множество ролей – число" (где множество состоит, по крайней мере, из двух ролей, а число должно быть больше 1), так что никакой пользователь не может быть приписан указанному (или большему) числу ролей из заданного множества. Например, может существовать пять бухгалтерских ролей, но политика безопасности допускает членство не более чем в двух таких ролях (здесь число=3).

При наличии наследования ролей ограничение приобретает несколько более сложный вид, но суть остается простой: при проверке членства в ролях нужно учитывать приписывание пользователей ролям-наследницам.

Динамическое разделение обязанностей отличается от статического только тем, что рассматриваются роли, одновременно активные (быть может, в разных сеансах) для данного пользователя (а не те, которым пользователь статически приписан). Например, один пользователь может играть роль и кассира, и контролера, но не одновременно; чтобы стать контролером, он должен сначала закрыть кассу. Тем самым реализуется так называемое временное ограничение доверия, являющееся аспектом минимизации привилегий.

Рассматриваемый проект стандарта содержит спецификации трех категорий функций, необходимых для администрирования РУД:



Административные функции (создание и сопровождение ролей и других атрибутов ролевого доступа): создать/удалить роль/пользователя, приписать пользователя/право роли или ликвидировать существующую ассоциацию, создать/удалить отношение наследования между существующими ролями, создать новую роль и сделать ее наследницей/предшественницей существующей роли, создать/удалить ограничения для статического/динамического разделения обязанностей.



Вспомогательные функции (обслуживание сеансов работы пользователей): открыть сеанс работы пользователя с активацией подразумеваемого набора ролей; активировать новую роль, деактивировать роль; проверить правомерность доступа.

Информационные функции (получение сведений о текущей конфигурации с учетом отношения наследования). Здесь проводится разделение на обязательные и необязательные функции. К числу первых принадлежат получение списка пользователей, приписанных роли, и списка ролей, которым приписан пользователь.

Все остальные функции отнесены к разряду необязательных. Это получение информации о правах, приписанных роли, о правах заданного пользователя (которыми он обладает как член множества ролей), об активных в данный момент сеанса ролях и правах, об операциях, которые роль/пользователь правомочны совершить над заданным объектом, о статическом/динамическом разделении обязанностей.

Можно надеяться, что предлагаемый стандарт поможет сформировать единую терминологию и, что более важно, позволит оценивать РУД-продукты с единых позиций, по единой шкале.

Сервер аутентификации Kerberos

Kerberos – это программный продукт, разработанный в середине 1980-х годов в Массачусетском технологическом институте и претерпевший с тех пор ряд принципиальных изменений. Клиентские компоненты Kerberos присутствуют в большинстве современных операционных систем.

Kerberos предназначен для решения следующей задачи. Имеется открытая (незащищенная) сеть, в узлах которой сосредоточены субъекты – пользователи, а также клиентские и серверные программные системы. Каждый субъект обладает секретным ключом. Чтобы субъект C мог доказать свою подлинность субъекту S (без этого S не станет обслуживать C), он должен не только назвать себя, но и продемонстрировать знание секретного ключа. C не может просто послать S свой секретный ключ, во-первых, потому, что сеть открыта (доступна для пассивного и активного прослушивания), а, во-вторых, потому, что S не знает (и не должен знать) секретный ключ C. Требуется менее прямолинейный способ демонстрации знания секретного ключа.

Система Kerberos представляет собой доверенную третью сторону (то есть сторону, которой доверяют все), владеющую секретными ключами обслуживаемых субъектов и помогающую им в попарной проверке подлинности.

Чтобы с помощью Kerberos получить доступ к S (обычно это сервер), C (как правило – клиент) посылает Kerberos запрос, содержащий сведения о нем (клиенте) и о запрашиваемой услуге. В ответ Kerberos возвращает так называемый билет, зашифрованный секретным ключом сервера, и копию части информации из билета, зашифрованную секретным ключом клиента. Клиент должен расшифровать вторую порцию данных и переслать ее вместе с билетом серверу. Сервер, расшифровав билет, может сравнить его содержимое с дополнительной информацией, присланной клиентом. Совпадение свидетельствует о том, что клиент смог расшифровать предназначенные ему данные (ведь содержимое билета никому, кроме сервера и Kerberos, недоступно), то есть продемонстрировал знание секретного ключа. Значит, клиент – именно тот, за кого себя выдает. Подчеркнем, что секретные ключи в процессе проверки подлинности не передавались по сети (даже в зашифрованном виде) – они только использовались для шифрования.
Как организован первоначальный обмен ключами

между Kerberos и субъектами и как субъекты хранят свои секретные ключи – вопрос отдельный.

Проиллюстрируем описанную процедуру.

Рис. 10.1.  Проверка сервером S подлинности клиента C.

Здесь c и s – сведения (например, имя), соответственно, о клиенте и сервере, d1 и d2 – дополнительная (по отношению к билету) информация, Tc.s – билет для клиента C на обслуживание у сервера S, Kc и Ks – секретные ключи клиента и сервера, {info}K – информация info, зашифрованная ключом K.

Приведенная схема – крайне упрощенная версия реальной процедуры проверки подлинности. Более подробное рассмотрение системы Kerberos можно найти, например, в статье В. Галатенко "Сервер аутентификации Kerberos (Jet Info, 1996, 12-13). Нам же важно отметить, что Kerberos не только устойчив к сетевым угрозам, но и поддерживает концепцию единого входа в сеть.

Управление доступом в Java-среде

Java – это объектно-ориентированная система программирования, поэтому и управление доступом в ней спроектировано и реализовано в объектном стиле. По этой причине рассмотреть Java-среду для нас очень важно. Подробно о Java-технологии и безопасности Java-среды рассказано в статье А. Таранова и В. Цишевского "Java в три года" (Jet Info, 1998, 11-12). С разрешения авторов далее используются ее фрагменты.

Прежде всего, остановимся на эволюции модели безопасности Java. В JDK 1.0 была предложена концепция "песочницы" (sandbox) – замкнутой среды, в которой выполняются потенциально ненадежные программы (апплеты, поступившие по сети). Программы, располагающиеся на локальном компьютере, считались абсолютно надежными, и им было доступно все, что доступно виртуальной Java-машине.

В число ограничений, налагаемых "песочницей", входит запрет на доступ к локальной файловой системе, на сетевое взаимодействие со всеми хостами, кроме источника апплета, и т.п. Независимо от уровня достигаемой при этом безопасности (а проблемы возникали и с разделением свой/чужой, и с определением источника апплета), наложенные ограничения следует признать слишком обременительными: возможности для содержательных действий у апплетов почти не остается.

Чтобы справиться с этой проблемой, в JDK 1.1 ввели деление источников (точнее, распространителей) апплетов на надежные и ненадежные (источник определялся по электронной подписи). Надежные апплеты приравнивались в правах к "родному" коду. Сделанное послабление решило проблемы тех, кому прав не хватало, но защита осталась неэшелонированной и, следовательно, неполной.

В JDK 1.2 сформировалась модель безопасности, используемая и в Java 2. От модели "песочницы" отказались. Оформились три основных понятия:

источник программы; право и множество прав;

политика безопасности.

Источник программы определяется парой (URL, распространители программы). Последние задаются набором цифровых сертификатов.

Право – это абстрактное понятие, за которым, как и положено в объектной среде, стоят классы и объекты.
В большинстве случаев право определяется двумя цепочками символов – именем ресурса и действием. Например, в качестве ресурса может выступать файл, а в качестве действия – чтение. Важнейшим методом "правовых" объектов является implies(). Он проверяет, следует ли одно право (запрашиваемое) из другого (имеющегося).

Политика безопасности задает соответствие между источником и правами поступивших из него программ (формально можно считать, что каждому источнику соответствует своя "песочница"). В JDK 1.2 "родные" программы не имеют каких-либо привилегий в плане безопасности, и политика по отношению к ним может быть любой. В результате получился традиционный для современных ОС и СУБД механизм прав доступа со следующими особенностями:

Java-программы выступают не от имени пользователя, их запустившего, а от имени источника программы. (Это весьма глубокая и прогрессивная трактовка, если ее правильно развить, см. следующий раздел); нет понятия владельца ресурсов, который мог бы менять права; последние задаются исключительно политикой безопасности (формально можно считать, что владельцем всего является тот, кто формирует политику); механизмы безопасности снабжены объектной оберткой.

Весьма важным понятием в модели безопасности JDK 1.2 является контекст выполнения. Когда виртуальная Java-машина проверяет права доступа объекта к системному ресурсу, она рассматривает не только текущий объект, но и предыдущие элементы стека вызовов. Доступ предоставляется только тогда, когда нужным правом обладают все объекты в стеке. Разработчики Java называют это реализацией принципа минимизации привилегий.

На первый взгляд, учет контекста представляется логичным. Нельзя допускать, чтобы вызов какого-либо метода расширял права доступа хотя бы по той причине, что доступ к системным ресурсам осуществляется не напрямую, а с помощью системных объектов, имеющих все права.

К сожалению, подобные доводы противоречат одному из основных принципов объектного подхода – принципу инкапсуляции.


Если объект A обращается к объекту B, он не может и не должен знать, как реализован B и какими ресурсами он пользуется для своих целей. Если A имеет право вызывать какой-либо метод B с некоторыми значениями аргументов, B обязан обслужить вызов. В противном случае при формировании политики безопасности придется учитывать возможный граф вызовов объектов, что, конечно же, нереально.

Разработчики Java осознавали эту проблему. Чтобы справиться с ней, они ввели понятие привилегированного интервала программы. При выполнении такого интервала контекст игнорируется. Привилегированная программа отвечает за себя, не интересуясь предысторией. Аналогом привилегированных программ являются файлы с битами переустановки идентификатора пользователя/группы в ОС Unix, что лишний раз подтверждает традиционность подхода, реализованного в JDK 1.2. Известны угрозы безопасности, которые привносят подобные файлы. Теперь это не лучшее средство ОС Unix перекочевало в Java.

Рассмотрим дисциплину контроля прав доступа более формально.

Класс AccessController (встроенный менеджер безопасности) предоставляет единый метод для проверки заданного права в текущем контексте – checkPermission (Permission). Это лучше (по причине параметризуемости), чем множество методов вида checkXXX, присутствующих в SecurityManager – динамически изменяемом менеджере безопасности из ранних версий JDK.

Пусть текущий контекст выполнения состоит из N стековых фреймов (верхний соответствует методу, вызвавшему checkPermission(p)). Метод checkPermission реализует следующий алгоритм (см. Листинг 10.1).

i = N; while (i > 0) { if (метод, породивший i-й фрейм, не имеет проверяемого права) { throw AccessControlException } else if (i-й фрейм помечен как привилегированный) { return; } i = i – 1; }; // Выясним, есть ли проверяемое право у унаследованного контекста inheritedContext.checkPermission (p);

Листинг 10.1. Алгоритм работы метода checkPermission класса AccessController.

Сначала в стеке ищется фрейм, не обладающий проверяемым правом.


Проверка производится до тех пор, пока либо не будет исчерпан стек, либо не встретится "привилегированный" фрейм, созданный в результате обращения к методу doPrivileged(PrivilegedAction) класса AccessController. Если при порождении текущего потока выполнения был сохранен контекст inheritedContext, проверяется и он. При положительном результате проверки метод checkPermission(p) возвращает управление, при отрицательном возникает исключительная ситуация AccessControlException.

Выбранный подход имеет один недостаток – тяжеловесность реализации. В частности, при порождении нового потока управления с ним приходится ассоциировать зафиксированный "родительский" контекст и, соответственно, проверять последний в процессе контроля прав доступа.

Отметим, что этот подход не распространяется на распределенный случай (хотя бы потому, что контекст имеет лишь локальный смысл, как, впрочем, и политика безопасности).

В целом средства управления доступом в JDK 1.2 можно оценить как "наполовину объектные". Реализация оформлена в виде интерфейсов и классов, однако по-прежнему разграничивается доступ к необъектным сущностям – ресурсам в традиционном понимании. Не учитывается семантика доступа. Имеют место и другие отмеченные выше концептуальные проблемы.

