Команды управления транзакциями. Управление транзакциями, commit rollback. Основные функции субд

Лекция 31 Введение в безопасность сетей

Лекция 31

Тема: Введение в безопасность сетей

Сетевая безопасность охватывает множество мер и должна рассматриваться как часть общей политики, проводимой организацией (предприятием, компанией, фирмой) по информационной безопасности. В обеспечении безопасности сети занято много служб и используются различные средства. По сетевой безопасности написано огромное количество книг и статей, затрагивающих широкий диапазон ИБ.

Основные понятия.

Эффективность компьютерной сети во многом зависит от степени защищенности обрабатываемой и передаваемой информации. Степень защищенности информации от различного вида угроз при ее получении, обработке, хранении, передаче и использовании называют безопасностью информации.

Актуальность проблеме сетевой безопасности придает широкое использование компьютерных технологий во всех сферах жизни современного общества, а также переход от использования выделенных каналов к публичным сетям (Internet, Frame Relay), который наблюдается при построении корпоративных сетей.

Безопасная сеть (или безопасная связь) обладает свойствами:

■ конфиденциальности (Confidentiality), т.е. защищает данные от несанкционированного доступа, предоставляя доступ к секретным данным только авторизованным пользователям, которым этот доступ разрешен;

■ доступности (Availability), что означает обеспечение постоянного доступа к данным авторизованным пользователям. Безопасная связь характеризуется свойством аутентичности, т.е. способностью отправителя и получателя подтвердить свою личность: отправитель и получатель должны быть уверены в том, что каждый из них является тем, за кого он себя выдает;

■ целостности (Integrity), гарантирующей сохранность данных, которая обеспечивается запретом для неавторизованных пользователей каким-либо образом изменять, модифицировать, разрушать или создавать данные.

Политика безопасности, включающая в себя совокупность норм и правил, регламентирующих процесс обработки информации, формируется на этапе развертывания сети с учетом таких основополагающих принципов, как:

■ комплексный подход к обеспечению безопасности, начиная с организационно-административных запретов и заканчивая встроенными средствами сетевой защиты;

■ предоставление каждому сотруднику предприятия (пользователю компьютеров, информационной системы, сети) того минимального уровня привилегий на доступ к данным, который необходим ему для выполнения своих должностных обязанностей;

■ принцип баланса возможного ущерба от реализации угрозы и за¬трат на ее предотвращение. Например, в некоторых случаях можно отказаться от дорогостоящих аппаратных средств защиты, ужесточив административные меры.

Основная задача политики безопасности состоит в защите от несанкционированного доступа к ресурсам информационной системы. Политика безопасности является эффективным средством, заставляющим всех пользователей корпоративной сети следовать раз и навсегда установленным правилам безопасности. Ее реализация начинается с выявления уязвимых компонентов и угроз и принятия соответствующих контрмер.

Уязвимым является такой компонент, некорректное использование или сбой которого может поставить под угрозу безопасность всей сети. К уязвимым компонентам относят пользователей сети, которые могут нанести вред сознательно, случайно или в силу отсутствия опыта.

Если информация нерегулярно резервируется, перед всей корпоративной сетью возникает вполне реальная угроза потери данных в результате умышленного или случайного повреждения основного накопителя.

Угроза - это потенциальная попытка использования недостатков уязвимого компонента для нанесения вреда. При¬мерами угроз могут служить взломщики, вирусы, пожары, природные катаклизмы.

После оценки возможных угроз (рисков) переходят к выработке контрмер. Под контрмерой понимают действие, позволяющее минимизировать риск от определенного уязвимого компонента или некоторой угрозы. Одной из самых эффективных контрмер минимизации риска потери данных является создание надежной системы резервного копирования.

Результаты оценки рисков и выработанные контрмеры используются для создания плана безопасности, который должен в мельчайших подробностях описывать системные стратегии организации, имеющие непосредственное и отдаленное отношение к вопросам безопасности.

Планирование безопасности сети и данных.

Высокая степень безопасности может быть достигнута путем использования плана, предусматривающего применение различных мер и средств обеспечения безопасности.