Возможный подход к управлению доступом в распределенной объектной среде

Представляется, что в настоящее время проблема управления доступом существует в трех почти не связанных между собой проявлениях:

традиционные модели (дискреционная и мандатная); модель "песочница" (предложенная для Java-среды и близкой ей системы Safe-Tcl); модель фильтрации (используемая в межсетевых экранах).

На наш взгляд, необходимо объединить существующие подходы на основе их развития и обобщения.

Формальная постановка задачи разграничения доступа может выглядеть следующим образом.

Рассматривается множество объектов (в смысле объектно-ориентированного программирования). Часть объектов может являться контейнерами, группирующими объекты-компоненты, задающими для них общий контекст, выполняющими общие функции и реализующими перебор компонентов. Контейнеры либо вложены друг в друга, либо не имеют общих компонентов.

С каждым объектом ассоциирован набор интерфейсов, снабженных дескрипторами (ДИ). К объекту можно обратиться только посредством ДИ. Разные интерфейсы могут предоставлять разные методы и быть доступными для разных объектов.

Каждый контейнер позволяет опросить набор ДИ объектов-компонентов, удовлетворяющих некоторому условию. Возвращаемый результат в общем случае зависит от вызывающего объекта.

Объекты изолированы друг от друга. Единственным видом межобъектного взаимодействия является вызов метода.

Предполагается, что используются надежные средства аутентификации и защиты коммуникаций. В плане разграничения доступа локальные и удаленные вызовы не различаются.

Предполагается также, что разрешение или запрет на доступ не зависят от возможного параллельного выполнения методов (синхронизация представляет отдельную проблему, которая здесь не рассматривается).

Разграничивается доступ к интерфейсам объектов, а также к методам объектов (с учетом значений фактических параметров вызова). Правила разграничения доступа (ПРД) задаются в виде предикатов над объектами.

Рассматривается задача разграничения доступа для выделенного контейнера CC, компонентами которого должны являться вызывающий и/или вызываемый объекты. ДИ этого контейнера полагается общеизвестным. Считается также, что между внешними по отношению к выделенному контейнеру объектами возможны любые вызовы.

Выполнение ПРД контролируется монитором обращений.

При вызове метода мы будем разделять действия, производимые вызывающим объектом (инициация вызова) и вызываемым методом (прием и завершение вызова).

При инициации вызова может производиться преобразование ДИ фактических параметров к виду, доступному вызываемому методу ("трансляция интерфейса"). Трансляция может иметь место, если вызываемый объект не входит в тот же контейнер, что и вызывающий.

Параметры методов могут быть входными и/или выходными. При приеме вызова возникает информационный поток из входных параметров в вызываемый объект. В момент завершения вызова возникает информационный поток из вызываемого объекта в выходные параметры. Эти потоки могут фигурировать в правилах разграничения доступа.

Структурируем множество всех ПРД, выделив четыре группы правил:

политика безопасности контейнера; ограничения на вызываемый метод; ограничения на вызывающий метод;

добровольно налагаемые ограничения.

Правила, общие для всех объектов, входящих в контейнер C, назовем политикой безопасности данного контейнера.

Пусть метод M1 объекта O1 в точке P1 своего выполнения должен вызвать метод M объекта O. Правила, которым должен удовлетворять M, можно разделить на четыре следующие подгруппы:

правила, описывающие требования к формальным параметрам вызова; правила, описывающие требования к семантике M; реализационные правила, накладывающие ограничения на возможные реализации M; правила, накладывающие ограничения на вызываемый объект O.

Метод M объекта O, потенциально доступный для вызова, может предъявлять к вызывающему объекту следующие группы требований:

правила, описывающие требования к фактическим параметрам вызова; правила, накладывающие ограничения на вызывающий объект.

Можно выделить три разновидности предикатов, соответствующих семантике и/или особенностям реализации методов:

утверждения о фактических параметрах вызова метода M в точке P1; предикат, описывающий семантику метода M; предикат, описывающий особенности реализации метода M.

Перечисленные ограничения можно назвать добровольными, поскольку они соответствуют реальному поведению объектов и не связаны с какими-либо внешними требованиями.

Предложенная постановка задачи разграничения доступа соответствует современному этапу развития программирования, она позволяет выразить сколь угодно сложную политику безопасности, найти баланс между богатством выразительных возможностей и эффективностью работы монитора обращений.

<

Цифровые сертификаты

При использовании асимметричных методов шифрования (и, в частности, электронной цифровой подписи) необходимо иметь гарантию подлинности пары (имя пользователя, открытый ключ пользователя). Для решения этой задачи в спецификациях X.509 вводятся понятия цифрового сертификата и удостоверяющего центра.

Удостоверяющий центр – это компонент глобальной службы каталогов, отвечающий за управление криптографическими ключами пользователей. Открытые ключи и другая информация о пользователях хранится удостоверяющими центрами в виде цифровых сертификатов, имеющих следующую структуру:

порядковый номер сертификата;идентификатор алгоритма электронной подписи;имя удостоверяющего центра;срок годности;имя владельца сертификата (имя пользователя, которому принадлежит сертификат);открытые ключи владельца сертификата (ключей может быть несколько);идентификаторы алгоритмов, ассоциированных с открытыми ключами владельца сертификата;электронная подпись, сгенерированная с использованием секретного ключа удостоверяющего центра (подписывается результат хэширования всей информации, хранящейся в сертификате).

Цифровые сертификаты обладают следующими свойствами:

любой пользователь, знающий открытый ключ удостоверяющего центра, может узнать открытые ключи других клиентов центра и проверить целостность сертификата;никто, кроме удостоверяющего центра, не может модифицировать информацию о пользователе без нарушения целостности сертификата.

В спецификациях X.509 не описывается конкретная процедура генерации криптографических ключей и управления ими, однако даются некоторые общие рекомендации. В частности, оговаривается, что пары ключей могут порождаться любым из следующих способов:

ключи может генерировать сам пользователь. В таком случае секретный ключ не попадает в руки третьих лиц, однако нужно решать задачу безопасной связи с удостоверяющим центром;ключи генерирует доверенное лицо. В таком случае приходится решать задачи безопасной доставки секретного ключа владельцу и предоставления доверенных данных для создания сертификата;ключи генерируются удостоверяющим центром. В таком случае остается только задача безопасной передачи ключей владельцу.

Цифровые сертификаты в формате X.509 версии 3 стали не только формальным, но и фактическим стандартом, поддерживаемым многочисленными удостоверяющими центрами.

<

Функциональные компоненты и архитектура

В составе средств активного аудита можно выделить следующие функциональные компоненты:

компоненты генерации регистрационной информации. Они находятся на стыке между средствами активного аудита и контролируемыми объектами;компоненты хранения сгенерированной регистрационной информации;компоненты извлечения регистрационной информации (сенсоры). Обычно различают сетевые и хостовые сенсоры, имея в виду под первыми выделенные компьютеры, сетевые карты которых установлены в режим прослушивания, а под вторыми – программы, читающие регистрационные журналы операционной системы. На наш взгляд, с развитием коммутационных технологий это различие постепенно стирается, так как сетевые сенсоры приходится устанавливать в активном сетевом оборудовании и, по сути, они становятся частью сетевой ОС;компоненты просмотра регистрационной информации. Могут помочь при принятии решения о реагировании на подозрительную активность;компоненты анализа информации, поступившей от сенсоров. В соответствии с данным выше определением средств активного аудита, выделяют пороговый анализатор, анализатор нарушений политики безопасности, экспертную систему, выявляющую сигнатуры атак, а также статистический анализатор, обнаруживающий нетипичное поведение;компоненты хранения информации, участвующей в анализе. Такое хранение необходимо, например, для выявления атак, протяженных во времени;компоненты принятия решений и реагирования ("решатели"). "Решатель" может получать информацию не только от локальных, но и от внешних анализаторов, проводя так называемый корреляционный анализ распределенных событий;компоненты хранения информации о контролируемых объектах. Здесь могут храниться как пассивные данные, так и методы, необходимые, например, для извлечения из объекта регистрационной информации или для реагирования;компоненты, играющие роль организующей оболочки для менеджеров активного аудита, называемые мониторами и объединяющие анализаторы, "решатели", хранилище описаний объектов и интерфейсные компоненты.
В число последних входят компоненты интерфейса с другими мониторами, как равноправными, так и входящими в иерархию. Такие интерфейсы необходимы, например, для выявления распределенных, широкомасштабных атак;компоненты интерфейса с администратором безопасности.

Средства активного аудита строятся в архитектуре менеджер/агент. Основными агентскими компонентами являются сенсоры. Анализ, принятие решений – функции менеджеров. Очевидно, между менеджерами и агентами должны быть сформированы доверенные каналы.

Подчеркнем важность интерфейсных компонентов. Они полезны как с внутренней для средств активного аудита точки зрения (обеспечивают расширяемость, подключение компонентов различных производителей), так и с внешней точки зрения. Между менеджерами (между компонентами анализа и "решателями") могут существовать горизонтальные связи, необходимые для анализа распределенной активности. Возможно также формирование иерархий средств активного аудита с вынесением на верхние уровни информации о наиболее масштабной и опасной активности.

Обратим также внимание на архитектурную общность средств активного аудита и управления, являющуюся следствием общности выполняемых функций. Продуманные интерфейсные компоненты могут существенно облегчить совместную работу этих средств.

Контроль целостности

Криптографические методы позволяют надежно контролировать целостность как отдельных порций данных, так и их наборов (таких как поток сообщений); определять подлинность источника данных; гарантировать невозможность отказаться от совершенных действий ("неотказуемость").

В основе криптографического контроля целостности лежат два понятия:

хэш-функция;

электронная цифровая подпись (ЭЦП).

Хэш-функция – это труднообратимое преобразование данных (односторонняя функция), реализуемое, как правило, средствами симметричного шифрования со связыванием блоков. Результат шифрования последнего блока (зависящий от всех предыдущих) и служит результатом хэш-функции.

Пусть имеются данные, целостность которых нужно проверить, хэш-функция и ранее вычисленный результат ее применения к исходным данным (так называемый дайджест). Обозначим хэш-функцию через h, исходные данные – через T, проверяемые данные – через T'. Контроль целостности данных сводится к проверке равенства h(T') = h(T). Если оно выполнено, считается, что T' = T. Совпадение дайджестов для различных данных называется коллизией. В принципе, коллизии, конечно, возможны, поскольку мощность множества дайджестов меньше, чем мощность множества хэшируемых данных, однако то, что h есть функция односторонняя, означает, что за приемлемое время специально организовать коллизию невозможно.

Рассмотрим теперь применение асимметричного шифрования для выработки и проверки электронной цифровой подписи. Пусть E(T) обозначает результат зашифрования текста T с помощью открытого ключа, а D(T) – результат расшифрования текста Т (как правило, шифрованного) с помощью секретного ключа. Чтобы асимметричный метод мог применяться для реализации ЭЦП, необходимо выполнение тождества

E(D(T)) = D(E(T)) = T

На рис. 11.5 показана процедура выработки электронной цифровой подписи, состоящая в шифровании преобразованием D дайджеста h(T).

Рис. 11.5.  Выработка электронной цифровой подписи.

Проверка ЭЦП может быть реализована так, как показано на рис. 11.6.

Рис. 11.6.  Проверка электронной цифровой подписи.

Из равенства

E(S') = h(T')

следует, что S' = D(h(T')) (для доказательства достаточно применить к обеим частям преобразование D и вычеркнуть в левой части тождественное преобразование D(E())). Таким образом, электронная цифровая подпись защищает целостность сообщения и удостоверяет личность отправителя, то есть защищает целостность источника данных и служит основой неотказуемости.

Два российских стандарта, ГОСТ Р 34.10-94 "Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма" и ГОСТ Р 34.11-94 "Функция хэширования", объединенные общим заголовком "Информационная технология. Криптографическая защита информации", регламентируют вычисление дайджеста и реализацию ЭЦП. В сентябре 2001 года был утвержден, а 1 июля 2002 года вступил в силу новый стандарт ЭЦП – ГОСТ Р 34.10-2001, разработанный специалистами ФАПСИ.

Для контроля целостности последовательности сообщений (то есть для защиты от кражи, дублирования и переупорядочения сообщений) применяют временные штампы и нумерацию элементов последовательности, при этом штампы и номера включают в подписываемый текст.

Основные понятия

Под протоколированием понимается сбор и накопление информации о событиях, происходящих в информационной системе. У каждого сервиса свой набор возможных событий, но в любом случае их можно разделить на внешние (вызванные действиями других сервисов), внутренние (вызванные действиями самого сервиса) и клиентские (вызванные действиями пользователей и администраторов).

Аудит – это анализ накопленной информации, проводимый оперативно, в реальном времени или периодически (например, раз в день). Оперативный аудит с автоматическим реагированием на выявленные нештатные ситуации называется активным.

Реализация протоколирования и аудита решает следующие задачи:

обеспечение подотчетности пользователей и администраторов;обеспечение возможности реконструкции последовательности событий;обнаружение попыток нарушений информационной безопасности;предоставление информации для выявления и анализа проблем.

Протоколирование требует для своей реализации здравого смысла. Какие события регистрировать? С какой степенью детализации? На подобные вопросы невозможно дать универсальные ответы. Необходимо следить за тем, чтобы, с одной стороны, достигались перечисленные выше цели, а, с другой, расход ресурсов оставался в пределах допустимого. Слишком обширное или подробное протоколирование не только снижает производительность сервисов (что отрицательно сказывается на доступности), но и затрудняет аудит, то есть не увеличивает, а уменьшает информационную безопасность.

Разумный подход к упомянутым вопросам применительно к операционным системам предлагается в "Оранжевой книге", где выделены следующие события:

вход в систему (успешный или нет);выход из системы;обращение к удаленной системе;операции с файлами (открыть, закрыть, переименовать, удалить);смена привилегий или иных атрибутов безопасности (режима доступа, уровня благонадежности пользователя и т.п.).

При протоколировании события рекомендуется записывать, по крайней мере, следующую информацию:

дата и время события;уникальный идентификатор пользователя – инициатора действия;тип события;результат действия (успех или неудача); источник запроса (например, имя терминала);имена затронутых объектов (например, открываемых или удаляемых файлов);описание изменений, внесенных в базы данных защиты (например, новая метка безопасности объекта).

Еще одно важное понятие, фигурирующее в "Оранжевой книге", – выборочное протоколирование, как в отношении пользователей (внимательно следить только за подозрительными), так и в отношении событий.

Характерная особенность протоколирования и аудита – зависимость от других средств безопасности. Идентификация и аутентификация служат отправной точкой подотчетности пользователей, логическое управление доступом защищает конфиденциальность и целостность регистрационной информации. Возможно, для защиты привлекаются и криптографические методы.

Возвращаясь к целям протоколирования и аудита, отметим, что обеспечение подотчетности важно в первую очередь как сдерживающее средство. Если пользователи и администраторы знают, что все их действия фиксируются, они, возможно, воздержатся от незаконных операций. Очевидно, если есть основания подозревать какого-либо пользователя в нечестности, можно регистрировать все его действия, вплоть до каждого нажатия клавиши. При этом обеспечивается не только возможность расследования случаев нарушения режима безопасности, но и откат некорректных изменений (если в протоколе присутствуют данные до и после модификации). Тем самым защищается целостность информации.

Реконструкция последовательности событий позволяет выявить слабости в защите сервисов, найти виновника вторжения, оценить масштабы причиненного ущерба и вернуться к нормальной работе.

Обнаружение попыток нарушений информационной безопасности – функция активного аудита, о котором пойдет речь в следующем разделе. Обычный аудит позволяет выявить подобные попытки с опозданием, но и это оказывается полезным. В свое время поимка немецких хакеров, действовавших по заказу КГБ, началась с выявления подозрительного расхождения в несколько центов в ежедневном отчете крупного вычислительного центра.

Выявление и анализ проблем могут помочь улучшить такой параметр безопасности, как доступность. Обнаружив узкие места, можно попытаться переконфигурировать или перенастроить систему, снова измерить производительность и т.д.

Непросто осуществить организацию согласованного протоколирования и аудита в распределенной разнородной системе. Во-первых, некоторые компоненты, важные для безопасности (например, маршрутизаторы), могут не обладать своими ресурсами протоколирования; в таком случае их нужно экранировать другими сервисами, которые возьмут протоколирование на себя. Во-вторых, необходимо увязывать между собой события в разных сервисах.



Нетипичное поведение выявляется статистическими методами. В простейшем случае применяют систему порогов, превышение которых является подозрительным. (Впрочем, "пороговый" метод можно трактовать и как вырожденный случай сигнатуры атаки, и как тривиальный способ выражения политики безопасности.) В более развитых системах производится сопоставление долговременных характеристик работы (называемых долгосрочным профилем) с краткосрочными профилями. (Здесь можно усмотреть аналогию биометрической аутентификации по поведенческим характеристикам.)

Применительно к средствам активного аудита различают ошибки первого и второго рода: пропуск атак и ложные тревоги, соответственно. Нежелательность ошибок первого рода очевидна; ошибки второго рода не менее неприятны, поскольку отвлекают администратора безопасности от действительно важных дел, косвенно способствуя пропуску атак.

Достоинства сигнатурного метода – высокая производительность, малое число ошибок второго рода, обоснованность решений. Основной недостаток – неумение обнаруживать неизвестные атаки и вариации известных атак.

Основные достоинства статистического подхода – универсальность и обоснованность решений, потенциальная способность обнаруживать неизвестные атаки, то есть минимизация числа ошибок первого рода. Минусы заключаются в относительно высокой доле ошибок второго рода, плохой работе в случае, когда неправомерное поведение является типичным, когда типичное поведение плавно меняется от легального к неправомерному, а также в случаях, когда типичного поведения нет (как показывает статистика, таких пользователей примерно 5-10%).

Средства активного аудита могут располагаться на всех линиях обороны информационной системы. На границе контролируемой зоны они могут обнаруживать подозрительную активность в точках подключения к внешним сетям (не только попытки нелегального проникновения, но и действия по "прощупыванию" сервисов безопасности). В корпоративной сети, в рамках информационных сервисов и сервисов безопасности, активный аудит в состоянии обнаружить и пресечь подозрительную активность внешних и внутренних пользователей, выявить проблемы в работе сервисов, вызванные как нарушениями безопасности, так и аппаратно-программными ошибками.Важно отметить, что активный аудит, в принципе, способен обеспечить защиту от атак на доступность.

К сожалению, формулировка "в принципе, способен обеспечить защиту" не случайна. Активный аудит развивается более десяти лет, и первые результаты казались весьма многообещающими. Довольно быстро удалось реализовать распознавание простых типовых атак, однако затем было выявлено множество проблем, связанных с обнаружением заранее неизвестных атак, атак распределенных, растянутых во времени и т.п. Было бы наивно ожидать полного решения подобных проблем в ближайшее время. (Оперативное пополнение базы сигнатур атак таким решением, конечно, не является.) Тем не менее, и на нынешней стадии развития активный аудит полезен как один из рубежей (вернее, как набор прослоек) эшелонированной обороны.

Шифрование

Мы приступаем к рассмотрению криптографических сервисов безопасности, точнее, к изложению элементарных сведений, помогающих составить общее представление о компьютерной криптографии и ее месте в общей архитектуре информационных систем.

Криптография необходима для реализации, по крайней мере, трех сервисов безопасности:

шифрование;контроль целостности;аутентификация (этот сервис был рассмотрен нами ранее).

Шифрование – наиболее мощное средство обеспечения конфиденциальности. Во многих отношениях оно занимает центральное место среди программно-технических регуляторов безопасности, являясь основой реализации многих из них, и в то же время последним (а подчас и единственным) защитным рубежом. Например, для портативных компьютеров только шифрование позволяет обеспечить конфиденциальность данных даже в случае кражи.

В большинстве случаев и шифрование, и контроль целостности играют глубоко инфраструктурную роль, оставаясь прозрачными и для приложений, и для пользователей. Типичное место этих сервисов безопасности – на сетевом и транспортном уровнях реализации стека сетевых протоколов.

Различают два основных метода шифрования: симметричный и асимметричный. В первом из них один и тот же ключ (хранящийся в секрете) используется и для зашифрования, и для расшифрования данных. Разработаны весьма эффективные (быстрые и надежные) методы симметричного шифрования. Существует и национальный стандарт на подобные методы – ГОСТ 28147-89 "Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования".

Рис. 11.1 иллюстрирует использование симметричного шифрования. Для определенности мы будем вести речь о защите сообщений, хотя события могут развиваться не только в пространстве, но и во времени, когда зашифровываются и расшифровываются никуда не перемещающиеся файлы.

Рис. 11.1.  Использование симметричного метода шифрования.

Основным недостатком симметричного шифрования является то, что секретный ключ должен быть известен и отправителю, и получателю.
С одной стороны, это создает новую проблему распространения ключей. С другой стороны, получатель на основании наличия зашифрованного и расшифрованного сообщения не может доказать, что он получил это сообщение от конкретного отправителя, поскольку такое же сообщение он мог сгенерировать самостоятельно.

В асимметричных методах используются два ключа. Один из них, несекретный (он может публиковаться вместе с другими открытыми сведениями о пользователе), применяется для шифрования, другой (секретный, известный только получателю) – для расшифрования. Самым популярным из асимметричных является метод RSA (Райвест, Шамир, Адлеман), основанный на операциях с большими (скажем, 100-значными) простыми числами и их произведениями.

Проиллюстрируем использование асимметричного шифрования (см. рис. 11.2).

Рис. 11.2.  Использование асимметричного метода шифрования.

Существенным недостатком асимметричных методов шифрования является их низкое быстродействие, поэтому данные методы приходится сочетать с симметричными (асимметричные методы на 3 – 4 порядка медленнее). Так, для решения задачи эффективного шифрования с передачей секретного ключа, использованного отправителем, сообщение сначала симметрично зашифровывают случайным ключом, затем этот ключ зашифровывают открытым асимметричным ключом получателя, после чего сообщение и ключ отправляются по сети.

Рис. 11.3 иллюстрирует эффективное шифрование, реализованное путем сочетания симметричного и асимметричного методов.

На рис. 11.4 показано расшифрование эффективно зашифрованного сообщения.

Отметим, что асимметричные методы позволили решить важную задачу совместной выработки секретных ключей (это существенно, если стороны не доверяют друг другу), обслуживающих сеанс взаимодействия, при изначальном отсутствии общих секретов. Для этого используется алгоритм Диффи-Хелмана.


Рис. 11.3.  Эффективное шифрование сообщения.


Рис. 11.4.  Расшифрование эффективно зашифрованного сообщения.



Определенное распространение получила разновидность симметричного шифрования, основанная на использовании составных ключей. Идея состоит в том, что секретный ключ делится на две части, хранящиеся отдельно. Каждая часть сама по себе не позволяет выполнить расшифрование. Если у правоохранительных органов появляются подозрения относительно лица, использующего некоторый ключ, они могут в установленном порядке получить половинки ключа и дальше действовать обычным для симметричного расшифрования образом.

Порядок работы с составными ключами – хороший пример следования принципу разделения обязанностей. Он позволяет сочетать права на разного рода тайны (персональную, коммерческую) с возможностью эффективно следить за нарушителями закона, хотя, конечно, здесь очень много тонкостей и технического, и юридического плана.

Многие криптографические алгоритмы в качестве одного из параметров требуют псевдослучайное значение, в случае предсказуемости которого в алгоритме появляется уязвимость (подобное уязвимое место было обнаружено в некоторых вариантах Web-навигаторов). Генерация псевдослучайных последовательностей – важный аспект криптографии, на котором мы, однако, останавливаться не будем.

Более подробную информацию о компьютерной криптографии можно почерпнуть из статьи Г. Семенова "Не только шифрование, или Обзор криптотехнологий" (Jet Info, 2001, 3).