Оценка требований к безопасности сетевых данных является первым этапом разработки плана по принятию мер их защиты. При этом должны быть учтены характер деятельности организации и хранящихся в сети данных, стратегия и стиль управления организацией, которые должен знать сетевой администратор и реализовать его в подведомственной ему сети.

Высокий уровень безопасности данных должен поддерживаться в организациях, располагающих данными, которые являются строго конфиденциальными по своей природе. Примером могут служить коммерческие организации, предоставляющие услуги или выпускающие продукцию в областях с высоким уровнем конкуренции. Некоторые виды данных должны быть защищены независимо от характера деятельности организации. К ним относятся бухгалтерская документация, налоговая информация, промышленные секреты (планы деятельности организаций и коммерческие планы, рецепты, технологии изготовления, тексты программ и т.д.).

Для принятия мер по защите данных в сети нужно выявить главные источники угроз их безопасности.

Существуют следующие виды угроз:

■ непреднамеренные, к которым относятся ошибочные действия лояльных сотрудников, стихийные бедствия, ненадежность работы программно-аппаратных средств и др.;

■ преднамеренные, которые явно направлены на причинение ущерба информационной безопасности;

■ внешние, которые проявляются в таких формах, как несанкционированное использование паролей и ключей; атаки DoS (Denial of Service - отказ в обслуживании), направленные на разрыв сетевого соединения или приведение его в неработоспособное состояние; подмена адреса; компьютерные вирусы и черви;

■ внутренние, к которым можно отнести промышленный шпионаж, интриги и недовольство служащих, случайные нарушения и т.п.

В плане безопасности должны быть самым детальным образом перечислить процедуры, выполнение которых предписывается политикой безопасности. Каждый сотрудник, отвечающий за выполнение конкретной процедуры, должен быть предупрежден о возможных последствиях в случае отступления от предписанного способа выполнения процедуры. Рекомендуется взять с сотрудника письменное подтверждение того, что он понимает смысл стратегии безопасности, согласен с ней и обязуется ей следовать, а так¬же регулярно обновлять план, т.е. пересматривать аспекты безопасности, пытаясь определить новые потенциально уязвимые компоненты, угрозы и контрмеры для борьбы с ними, и отражать изменения в плане.

СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

Для безопасности сети используется широкий набор различных средств и технологий. Рассмотрим некоторые из них.

Базовые технологии безопасности.

В разных программных и аппаратных продуктах, предназначенных для защиты данных, часто используются одинаковые подходы, приемы и технические решения, которые в совокупности образуют технологию безопасности.

Криптозащита. Разработкой методов преобразования информации в целях ее защиты занимается криптография.

Преобразование общедоступных (понятных для всех) данных к виду, затрудняющему их распознавание, называется шифрованием (Encryption), а обратное преобразование - дешифрованием (Decryption). Шифрование является доступным средством для администраторов и пользователей и одним из эффективных средств обеспечения конфиденциальности информации. Следует выделить два основных способа шифрования данных: перестановку (Transposition), когда в исходных данных изменяют последовательность символов, и замену (Substitution), при которой с помощью некоторого шаблона производят замену всех символов используемого алфавита, например буквы заменяют цифрами.

Операции шифрования и дешифрования данных (информации) осуществляются с помощью ключей, которые создаются с привлечением математических формул.

Метод, при котором для обеих операций используется один ключ, называется симметричной криптографией (Symmetric Cryptography). При асимметричной криптографии (Asymmetric Cryptography) каждый пользователь сети должен располагать двумя ключами: общим (Public key) и частным (Private key). Оба ключа связаны друг с другом с помощью некоторой математической функции. Общий ключ известен каждому пользователю. Зашифрованное с помощью общего ключа сообщение может быть прочитано только с помощью частного ключа. Поскольку предполагается, что пользователь, которому адресуется сообщение, не разглашает свой ключ, он является единственным человеком, который может прочитать сообщение.

Популярны два алгоритма шифрования: симметричный DES (Data Encryption Standard - стандарт шифрования данных, который является официальным стандартом правительства США) и не¬симметричный RSA, разработанный учеными Rivest, Shamir, Adle- man и названный по начальным буквам их фамилий.