Анализ защищенности

Сервис анализа защищенности предназначен для выявления уязвимых мест с целью их оперативной ликвидации. Сам по себе этот сервис ни от чего не защищает, но помогает обнаружить (и устранить) пробелы в защите раньше, чем их сможет использовать злоумышленник. В первую очередь, имеются в виду не архитектурные (их ликвидировать сложно), а "оперативные" бреши, появившиеся в результате ошибок администрирования или из-за невнимания к обновлению версий программного обеспечения.

Системы анализа защищенности (называемые также сканерами защищенности), как и рассмотренные выше средства активного аудита, основаны на накоплении и использовании знаний. В данном случае имеются в виду знания о пробелах в защите: о том, как их искать, насколько они серьезны и как их устранять.

Соответственно, ядром таких систем является база уязвимых мест, которая определяет доступный диапазон возможностей и требует практически постоянной актуализации.

В принципе, могут выявляться бреши самой разной природы: наличие вредоносного ПО (в частности, вирусов), слабые пароли пользователей, неудачно сконфигурированные операционные системы, небезопасные сетевые сервисы, неустановленные заплаты, уязвимости в приложениях и т.д. Однако наиболее эффективными являются сетевые сканеры (очевидно, в силу доминирования семейства протоколов TCP/IP), а также антивирусные средства. Антивирусную защиту мы причисляем к средствам анализа защищенности, не считая ее отдельным сервисом безопасности.

Сканеры могут выявлять уязвимые места как путем пассивного анализа, то есть изучения конфигурационных файлов, задействованных портов и т.п., так и путем имитации действий атакующего. Некоторые найденные уязвимые места могут устраняться автоматически (например, лечение зараженных файлов), о других сообщается администратору.

Системы анализа защищенности снабжены традиционным "технологическим сахаром": автообнаружением компонентов анализируемой ИС и графическим интерфейсом (помогающим, в частности, эффективно работать с протоколом сканирования).

С возможностями свободно распространяемого сканера Nessus можно ознакомиться, прочитав статью "Сканер защищенности Nessus: уникальное предложение на российском рынке" (Jet Info, 2000, 10).

Контроль, обеспечиваемый системами анализа защищенности, носит реактивный, запаздывающий характер, он не защищает от новых атак, однако следует помнить, что оборона должна быть эшелонированной, и в качестве одного из рубежей контроль защищенности вполне адекватен. Отметим также, что подавляющее большинство атак носит рутинный характер; они возможны только потому, что известные бреши в защите годами остаются неустраненными.

<

Архитектурные аспекты

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 нелегального получения 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. 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.). Единственный перспективный путь связан с разработкой специализированных сервисов безопасности, 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 располагается между защищаемой (внутренней) сетью и внешней средой (внешними сетями или другими сегментами корпоративной сети). В первом случае говорят о внешнем МЭ, во втором – о внутреннем. В зависимости от точки зрения, внешний межсетевой экран можно считать первой или последней (но никак не единственной) линией обороны. Первой – если смотреть на мир глазами внешнего злоумышленника. Последней – если стремиться к защищенности всех компонентов корпоративной сети и пресечению неправомерных действий внутренних пользователей.

Межсетевой экран – идеальное место для встраивания средств активного аудита. С одной стороны, и на первом, и на последнем защитном рубеже выявление подозрительной активности по-своему важно. С другой стороны, МЭ способен реализовать сколь угодно мощную реакцию на подозрительную активность, вплоть до разрыва связи с внешней средой. Правда, нужно отдавать себе отчет в том, что соединение двух сервисов безопасности в принципе может создать брешь, способствующую атакам на доступность.

На межсетевой экран целесообразно возложить идентификацию/аутентификацию внешних пользователей, нуждающихся в доступе к корпоративным ресурсам (с поддержкой концепции единого входа в сеть).

В силу принципов эшелонированности обороны для защиты внешних подключений обычно используется двухкомпонентное экранирование (см. рис. 12.3). Первичная фильтрация (например, блокирование пакетов управляющего протокола SNMP, опасного атаками на доступность, или пакетов с определенными IP-адресами, включенными в "черный список") осуществляется граничным маршрутизатором (см. также следующий раздел), за которым располагается так называемая демилитаризованная зона (сеть с умеренным доверием безопасности, куда выносятся внешние информационные сервисы организации – Web, электронная почта и т.п.) и основной МЭ, защищающий внутреннюю часть корпоративной сети.


Рис. 12.3.  Двухкомпонентное экранирование с демилитаризованной зоной.

Теоретически межсетевой экран (особенно внутренний) должен быть многопротокольным, однако на практике доминирование семейства протоколов TCP/IP столь велико, что поддержка других протоколов представляется излишеством, вредным для безопасности (чем сложнее сервис, тем он более уязвим).

Вообще говоря, и внешний, и внутренний межсетевой экран может стать узким местом, поскольку объем сетевого трафика имеет тенденцию быстрого роста. Один из подходов к решению этой проблемы предполагает разбиение МЭ на несколько аппаратных частей и организацию специализированных серверов-посредников. Основной межсетевой экран может проводить грубую классификацию входящего трафика по видам и передоверять фильтрацию соответствующим посредникам (например, посреднику, анализирующему HTTP-трафик). Исходящий трафик сначала обрабатывается сервером-посредником, который может выполнять и функционально полезные действия, такие как кэширование страниц внешних Web-серверов, что снижает нагрузку на сеть вообще и основной МЭ в частности.

Ситуации, когда корпоративная сеть содержит лишь один внешний канал, являются скорее исключением, чем правилом.


Напротив, типична ситуация, при которой корпоративная сеть состоит из нескольких территориально разнесенных сегментов, каждый из которых подключен к Internet. 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.

Противоположностью составным корпоративным МЭ (или их компонентами) являются персональные межсетевые экраны и персональные экранирующие устройства. Первые являются программными продуктами, которые устанавливаются на персональные компьютеры и защищают только их. Вторые реализуются на отдельных устройствах и защищают небольшую локальную сеть, такую как сеть домашнего офиса.

При развертывании межсетевых экранов следует соблюдать рассмотренные нами ранее принципы архитектурной безопасности, в первую очередь позаботившись о простоте и управляемости, об эшелонированности обороны, а также о невозможности перехода в небезопасное состояние. Кроме того, следует принимать во внимание не только внешние, но и внутренние угрозы.

Классификация межсетевых экранов

При рассмотрении любого вопроса, касающегося сетевых технологий, основой служит семиуровневая эталонная модель ISO/OSI. Межсетевые экраны также целесообразно классифицировать по уровню фильтрации – канальному, сетевому, транспортному или прикладному. Соответственно, можно говорить об экранирующих концентраторах (мостах, коммутаторах) (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.

Фильтрация информационных потоков осуществляется межсетевыми экранами на основе набора правил, являющихся выражением сетевых аспектов политики безопасности организации. В этих правилах, помимо информации, содержащейся в фильтруемых потоках, могут фигурировать данные, полученные из окружения, например, текущее время, количество активных соединений, порт, через который поступил сетевой запрос, и т.д. Таким образом, в межсетевых экранах используется очень мощный логический подход к разграничению доступа.

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 МЭ, тем более содержательная информация ему доступна и, следовательно, тем тоньше и надежнее он может быть сконфигурирован.

Экранирующие маршрутизаторы (и концентраторы) имеют дело с отдельными пакетами данных, поэтому иногда их называют пакетными фильтрами. Решения о том, пропустить или задержать данные, принимаются для каждого пакета независимо, на основании анализа адресов и других полей заголовков сетевого (канального) и, быть может, транспортного уровней. Еще один важный компонент анализируемой информации – порт, через который поступил пакет.

Экранирующие концентраторы являются средством не столько разграничения доступа, сколько оптимизации работы локальной сети за счет организации так называемых виртуальных локальных сетей.
Последние можно считать важным результатом применения внутреннего межсетевого экранирования.

Современные маршрутизаторы позволяют связывать с каждым портом несколько десятков правил и фильтровать пакеты как на входе, так и на выходе. В принципе, в качестве пакетного фильтра может использоваться и универсальный компьютер, снабженный несколькими сетевыми картами.

Основные достоинства экранирующих маршрутизаторов – доступная цена (на границе сетей маршрутизатор нужен практически всегда, вопрос лишь в том, как задействовать его экранирующие возможности) и прозрачность для более высоких уровней модели OSI. Основной недостаток – ограниченность анализируемой информации и, как следствие, относительная слабость обеспечиваемой защиты.

Транспортное экранирование позволяет контролировать процесс установления виртуальных соединений и передачу информации по ним. С точки зрения реализации экранирующий транспорт представляет собой довольно простую, а значит, надежную программу.

По сравнению с пакетными фильтрами, транспортное экранирование обладает большей информацией, поэтому соответствующий МЭ может осуществлять более тонкий контроль за виртуальными соединениями (например, он способен отслеживать количество передаваемой информации и разрывать соединения после превышения определенного порога, препятствуя тем самым несанкционированному экспорту информации). Аналогично, возможно накопление более содержательной регистрационной информации. Главный недостаток – сужение области применения, поскольку вне контроля остаются датаграммные протоколы. Обычно транспортное экранирование применяют в сочетании с другими подходами, как важный дополнительный элемент.

Межсетевой экран, функционирующий на прикладном уровне, способен обеспечить наиболее надежную защиту. Как правило, подобный МЭ представляет собой универсальный компьютер, на котором функционируют экранирующие агенты, интерпретирующие протоколы прикладного уровня (HTTP, FTP, SMTP, telnet и т.д.) в той степени, которая необходима для обеспечения безопасности.



При использовании прикладных МЭ, помимо фильтрации, реализуется еще один важнейший аспект экранирования. Субъекты из внешней сети видят только шлюзовой компьютер; соответственно, им доступна только та информация о внутренней сети, которую он считает нужным экспортировать. Прикладной МЭ на самом деле экранирует, то есть заслоняет, внутреннюю сеть от внешнего мира. В то же время, субъектам внутренней сети кажется, что они напрямую общаются с объектами внешнего мира. Недостаток прикладных МЭ – отсутствие полной прозрачности, требующее специальных действий для поддержки каждого прикладного протокола.

Если организация располагает исходными текстами прикладного МЭ и в состоянии эти тексты модифицировать, перед ней открываются чрезвычайно широкие возможности по настройке экрана с учетом собственных нужд. Дело в том, что при разработке систем клиент/сервер в многозвенной архитектуре появляются специфические прикладные протоколы, нуждающиеся в защите не меньше стандартных. Подход, основанный на использовании экранирующих агентов, позволяет построить такую защиту, не снижая безопасности и эффективности других приложений и не усложняя структуру связей в межсетевом экране.

Комплексные межсетевые экраны, охватывающие уровни от сетевого до прикладного, соединяют в себе лучшие свойства "одноуровневых" МЭ разных видов. Защитные функции выполняются комплексными МЭ прозрачным для приложений образом, не требуя внесения каких-либо изменений ни в существующее программное обеспечение, ни в действия, ставшие для пользователей привычными.

Комплексность МЭ может достигаться разными способами: "снизу вверх", от сетевого уровня через накопление контекста к прикладному уровню, или "сверху вниз", посредством дополнения прикладного МЭ механизмами транспортного и сетевого уровней.

Помимо выразительных возможностей и допустимого количества правил, качество межсетевого экрана определяется еще двумя очень важными характеристиками – простотой использования и собственной защищенностью.


В плане простоты использования первостепенное значение имеют наглядный интерфейс при определении 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. Имеется в виду физическая защита, идентификация и аутентификация, разграничение доступа, контроль целостности, протоколирование и аудит. При выполнении централизованного администрирования следует также позаботиться о защите информации от пассивного и активного прослушивания сети, то есть обеспечить ее (информации) целостность и конфиденциальность. Крайне важно оперативное наложение заплат, ликвидирующих выявленные уязвимые места МЭ.

Хотелось бы подчеркнуть, что природа экранирования как сервиса безопасности очень глубока. Помимо блокирования потоков данных, нарушающих политику безопасности, межсетевой экран может скрывать информацию о защищаемой сети, тем самым затрудняя действия потенциальных злоумышленников. Мощным методом сокрытия информации является трансляция "внутренних" сетевых адресов, которая попутно решает проблему расширения адресного пространства, выделенного организации.

Отметим также следующие дополнительные возможности межсетевых экранов:



контроль информационного наполнения (антивирусный контроль "на лету", верификация Java-апплетов, выявление ключевых слов в электронных сообщениях и т.п.);

выполнение функций ПО промежуточного слоя.

Особенно важным представляется последний из перечисленных аспектов. ПО промежуточного слоя, как и традиционные межсетевые экраны прикладного уровня, скрывает информацию о предоставляемых услугах.За счет этого оно может выполнять такие функции, как маршрутизация запросов и балансировка нагрузки. Представляется вполне естественным, чтобы эти возможности были реализованы в рамках межсетевого экрана. Это существенно упрощает действия по обеспечению высокой доступности экспортируемых сервисов и позволяет осуществлять переключение на резервные мощности прозрачным для внешних пользователей образом. В результате к услугам, традиционно предоставляемым межсетевыми экранами, добавляется поддержка высокой доступности сетевых сервисов.

Пример современного межсетевого экрана представлен в статье "Z-2 – универсальный межсетевой экран высшего уровня защиты" (Jet Info, 2002, 5).

Основные понятия

Формальная постановка задачи экранирования, состоит в следующем. Пусть имеется два множества информационных систем. Экран – это средство разграничения доступа клиентов из одного множества к серверам из другого множества. Экран осуществляет свои функции, контролируя все информационные потоки между двумя множествами систем (рис. 12.1). Контроль потоков состоит в их фильтрации, возможно, с выполнением некоторых преобразований.

Рис. 12.1.  Экран как средство разограничения доступа.

На следующем уровне детализации экран (полупроницаемую мембрану) удобно представлять как последовательность фильтров. Каждый из фильтров, проанализировав данные, может задержать (не пропустить) их, а может и сразу "перебросить" за экран. Кроме того, допускается преобразование данных, передача порции данных на следующий фильтр для продолжения анализа или обработка данных от имени адресата и возврат результата отправителю (рис. 12.2).

Рис. 12.2.  Экран как последовательность фильтров.

Помимо функций разграничения доступа, экраны осуществляют протоколирование обмена информацией.

Обычно экран не является симметричным, для него определены понятия "внутри" и "снаружи". При этом задача экранирования формулируется как защита внутренней области от потенциально враждебной внешней. Так, межсетевые экраны (МЭ) (предложенный автором перевод английского термина firewall) чаще всего устанавливают для защиты корпоративной сети организации, имеющей выход в Internet (см. следующий раздел).

Экранирование помогает поддерживать доступность сервисов внутренней области, уменьшая или вообще ликвидируя нагрузку, вызванную внешней активностью. Уменьшается уязвимость внутренних сервисов безопасности, поскольку первоначально злоумышленник должен преодолеть экран, где защитные механизмы сконфигурированы особенно тщательно. Кроме того, экранирующая система, в отличие от универсальной, может быть устроена более простым и, следовательно, более безопасным образом.

Экранирование дает возможность контролировать также информационные потоки, направленные во внешнюю область, что способствует поддержанию режима конфиденциальности в ИС организации.

Подчеркнем, что экранирование может использоваться как сервис безопасности не только в сетевой, но и в любой другой среде, где происходит обмен сообщениями. Важнейший пример подобной среды – объектно-ориентированные программные системы, когда для активизации методов объектов выполняется (по крайней мере, в концептуальном плане) передача сообщений. Весьма вероятно, что в будущих объектно-ориентированных средах экранирование станет одним из важнейших инструментов разграничения доступа к объектам.

Экранирование может быть частичным, защищающим определенные информационные сервисы. Экранирование электронной почты описано в статье "Контроль над корпоративной электронной почтой: система "Дозор-Джет"" (Jet Info, 2002, 5).

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 пользователь видит лишь то, что ему положено видеть. Можно провести аналогию между динамически формируемыми гипертекстовыми документами и представлениями в реляционных базах данных, с той существенной оговоркой, что в случае Web возможности существенно шире.

Экранирующая роль Web-сервиса наглядно проявляется и тогда, когда этот сервис осуществляет посреднические (точнее, интегрирующие) функции при доступе к другим ресурсам, например таблицам базы данных. Здесь не только контролируются потоки запросов, но и скрывается реальная организация данных.

Обеспечение обслуживаемости

Меры по обеспечению обслуживаемости направлены на снижение сроков диагностирования и устранения отказов и их последствий.

Для обеспечения обслуживаемости рекомендуется соблюдать следующие архитектурные принципы:

ориентация на построение информационной системы из унифицированных компонентов с целью упрощения замены отказавших частей; ориентация на решения модульной структуры с возможностью автоматического обнаружения отказов, динамического переконфигурирования аппаратных и программных средств и замены отказавших компонентов в "горячем" режиме.

Динамическое переконфигурирование преследует две основные цели:

изоляция отказавших компонентов;

сохранение работоспособности сервисов.

Изолированные компоненты образуют зону поражения реализованной угрозы. Чем меньше соответствующая зона риска, тем выше обслуживаемость сервисов. Так, при отказах блоков питания, вентиляторов и/или дисков в современных серверах зона риска ограничивается отказавшим компонентом; при отказах процессорных модулей весь сервер может потребовать перезагрузки (что способно вызвать дальнейшее расширение зоны риска). Очевидно, в идеальном случае зоны поражения и риска совпадают, и современные серверы и активное сетевое оборудование, а также программное обеспечение ведущих производителей весьма близки к этому идеалу.

Возможность программирования реакции на отказ также повышает обслуживаемость систем. Каждая организация может выбрать свою стратегию реагирования на отказы тех или иных аппаратных и программных компонентов и автоматизировать эту реакцию. Так, в простейшем случае возможна отправка сообщения системному администратору, чтобы ускорить начало ремонтных работ; в более сложном случае может быть реализована процедура "мягкого" выключения (переключения) сервиса, чтобы упростить обслуживание.

Возможность удаленного выполнения административных действий – важное направление повышения обслуживаемости, поскольку при этом ускоряется начало восстановительных мероприятий, а в идеале все работы (обычно связанные с обслуживанием программных компонентов) выполняются в удаленном режиме, без перемещения квалифицированного персонала, то есть с высоким качеством и в кратчайшие сроки. Для современных систем возможность удаленного администрирования – стандартное свойство, но важно позаботиться о его практической реализуемости в условиях разнородности конфигураций (в первую очередь клиентских). Централизованное распространение и конфигурирование программного обеспечения, управление компонентами информационной системы и диагностирование – надежный фундамент технических мер повышения обслуживаемости.

Существенный аспект повышения обслуживаемости – организация консультационной службы для пользователей (обслуживаемость пользователей), внедрение программных систем для работы этой службы, обеспечение достаточной пропускной способности каналов связи с пользователями, в том числе в режиме пиковых нагрузок.

<

Обеспечение отказоустойчивости

Основным средством повышения "живучести" является внесение избыточности в конфигурацию аппаратных и программных средств, поддерживающей инфраструктуры и персонала, резервирование технических средств и тиражирование информационных ресурсов (программ и данных).

Меры по обеспечению отказоустойчивости можно разделить на локальные и распределенные. Локальные меры направлены на достижение "живучести" отдельных компьютерных систем или их аппаратных и программных компонентов (в первую очередь с целью нейтрализации внутренних отказов ИС). Типичные примеры подобных мер – использование кластерных конфигураций в качестве платформы критичных серверов или "горячее" резервирование активного сетевого оборудования с автоматическим переключением на резерв.

Если в число рассматриваемых рисков входят серьезные аварии поддерживающей инфраструктуры, приводящие к выходу из строя производственной площадки организации, следует предусмотреть распределенные меры обеспечения живучести, такие как создание или аренда резервного вычислительного центра. При этом, помимо дублирования и/или тиражирования ресурсов, необходимо предусмотреть средства автоматического или быстрого ручного переконфигурирования компонентов ИС, чтобы обеспечить переключение с основной площадки на резервную.

Аппаратура – относительно статичная составляющая, однако было бы ошибкой полностью отказывать ей в динамичности. В большинстве организаций информационные системы находятся в постоянном развитии, поэтому на протяжении всего жизненного цикла ИС следует соотносить все изменения с необходимостью обеспечения "живучести", не забывать "тиражировать" новые и модифицированные компоненты.

Программы и данные более динамичны, чем аппаратура, и резервироваться они могут постоянно, при каждом изменении, после завершения некоторой логически замкнутой группы изменений или по истечении определенного времени.

Резервирование программ и данных может выполняться многими способами – за счет зеркалирования дисков, резервного копирования и восстановления, репликации баз данных и т.п.
Будем использовать для всех перечисленных способов термин "тиражирование".

Выделим следующие классы тиражирования:



Симметричное/асимметричное. Тиражирование называется симметричным, если все серверы, предоставляющие данный сервис, могут изменять принадлежащую им информацию и передавать изменения другим серверам. В противном случае тиражирование называется асимметричным.

Синхронное/асинхронное. Тиражирование называется синхронным, если изменение передается всем экземплярам сервиса в рамках одной распределенной транзакции. В противном случае тиражирование называется асинхронным.

Осуществляемое средствами сервиса, хранящего информацию/внешними средствами.

Рассмотрим, какие способы тиражирования предпочтительнее.

Безусловно, следует предпочесть стандартные средства тиражирования, встроенные в сервис.

Асимметричное тиражирование теоретически проще симметричного, поэтому целесообразно выбрать асимметрию.

Труднее всего выбрать между синхронным и асинхронным тиражированием. Синхронное идейно проще, но его реализация может быть тяжеловесной и сложной, хотя это внутренняя сложность сервиса, невидимая для приложений. Асинхронное тиражирование устойчивее к отказам в сети, оно меньше влияет на работу основного сервиса.

Чем надежнее связь между серверами, вовлеченными в процесс тиражирования, чем меньше время, отводимое на переключение с основного сервера на резервный, чем жестче требования к актуальности информации, тем более предпочтительным оказывается синхронное тиражирование.

С другой стороны, недостатки асинхронного тиражирования могут компенсироваться процедурными и программными мерами, направленными на контроль целостности информации в распределенной ИС. Сервисы, входящие в состав ИС, в состоянии обеспечить ведение и хранение журналов транзакций, с помощью которых можно выявлять операции, утерянные при переключении на резервный сервер. Даже в условиях неустойчивой связи с удаленными филиалами организации подобная проверка в фоновом режиме займет не более нескольких часов, поэтому асинхронное тиражирование может использоваться практически в любой ИС.



Асинхронное тиражирование может производиться на сервер, работающий в режиме "горячего" резерва, возможно, даже обслуживающего часть пользовательских запросов, или на сервер, работающий в режиме "теплого" резерва, когда изменения периодически "накатываются", но сам резервный сервер запросов не обслуживает.

Достоинство "теплого" резервирования в том, что его можно реализовать, оказывая меньшее влияние на основной сервер. Это влияние вообще может быть сведено к нулю, если асинхронное тиражирование осуществляется путем передачи инкрементальных копий с основного сервера (резервное копирование необходимо выполнять в любом случае).

Основной недостаток "теплого" резерва состоит в длительном времени включения, что может быть неприемлемо для "тяжелых" серверов, таких как кластерная конфигурация сервера СУБД. Здесь необходимо проводить измерения в условиях, близких к реальным.

Второй недостаток "теплого" резерва вытекает из опасности малых изменений. Может оказаться, что в самый нужный момент срочный перевод резерва в штатный режим невозможен.

Учитывая приведенные соображения, следует в первую очередь рассматривать возможность "горячего" резервирования, либо тщательно контролировать использование "теплого" резерва и регулярно (не реже одного раза в неделю) проводить пробные переключения резерва в "горячий" режим.