Для шифрования, аутентификации и проверки целостности передаваемых по сети пакетов разработан протокол IPSec (IP Securi¬ty), включающий в себя протокол АН (Authentication Header), позволяющий проверять идентичность отправителя, и протокол ESP (Encapsulating Security Payloads), обеспечивающий конфиденциальность самих данных. Протокол IPSec поддерживают маршрутизаторы компании Cisco Systems и ОС Windows 2000/ХР.

Для передачи через Internet зашифрованных, аутентифицированных сообщений используется протокол SSL (Secure Sockets Layer - уровень защищенных сокетов, или гнезд). В этом протоколе криптографическая система с открытым ключом комбинируется с блочным шифрованием данных.

Аутентификация (Authentication).

Это процедура установления подлинности пользователя при запросе доступа к ресурсам системы (компьютеру или сети). Аутентификация предотвращает доступ нежелательных лиц и разрешает доступ всем легальным пользователям. В процедуре аутентификации участвуют две стороны, одна из которых доказывает свое право на доступ (аутентичность), предъявляя некоторые аргументы, другая - проверяет эти аргументы и принимает решение. Для доказательства аутентичности может использоваться некоторое известное для обеих сторон слово (пароль) или уникальный физический предмет (ключ), а также собственные биохарактеристики (отпечатки пальцев или рисунок радужной оболочки глаза).

Наиболее часто при аутентификации используют вводимые с клавиатуры пароли.

Пароль представляет собой зашифрованную последовательность символов, которая держится в секрете и предъявляется при обращении к информационной системе.

Объектами аутентификации могут быть не только пользователи, но и различные устройства, приложения, текстовая и другая информация.

Идентификация субъектов и объектов доступа.

Идентификация предусматривает закрепление за каждым субъектом доступа уникального имени в виде номера, шифра или кода, например, персональный идентификационный номер (Personal Identification Number - PIN), социальный безопасный номер (So¬cial Security Number - SSN) и т. п. Идентификаторы пользователей должны быть зарегистрированы в информационной системе администратором службы безопасности.

При регистрации в базу данных системы защиты для каждого пользователя заносятся такие данные, как фамилия, имя, отчество и уникальный идентификатор пользователя, имя процедуры для установления подлинности и пароль пользователя, полномочия пользователя по доступу к системным ресурсам и др. Идентификацию следует отличать от аутентификации. Идентификация заключается в сообщении пользователем системе своего идентификатора, в то время как аутентификация является процедурой доказательства пользователем того, что именно ему принадлежит введенный им идентификатор.

Это процедура предоставления каждому из пользователей тех прав доступа к каталогам, фай¬лам и принтерам, которыми его наделил администратор. Кроме того, система авторизации может контролировать возможность выполнения пользователями различных системных функций, таких как установка системного времени, создание резервных копий данных, локальный доступ к серверу, выключение сервера и т. п.

■ избирательный, при котором отдельным пользователям (или группам), явно указанным своими идентификаторами, разрешаются или запрещаются определенные операции над определенным ресурсом;

■ мандатный, при котором вся информация в зависимости от степени секретности делится на уровни, а все пользователи сети - на группы, образующие иерархию в соответствии с уровнем допуска к этой информации.

Процедуры авторизации реализуются программными средства¬ми по централизованной схеме, в соответствии с которой пользователь один раз логически входит в сеть и получает на все время работы некоторый набор разрешений по доступу к ресурсам сети, и децентрализованной схеме, когда доступ к каждому приложению должен контролироваться средствами безопасности самого приложения или средствами той операционной среды, в которой оно работает.

Аудит (Auditing). Это фиксация в системном журнале событий, связанных с доступом к защищаемым системным ресурсам. Аудит используется для обнаружения неудачных попыток взлома системы. При попытке выполнить противоправные действия си¬стема аудита идентифицирует нарушителя и пишет сообщение в журнал регистрации. Анализ накопившейся и хранящейся в журнале информации может оказаться действенной мерой защиты от несанкционированного доступа.