Основные понятия

Информационная система предоставляет своим пользователям определенный набор услуг (сервисов). Говорят, что обеспечен нужный уровень доступности этих сервисов, если следующие показатели находятся в заданных пределах:

Эффективность услуг. Эффективность услуги определяется в терминах максимального времени обслуживания запроса, количества поддерживаемых пользователей и т.п. Требуется, чтобы эффективность не опускалась ниже заранее установленного порога.

Время недоступности. Если эффективность информационной услуги не удовлетворяет наложенным ограничениям, услуга считается недоступной. Требуется, чтобы максимальная продолжительность периода недоступности и суммарное время недоступности за некоторой период (месяц, год) не превышали заранее заданных пределов.

В сущности, требуется, чтобы информационная система почти всегда работала с нужной эффективностью. Для некоторых критически важных систем (например, систем управления) время недоступности должно быть нулевым, без всяких "почти". В таком случае говорят о вероятности возникновения ситуации недоступности и требуют, чтобы эта вероятность не превышала заданной величины. Для решения данной задачи создавались и создаются специальные отказоустойчивые системы, стоимость которых, как правило, весьма высока.

К подавляющему большинству коммерческих систем предъявляются менее жесткие требования, однако современная деловая жизнь и здесь накладывает достаточно суровые ограничения, когда число обслуживаемых пользователей может измеряться тысячами, время ответа не должно превышать нескольких секунд, а время недоступности – нескольких часов в год.

Задачу обеспечения высокой доступности необходимо решать для современных конфигураций, построенных в технологии клиент/сервер. Это означает, что в защите нуждается вся цепочка – от пользователей (возможно, удаленных) до критически важных серверов (в том числе серверов безопасности).

Основные угрозы доступности были рассмотрены нами ранее.

В соответствии с ГОСТ 27.002, под отказом понимается событие, которое заключается в нарушении работоспособности изделия.
В контексте данной работы изделие – это информационная система или ее компонент.

В простейшем случае можно считать, что отказы любого компонента составного изделия ведут к общему отказу, а распределение отказов во времени представляет собой простой пуассоновский поток событий. В таком случае вводят понятие интенсивности отказов и среднего времени наработки на отказ, которые связаны между собой соотношением

Рис. 13.1. 

где i – номер компонента,

?

i– интенсивность отказов,

T

i – среднее время наработки на отказ.

Интенсивности отказов независимых компонентов складываются:


Рис. 13.2. 

а среднее время наработки на отказ для составного изделия задается соотношением


Рис. 13.3. 

Уже эти простейшие выкладки показывают, что если существует компонент, интенсивность отказов которого много больше, чем у остальных, то именно он определяет среднее время наработки на отказ всей информационной системы. Это является теоретическим обоснованием принципа первоочередного укрепления самого слабого звена.

Пуассоновская модель позволяет обосновать еще одно очень важное положение, состоящее в том, что эмпирический подход к построению систем высокой доступности не может быть реализован за приемлемое время. При традиционном цикле тестирования/отладки программной системы по оптимистическим оценкам каждое исправление ошибки приводит к экспоненциальному убыванию (примерно на половину десятичного порядка) интенсивности отказов. Отсюда следует, что для того, чтобы на опыте убедиться в достижении необходимого уровня доступности, независимо от применяемой технологии тестирования и отладки, придется потратить время, практически равное среднему времени наработки на отказ. Например, для достижения среднего времени наработки на отказ 105 часов потребуется более 104,5 часов, что составляет более трех лет. Значит, нужны иные методы построения систем высокой доступности, методы, эффективность которых доказана аналитически или практически за более чем пятьдесят лет развития вычислительной техники и программирования.

Основы мер обеспечения высокой доступности

Основой мер повышения доступности является применение структурированного подхода, нашедшего воплощение в объектно-ориентированной методологии. Структуризация необходима по отношению ко всем аспектам и составным частям информационной системы – от архитектуры до административных баз данных, на всех этапах ее жизненного цикла – от инициации до выведения из эксплуатации. Структуризация, важная сама по себе, является одновременно необходимым условием практической реализуемости прочих мер повышения доступности. Только маленькие системы можно строить и эксплуатировать как угодно. У больших систем свои законы, которые, как мы уже указывали, программисты впервые осознали более 30 лет назад.

При разработке мер обеспечения высокой доступности информационных сервисов рекомендуется руководствоваться следующими архитектурными принципами, рассматривавшимися ранее:

апробированность всех процессов и составных частей информационной системы; унификация процессов и составных частей; управляемость процессов, контроль состояния частей; автоматизация процессов; модульность архитектуры; ориентация на простоту решений.

Доступность системы в общем случае достигается за счет применения трех групп мер, направленных на повышение:

безотказности (под этим понимается минимизация вероятности возникновения какого-либо отказа; это элемент пассивной безопасности, который дальше рассматриваться не будет);

отказоустойчивости (способности к нейтрализации отказов, "живучести", то есть способности сохранять требуемую эффективность, несмотря на отказы отдельных компонентов);

обслуживаемости (под обслуживаемостью понимается минимизация времени простоя отказавших компонентов, а также отрицательного влияния ремонтных работ на эффективность информационных сервисов, то есть быстрое и безопасное восстановление после отказов).

Главное при разработке и реализации мер обеспечения высокой доступности – полнота и систематичность.

В этой связи представляется целесообразным составить (и поддерживать в актуальном состоянии) карту информационной системы организации (на что мы уже обращали внимание), в которой фигурировали бы все объекты ИС, их состояние, связи между ними, процессы, ассоциируемые с объектами и связями. С помощью подобной карты удобно формулировать намечаемые меры, контролировать их исполнение, анализировать состояние ИС.

Отказоустойчивость и зона риска

Информационную систему можно представить в виде графа сервисов, ребра в котором соответствуют отношению "сервис A непосредственно использует сервис B".

Пусть в результате осуществления некоторой атаки (источником которой может быть как человек, так и явление природы) выводится из строя подмножество сервисов S1 (то есть эти сервисы в результате нанесенных повреждений становятся неработоспособными). Назовем S1 зоной поражения.

В зону риска S мы будем включать все сервисы, эффективность которых при осуществлении атаки падает ниже допустимого предела. Очевидно, S1 – подмножество S. S строго включает S1, когда имеются сервисы, непосредственно не затронутые атакой, но критически зависящие от пораженных, то есть неспособные переключиться на использование эквивалентных услуг либо в силу отсутствия таковых, либо в силу невозможности доступа к ним. Например, зона поражения может сводиться к одному порту концентратора, обслуживающему критичный сервер, а зона риска охватывает все рабочие места пользователей сервера.

Чтобы система не содержала одиночных точек отказа, то есть оставалась "живучей" при реализации любой из рассматриваемых угроз, ни одна зона риска не должна включать в себя предоставляемые услуги. Нейтрализацию отказов нужно выполнять внутри системы, незаметно для пользователей, за счет размещения достаточного количества избыточных ресурсов.

С другой стороны, естественно соизмерять усилия по обеспечению "живучести" с рассматриваемыми угрозами. Когда рассматривается набор угроз, соответствующие им зоны поражения могут оказаться вложенными, так что "живучесть" по отношению к более серьезной угрозе автоматически влечет за собой и "живучесть" в более легких случаях. Следует учитывать, однако, что обычно стоимость переключения на резервные ресурсы растет вместе с увеличением объема этих ресурсов. Значит, для наиболее вероятных угроз целесообразно минимизировать зону риска, даже если предусмотрена нейтрализация объемлющей угрозы.
Нет смысла переключаться на резервный вычислительный центр только потому, что у одного из серверов вышел из строя блок питания.

Зону риска можно трактовать не только как совокупность ресурсов, но и как часть пространства, затрагиваемую при реализации угрозы. В таком случае, как правило, чем больше расстояние дублирующего ресурса от границ зоны риска, тем выше стоимость его поддержания, поскольку увеличивается протяженность линий связи, время переброски персонала и т.п. Это еще один довод в пользу адекватного противодействия угрозам, который следует принимать во внимание при размещении избыточных ресурсов и, в частности, при организации резервных центров.

Введем еще одно понятие. Назовем зоной нейтрализации угрозы совокупность ресурсов, вовлеченных в нейтрализацию отказа, возникшего вследствие реализации угрозы. Имеются в виду ресурсы, режим работы которых в случае отказа изменяется. Очевидно, зона риска является подмножеством зоны нейтрализации. Чем меньше разность между ними, тем экономичнее данный механизм нейтрализации.

Все, что находится вне зоны нейтрализации, отказа "не чувствует" и может трактовать внутренность этой зоны как безотказную. Таким образом, в иерархически организованной системе грань между "живучестью" и обслуживаемостью, с одной стороны, и безотказностью, с другой стороны, относительна. Целесообразно конструировать целостную информационную систему из компонентов, которые на верхнем уровне можно считать безотказными, а вопросы "живучести" и обслуживаемости решать в пределах каждого компонента.

Программное обеспечение промежуточного слоя

С помощью программного обеспечения промежуточного слоя (ПО ПС) можно для произвольных прикладных сервисов добиться высокой "живучести" с полностью прозрачным для пользователей переключением на резервные мощности.

О возможностях и свойствах ПО промежуточного слоя можно прочитать в статье Ф. Бернстайна "Middleware: модель сервисов распределенной системы" (Jet Info, 1997, 11).

Перечислим основные достоинства ПО ПС, существенные для обеспечения высокой доступности.

ПО ПС уменьшает сложность создания распределенных систем. Подобное ПО берет на себя часть функций, которые в локальном случае выполняют операционные системы; ПО ПС берет на себя маршрутизацию запросов, позволяя тем самым обеспечить "живучесть" прозрачным для пользователей образом; ПО ПС осуществляет балансировку загрузки вычислительных мощностей, что также способствует повышению доступности данных; ПО ПС в состоянии осуществлять тиражирование любой информации, а не только содержимого баз данных. Следовательно, любое приложение можно сделать устойчивым к отказам серверов; ПО ПС в состоянии отслеживать состояние приложений и при необходимости тиражировать и перезапускать программы, что гарантирует "живучесть" программных систем; ПО ПС дает возможность прозрачным для пользователей образом выполнять переконфигурирование (и, в частности, наращивание) серверных компонентов, что позволяет масштабировать систему, сохраняя инвестиции в прикладные системы. Стабильность прикладных систем – важный фактор повышения доступности данных.

Ранее мы упоминали о достоинствах использования ПО ПС в рамках межсетевых экранов, которые в таком случае становятся элементом обеспечения отказоустойчивости предоставляемых информационных сервисов.

Основные понятия

Управление можно отнести к числу инфраструктурных сервисов, обеспечивающих нормальную работу компонентов и средств безопасности. Сложность современных систем такова, что без правильно организованного управления они постепенно деградируют как в плане эффективности, так и в плане защищенности.

Возможен и другой взгляд на управление – как на интегрирующую оболочку информационных сервисов и сервисов безопасности (в том числе средств обеспечения высокой доступности), обеспечивающую их нормальное, согласованное функционирование под контролем администратора ИС.

Согласно стандарту X.700, управление подразделяется на:

мониторинг компонентов;

контроль (то есть выдачу и реализацию управляющих воздействий);

координацию работы компонентов системы.

Системы управления должны:

позволять администраторам планировать, организовывать, контролировать и учитывать использование информационных сервисов;давать возможность отвечать на изменение требований;обеспечивать предсказуемое поведение информационных сервисов;обеспечивать защиту информации.

Иными словами, управление должно обладать достаточно богатой функциональностью, быть результативным, гибким и информационно безопасным.

В X.700 выделяется пять функциональных областей управления:

управление конфигурацией (установка параметров для нормального функционирования, запуск и остановка компонентов, сбор информации о текущем состоянии системы, прием извещений о существенных изменениях в условиях функционирования, изменение конфигурации системы);

управление отказами (выявление отказов, их изоляция и восстановление работоспособности системы);

управление производительностью (сбор и анализ статистической информации, определение производительности системы в штатных и нештатных условиях, изменение режима работы системы);

управление безопасностью (реализация политики безопасности путем создания, удаления и изменения сервисов и механизмов безопасности, распространения соответствующей информации и реагирования на инциденты);

управление учетной информацией (т.е.
взимание платы за пользование ресурсами).

В стандартах семейства X. 700 описывается модель управления, способная обеспечить достижение поставленных целей. Вводится понятие управляемого объекта как совокупности характеристик компонента системы, важных с точки зрения управления. К таким характеристикам относятся:



атрибуты объекта;

допустимые операции;

извещения, которые объект может генерировать;связи с другими управляемыми объектами.

Согласно рекомендациям X.701, системы управления распределенными ИС строятся в архитектуре менеджер/агент. Агент (как программная модель управляемого объекта) выполняет управляющие действия и порождает (при возникновении определенных событий) извещения от его имени. В свою очередь, менеджер выдает агентам команды на управляющие воздействия и получает извещения.

Иерархия взаимодействующих менеджеров и агентов может иметь несколько уровней. При этом элементы промежуточных уровней играют двоякую роль: по отношению к вышестоящим элементам они являются агентами, а к нижестоящим – менеджерами. Многоуровневая архитектура менеджер/агент – ключ к распределенному, масштабируемому управлению большими системами.

Логически связанной с многоуровневой архитектурой является концепция доверенного (или делегированного) управления. При доверенном управлении менеджер промежуточного уровня может управлять объектами, использующими собственные протоколы, в то время как "наверху" опираются исключительно на стандартные средства.

Обязательным элементом при любом числе архитектурных уровней является управляющая консоль.

С точки зрения изучения возможностей систем управления следует учитывать разделение, введенное в X.701. Управление подразделяется на следующие аспекты:

информационный (атрибуты, операции и извещения управляемых объектов);функциональный (управляющие действия и необходимая для них информация);коммуникационный (обмен управляющей информацией);организационный (разбиение на области управления).

Ключевую роль играет модель управляющей информации.

Туннелирование

На наш взгляд, туннелирование следует рассматривать как самостоятельный сервис безопасности. Его суть состоит в том, чтобы "упаковать" передаваемую порцию данных, вместе со служебными полями, в новый "конверт". В качестве синонимов термина "туннелирование" могут использоваться "конвертование" и "обертывание".

Туннелирование может применяться для нескольких целей:

передачи через сеть пакетов, принадлежащих протоколу, который в данной сети не поддерживается (например, передача пакетов IPv6 через старые сети, поддерживающие только IPv4);обеспечения слабой формы конфиденциальности (в первую очередь конфиденциальности трафика) за счет сокрытия истинных адресов и другой служебной информации;обеспечения конфиденциальности и целостности передаваемых данных при использовании вместе с криптографическими сервисами.

Туннелирование может применяться как на сетевом, так и на прикладном уровнях. Например, стандартизовано туннелирование для IP и двойное конвертование для почты X.400.

На рис. 14.1 показан пример обертывания пакетов IPv6 в формат IPv4.

Рис. 14.1.  Обертывание пакетов IPv6 в формат IPv4 с целью их туннелирования через сети IPv4.

Комбинация туннелирования и шифрования (наряду с необходимой криптографической инфраструктурой) на выделенных шлюзах и экранирования на маршрутизаторах поставщиков сетевых услуг (для разделения пространств "своих" и "чужих" сетевых адресов в духе виртуальных локальных сетей) позволяет реализовать такое важное в современных условиях защитное средство, как виртуальные частные сети. Подобные сети, наложенные обычно поверх Internet, существенно дешевле и гораздо безопаснее, чем собственные сети организации, построенные на выделенных каналах. Коммуникации на всем их протяжении физически защитить невозможно, поэтому лучше изначально исходить из предположения об их уязвимости и соответственно обеспечивать защиту. Современные протоколы, направленные на поддержку классов обслуживания, помогут гарантировать для виртуальных частных сетей заданную пропускную способность, величину задержек и т.п., ликвидируя тем самым единственное на сегодня реальное преимущество сетей собственных.

Рис. 14.2.  Межсетевые экраны как точки реализации сервиса виртуальных частных сетей.

Концами туннелей, реализующих виртуальные частные сети, целесообразно сделать межсетевые экраны, обслуживающие подключение организаций к внешним сетям (см. рис. 14.2). В таком случае туннелирование и шифрование станут дополнительными преобразованиями, выполняемыми в процессе фильтрации сетевого трафика наряду с трансляцией адресов.

Концами туннелей, помимо корпоративных межсетевых экранов, могут быть мобильные компьютеры сотрудников (точнее, их персональные МЭ).

Возможности типичных систем

Развитые системы управления имеют, если можно так выразиться, двухмерную настраиваемость – на нужды конкретных организаций и на изменения в информационных технологиях. Системы управления живут (по крайней мере, должны жить) долго. За это время в различных предметных областях администрирования (например, в области резервного копирования) наверняка появятся решения, превосходящие изначально заложенные в управляющий комплект. Последний должен уметь эволюционировать, причем разные его компоненты могут делать это с разной скоростью. Никакая жесткая, монолитная система такого не выдержит.

Единственный выход – наличие каркаса, с которого можно снимать старое и "навешивать" новое, не теряя эффективности управления.

Каркас как самостоятельный продукт необходим для достижения по крайней мере следующих целей:

сглаживание разнородности управляемых информационных систем, предоставление унифицированных программных интерфейсов для быстрой разработки управляющих приложений;создание инфраструктуры управления, обеспечивающей наличие таких свойств, как поддержка распределенных конфигураций, масштабируемость, информационная безопасность и т.д.;предоставление функционально полезных универсальных сервисов, таких как планирование заданий, генерация отчетов и т.п.

Вопрос о том, что, помимо каркаса, должно входить в систему управления, является достаточно сложным. Во-первых, многие системы управления имеют мэйнфреймовое прошлое и попросту унаследовали некоторую функциональность, которая перестала быть необходимой. Во-вторых, для ряда функциональных задач появились отдельные, высококачественные решения, превосходящие аналогичные по назначению "штатные" компоненты. Видимо, с развитием объектного подхода, многоплатформенности важнейших сервисов и их взаимной совместимости, системы управления действительно превратятся в каркас. Пока же на их долю остается достаточно важных областей, а именно:

управление безопасностью;управление загрузкой;управление событиями;управление хранением данных;управление проблемными ситуациями;генерация отчетов.

На уровне инфраструктуры присутствует решение еще одной важнейшей функциональной задачи – обеспечение автоматического обнаружения управляемых объектов, выявление их характеристик и связей между ними.

Отметим, что управление безопасностью в совокупности с соответствующим программным интерфейсом позволяет реализовать платформно-независимое разграничение доступа к объектам произвольной природы и (что очень важно) вынести функции безопасности из прикладных систем. Чтобы выяснить, разрешен ли доступ текущей политикой, приложению достаточно обратиться к менеджеру безопасности системы управления.

Менеджер безопасности осуществляет идентификацию/аутентификацию пользователей, контроль доступа к ресурсам и протоколирование неудачных попыток доступа. Можно считать, что менеджер безопасности встраивается в ядро операционных систем контролируемых элементов ИС, перехватывает соответствующие обращения и осуществляет свои проверки перед проверками, выполняемыми ОС, так что он создает еще один защитный рубеж, не отменяя, а дополняя защиту, реализуемую средствами ОС.

Развитые системы управления располагают централизованной базой, в которой хранится информация о контролируемой ИС и, в частности, некоторое представление о политике безопасности. Можно считать, что при каждой попытке доступа выполняется просмотр сохраненных в базе правил, в результате которого выясняется наличие у пользователя необходимых прав. Тем самым для проведения единой политики безопасности в рамках корпоративной информационной системы закладывается прочный технологический фундамент.

Хранение параметров безопасности в базе данных дает администраторам еще одно важное преимущество – возможность выполнения разнообразных запросов. Можно получить список ресурсов, доступных данному пользователю, список пользователей, имеющих доступ к данному ресурсу и т.п.

Одним из элементов обеспечения высокой доступности данных является подсистема автоматического управления хранением данных, выполняющая резервное копирование данных, а также автоматическое отслеживание их перемещения между основными и резервными носителями.

Для обеспечения высокой доступности информационных сервисов используется управление загрузкой, которое можно подразделить на управление прохождением заданий и контроль производительности.

Контроль производительности – понятие многогранное. Сюда входят и оценка быстродействия компьютеров, и анализ пропускной способности сетей, и отслеживание числа одновременно поддерживаемых пользователей, и время реакции, и накопление и анализ статистики использования ресурсов. Обычно в распределенной системе соответствующие данные доступны "в принципе", они поставляются точечными средствами управления, но проблема получения целостной картины, как текущей, так и перспективной, остается весьма сложной. Решить ее способна только система управления корпоративного уровня.

Средства контроля производительности целесообразно разбить на две категории:

выявление случаев неадекватного функционирования компонентов информационной системы и автоматическое реагирование на эти события;анализ тенденций изменения производительности системы и долгосрочное планирование.

Для функционирования обеих категорий средств необходимо выбрать отслеживаемые параметры и допустимые границы для них, выход за которые означает "неадекватность функционирования". После этого задача сводится к выявлению нетипичного поведения компонентов ИС, для чего могут применяться статистические методы.

Управление событиями (точнее, сообщениями о событиях) – это базовый механизм, позволяющий контролировать состояние информационных систем в реальном времени. Системы управления позволяют классифицировать события и назначать для некоторых из них специальные процедуры обработки. Тем самым реализуется важный принцип автоматического реагирования.

Очевидно, что задачи контроля производительности и управления событиями, равно как и методы их решения в системах управления, близки к аналогичным аспектам систем активного аудита. Налицо еще одно свидетельство концептуального единства области знаний под названием "информационная безопасность" и необходимости реализации этого единства на практике.

<

Что такое информационная безопасность

Цель мероприятий в области информационной безопасности - защитить интересы субъектов информационных отношений. Интересы эти многообразны, но все они концентрируются вокруг трех основных аспектов:

доступность;

целостность;

конфиденциальность.

Первый шаг при построении системы ИБ организации - ранжирование и детализация этих аспектов.

Важность проблематики ИБ объясняется двумя основными причинами:

ценностью накопленных информационных ресурсов;критической зависимостью от информационных технологий.

Разрушение важной информации, кража конфиденциальных данных, перерыв в работе вследствие отказа - все это выливается в крупные материальные потери, наносит ущерб репутации организации. Проблемы с системами управления или медицинскими системами угрожают здоровью и жизни людей.

Современные информационные системы сложны и, значит, опасны уже сами по себе, даже без учета активности злоумышленников. Постоянно обнаруживаются новые уязвимые места в программном обеспечении. Приходится принимать во внимание чрезвычайно широкий спектр аппаратного и программного обеспечения, многочисленные связи между компонентами.

Меняются принципы построения корпоративных ИС. Используются многочисленные внешние информационные сервисы; предоставляются вовне собственные; получило широкое распространение явление, обозначаемое исконно русским словом "аутсорсинг", когда часть функций корпоративной ИС передается внешним организациям. Развивается программирование с активными агентами.

Подтверждением сложности проблематики ИБ является параллельный (и довольно быстрый) рост затрат на защитные мероприятия и количества нарушений ИБ в сочетании с ростом среднего ущерба от каждого нарушения. (Последнее обстоятельство - еще один довод в пользу важности ИБ.)

Успех в области информационной безопасности может принести только комплексный подход, сочетающий меры четырех уровней:

законодательного;

административного;

процедурного;

программно-технического.

Проблема ИБ - не только (и не столько) техническая; без законодательной базы, без постоянного внимания руководства организации и выделения необходимых ресурсов, без мер управления персоналом и физической защиты решить ее невозможно. Комплексность также усложняет проблематику ИБ; требуется взаимодействие специалистов из разных областей.

В качестве основного инструмента борьбы со сложностью предлагается объектно-ориентированный подход. Инкапсуляция, наследование, полиморфизм, выделение граней объектов, варьирование уровня детализации - все это универсальные понятия, знание которых необходимо всем специалистам по информационной безопасности.

Программно-технические меры

Программно-технические меры, то есть меры, направленные на контроль компьютерных сущностей - оборудования, программ и/или данных, образуют последний и самый важный рубеж информационной безопасности.

На этом рубеже становятся очевидными не только позитивные, но и негативные последствия быстрого прогресса информационных технологий. Во-первых, дополнительные возможности появляются не только у специалистов по ИБ, но и у злоумышленников. Во-вторых, информационные системы все время модернизируются, перестраиваются, к ним добавляются недостаточно проверенные компоненты (в первую очередь программные), что затрудняет соблюдение режима безопасности.

Сложность современных корпоративных ИС, многочисленность и разнообразие угроз их безопасности можно наглядно представить, ознакомившись с информационной системой Верховного суда Российской Федерации.

Меры безопасности целесообразно разделить на следующие виды:

превентивные, препятствующие нарушениям ИБ;меры обнаружения нарушений;

локализующие, сужающие зону воздействия нарушений;меры по выявлению нарушителя;меры восстановления режима безопасности.

В продуманной архитектуре безопасности все они должны присутствовать.

С практической точки зрения важными также являются следующие принципы архитектурной безопасности:

непрерывность защиты в пространстве и времени, невозможность миновать защитные средства;следование признанным стандартам, использование апробированных решений;иерархическая организация ИС с небольшим числом сущностей на каждом уровне;усиление самого слабого звена;невозможность перехода в небезопасное состояние;минимизация привилегий;разделение обязанностей;эшелонированность обороны;разнообразие защитных средств;

простота и управляемость информационной системы.

Центральным для программно-технического уровня является понятие сервиса безопасности. В число таких сервисов входят:

идентификация и аутентификация;

управление доступом;

протоколирование и аудит;

шифрование;

контроль целостности;

экранирование;

анализ защищенности;обеспечение отказоустойчивости;обеспечение безопасного восстановления;

туннелирование;

управление.

Эти сервисы должны функционировать в открытой сетевой среде с разнородными компонентами, то есть быть устойчивыми к соответствующим угрозам, а их применение должно быть удобным для пользователей и администраторов. Например, современные средства идентификации/аутентификации должны быть устойчивыми к пассивному и активному прослушиванию сети и поддерживать концепцию единого входа в сеть.

Выделим важнейшие моменты для каждого из перечисленных сервисов безопасности:

Предпочтительными являются криптографические методы аутентификации, реализуемые программным или аппаратно-программным способом. Парольная защита стала анахронизмом, биометрические методы нуждаются в дальнейшей проверке в сетевой среде.В условиях, когда понятие доверенного программного обеспечения уходит в прошлое, становится анахронизмом и самая распространенная - произвольная (дискреционная) - модель управления доступом. В ее терминах невозможно даже объяснить, что такое "троянская" программа. В идеале при разграничении доступа должна учитываться семантика операций, но пока для этого есть только теоретическая база. Еще один важный момент - простота администрирования в условиях большого числа пользователей и ресурсов и непрерывных изменений конфигурации. Здесь может помочь ролевое управление.

Протоколирование и аудит должны быть всепроникающими и многоуровневыми, с фильтрацией данных при переходе на более высокий уровень. Это необходимое условие управляемости. Желательно применение средств активного аудита, однако нужно осознавать ограниченность их возможностей и рассматривать эти средства как один из рубежей эшелонированной обороны, причем не самый надежный. Следует конфигурировать их таким образом, чтобы минимизировать число ложных тревог и не совершать опасных действий при автоматическом реагировании.

Все, что связано к криптографией, сложно не столько с технической, сколько с юридической точки зрения; для шифрования это верно вдвойне. Данный сервис является инфраструктурным, его реализации должны присутствовать на всех аппаратно-программных платформах и удовлетворять жестким требованиям не только к безопасности, но и к производительности. Пока же единственным доступным выходом является применение свободно распространяемого ПО.

Надежный контроль целостности также базируется на криптографических методах с аналогичными проблемами и методами их решения. Возможно, принятие Закона об электронной цифровой подписи изменит ситуацию к лучшему, будет расширен спектр реализаций. К счастью, к статической целостности есть и некриптографические подходы, основанные на использовании запоминающих устройств, данные на которых доступны только для чтения. Если в системе разделить статическую и динамическую составляющие и поместить первую в ПЗУ или на компакт-диск, можно в корне пресечь угрозы целостности. Разумно, например, записывать регистрационную информацию на устройства с однократной записью; тогда злоумышленник не сможет "замести следы".

Экранирование - идейно очень богатый сервис безопасности. Его реализации - это не только межсетевые экраны, но и ограничивающие интерфейсы, и виртуальные локальные сети. Экран инкапсулирует защищаемый объект и контролирует его внешнее представление. Современные межсетевые экраны достигли очень высокого уровня защищенности, удобства использования и администрирования; в сетевой среде они являются первым и весьма мощным рубежом обороны. Целесообразно применение всех видов МЭ - от персонального до внешнего корпоративного, а контролю подлежат действия как внешних, так и внутренних пользователей.

Анализ защищенности - это инструмент поддержки безопасности жизненного цикла. С активным аудитом его роднит эвристичность, необходимость практически непрерывного обновления базы знаний и роль не самого надежного, но необходимого защитного рубежа, на котором можно расположить свободно распространяемый продукт.

Обеспечение отказоустойчивости и безопасного восстановления - аспекты высокой доступности. При их реализации на первый план выходят архитектурные вопросы, в первую очередь - внесение в конфигурацию (как аппаратную, так и программную) определенной избыточности, с учетом возможных угроз и соответствующих зон поражения. Безопасное восстановление - действительно последний рубеж, требующий особого внимания, тщательности при проектировании, реализации и сопровождении.

Туннелирование - скромный, но необходимый элемент в списке сервисов безопасности. Он важен не столько сам по себе, сколько в комбинации с шифрованием и экранированием для реализации виртуальных частных сетей.

Управление - это инфраструктурный сервис. Безопасная система должна быть управляемой. Всегда должна быть возможность узнать, что на самом деле происходит в ИС (а в идеале - и получить прогноз развития ситуации). Возможно, наиболее практичным решением для большинства организаций является использование какого-либо свободно распространяемого каркаса с постепенным "навешиванием" на него собственных функций.

Миссия обеспечения информационной безопасности трудна, во многих случаях невыполнима, но всегда благородна.

<

Законодательный, административный и процедурный уровни

Законодательный уровень является важнейшим для обеспечения информационной безопасности. Необходимо всячески подчеркивать важность проблемы ИБ; сконцентрировать ресурсы на важнейших направлениях исследований; скоординировать образовательную деятельность; создать и поддерживать негативное отношение к нарушителям ИБ - все это функции законодательного уровня.

На законодательном уровне особого внимания заслуживают правовые акты и стандарты.

Российские правовые акты в большинстве своем имеют ограничительную направленность. Но то, что для Уголовного или Гражданского кодекса естественно, по отношению к Закону об информации, информатизации и защите информации является принципиальным недостатком. Сами по себе лицензирование и сертификация не обеспечивают безопасности. К тому же в законах не предусмотрена ответственность государственных органов за нарушения ИБ. Реальность такова, что в России в деле обеспечения ИБ на помощь государства рассчитывать не приходится.

На этом фоне поучительным является знакомство с законодательством США в области ИБ, которое гораздо обширнее и многограннее российского.

Среди стандартов выделяются "Оранжевая книга", рекомендации X.800 и "Критерии оценки безопасности информационных технологий".

"Оранжевая книга" заложила понятийный базис; в ней определяются важнейшие сервисы безопасности и предлагается метод классификации информационных систем по требованиям безопасности.

Рекомендации X.800 весьма глубоко трактуют вопросы защиты сетевых конфигураций и предлагают развитый набор сервисов и механизмов безопасности.

Международный стандарт ISO 15408, известный как "Общие критерии", реализует более современный подход, в нем зафиксирован чрезвычайно широкий спектр сервисов безопасности (представленных как функциональные требования). Его принятие в качестве национального стандарта важно не только из абстрактных соображений интеграции в мировое сообщество; оно, как можно надеяться, облегчит жизнь владельцам информационных систем, существенно расширив спектр доступных сертифицированных решений.

Главная задача мер административного уровня - сформировать программу работ в области информационной безопасности и обеспечить ее выполнение, выделяя необходимые ресурсы и контролируя состояние дел.

Основой программы является политика безопасности, отражающая подход организации к защите своих информационных активов.

Разработка политики и программы безопасности начинается с анализа рисков, первым этапом которого, в свою очередь, является ознакомление с наиболее распространенными угрозами.

Главные угрозы - внутренняя сложность ИС, непреднамеренные ошибки штатных пользователей, операторов, системных администраторов и других лиц, обслуживающих информационные системы.

На втором месте по размеру ущерба стоят кражи и подлоги.

Реальную опасность представляют пожары и другие аварии поддерживающей инфраструктуры.

В общем числе нарушений растет доля внешних атак, но основной ущерб по-прежнему наносят "свои".

Для подавляющего большинства организаций достаточно общего знакомства с рисками; ориентация на типовые, апробированные решения позволит обеспечить базовый уровень безопасности при минимальных интеллектуальных и разумных материальных затратах.

Существенную помощь в разработке политики безопасности может оказать британский стандарт BS 7799:1995, предлагающий типовой каркас.

Разработка программы и политики безопасности может служить примером использования понятия уровня детализации. Они должны подразделяться на несколько уровней, трактующих вопросы разной степени специфичности. Важным элементом программы является разработка и поддержание в актуальном состоянии карты ИС.

Необходимым условием для построения надежной, экономичной защиты является рассмотрение жизненного цикла ИС и синхронизация с ним мер безопасности. Выделяют следующие этапы жизненного цикла:

инициация;закупка;установка;эксплуатация;выведение из эксплуатации.

Безопасность невозможно добавить к системе; ее нужно закладывать с самого начала и поддерживать до конца.

Меры процедурного уровня ориентированы на людей (а не на технические средства) и подразделяются на следующие виды:



управление персоналом;физическая защита;поддержание работоспособности;реагирование на нарушения режима безопасности;планирование восстановительных работ.

На этом уровне применимы важные принципы безопасности:

непрерывность защиты в пространстве и времени;разделение обязанностей;минимизация привилегий.

Здесь также применимы объектный подход и понятие жизненного цикла. Первый позволяет разделить контролируемые сущности (территорию, аппаратуру и т.д.) на относительно независимые подобъекты, рассматривая их с разной степенью детализации и контролируя связи между ними.

Понятие жизненного цикла полезно применять не только к информационным системам, но и к сотрудникам. На этапе инициации должно быть разработано описание должности с требованиями к квалификации и выделяемыми компьютерными привилегиями; на этапе установки необходимо провести обучение, в том числе по вопросам безопасности; на этапе выведения из эксплуатации следует действовать аккуратно, не допуская нанесения ущерба обиженными сотрудниками.

Информационная безопасность во многом зависит от аккуратного ведения текущей работы, которая включает:

поддержку пользователей;поддержку программного обеспечения;конфигурационное управление;резервное копирование;управление носителями;документирование;регламентные работы.

Элементом повседневной деятельности является отслеживание информации в области ИБ; как минимум, администратор безопасности должен подписаться на список рассылки по новым пробелам в защите (и своевременно знакомиться с поступающими сообщениями).

Нужно, однако, заранее готовиться к событиям неординарным, то есть к нарушениям ИБ. Заранее продуманная реакция на нарушения режима безопасности преследует три главные цели:

локализация инцидента и уменьшение наносимого вреда;выявление нарушителя;предупреждение повторных нарушений.

Выявление нарушителя - процесс сложный, но первый и третий пункты можно и нужно тщательно продумать и отработать.

В случае серьезных аварий необходимо проведение восстановительных работ.Процесс планирования таких работ можно разделить на следующие этапы:

выявление критически важных функций организации, установление приоритетов;идентификация ресурсов, необходимых для выполнения критически важных функций;определение перечня возможных аварий;разработка стратегии восстановительных работ;подготовка реализации выбранной стратегии;проверка стратегии.

---

---