Процедура рукопожатий. Для установления подлинности пользователей широко используется процедура рукопожатий (Handshaking - согласованный обмен, квитирование), построенная по принципу вопрос-ответ. Она предполагает, что правильные ответы на вопросы дают только те пользователи, для которых эти вопросы предназначены. Для подтверждения подлинности пользователя система последовательно задает ему ряд случайно вы¬бранных вопросов, на которые он должен дать ответ. Опознание считается положительным, если пользователь правильно ответил на все вопросы.

Технологии защищенного канала широко используются в виртуальных частных сетях, которые требуют принятия дополнительных мер по защите передаваемой информации. Требование конфиденциальности особенно важно, потому что пакеты, передаваемые по публичной сети, уязвимы для перехвата при их прохождении через каждый из узлов (серверов) на пути от источника к получателю. Технология защищенного канала включает в себя:

■ взаимную аутентификацию абонентов при установлении со¬единения;

■ защиту передаваемых по каналу сообщений от несанкционированного доступа;

■ подтверждение целостности поступающих по каналу сообщений.

В зависимости от места расположения программного обеспечения защищенного канала различают две схемы его образования.

1. Схема с конечными узлами (рис.1, а). В этой схеме защищенный канал образуется программными средствами, установленными на двух удаленных компьютерах. Компьютеры принадлежат двум разным АС одной организации и связаны между собой через публичную сеть.

2. Схема с оборудованием поставщика услуг публичной сети, расположенным на границе между частной и публичной сетями (рис. 1, б). В этой схеме защищенный канал прокладывается только внутри публичной сети с коммутацией пакетов. Средствами защиты являются пограничные устройства доступа (ПУД).

Средства безопасности, предоставляемые операционными системами.

Современные ОС способны обеспечить доступ к одному компьютеру и сетевым ресурсам многим пользователям. Для этого используются отдельные учетные записи, которым присвоены разные пароли. После правильного ввода регистрационной информации пользователь может получить доступ к ОС и сети; читать, изменять ресурсы и выполнять любые другие действия, которые соответствуют правам его учетной записи, создавать желаемую конфигурацию пользовательского интерфейса (рабочую среду) и т.д.

Выбор (или назначение) паролей подчинен стратегии обеспечения сетевой безопасности. Пароли должны удовлетворять определенным требованиям. Многие сетевые ОС позволяют администратору задавать длину и время жизни пароля; проверять пароль на наличие заданного пароля в словаре и, если он есть, предотвращать использование пароля; следить, чтобы пароль пользователя не повторялся. Кроме того, администратору предоставляются широкие возможности контроля за доступом к ресурсам. Например, одной и той же учетной записи он может одновременно разрешить просматривать содержимое файла filel. doc, но запретить вносить в него изменения; предоставить право читать, изменять, удалять файл file2. doc и даже устанавливать права доступа к нему других пользователей, а к файлу file3.doc отменить все права доступа.

В файловых системах с высоким уровнем безопасности права доступа можно устанавливать как на разделение ресурсов по сети, так и на использование этих ресурсов на одном и том же локальном компьютере. Локальные и сетевые права доступа могут не со¬впадать. Например, пользователю можно предоставить право пол¬ного контроля над файлом file4 . doc, когда он регистрируется на компьютере, хранящем этот файл, но ограничить право доступа того же пользователя к file4. doc при попытке получить к нему доступ с другого компьютера сети.

Администратор должен знать и учитывать, какими правами до¬ступа наделена данная ОС по умолчанию (сразу после загрузки). Так, по умолчанию разделяемый ресурс в серверах Windows NT/ ХР доступен для любого пользователя сети. Для ограничения прав доступа к ресурсу администратор должен их изменить, а в серверах NetWare разделяемый ресурс недоступен ни для одного пользователя. Здесь предоставление доступа требует явного вмешательства администратора.

Сетевая ОС Windows NT позволяет каждому пользователю назначать четыре вида (или привилегии) доступа к совместно используемому ресурсу: отсутствие доступа (No Access); полный доступ (Full Control); чтение (Read), предоставляющее право просматривать перечень файлов, открывать файлы, изучать их содержимое и копировать файлы на свои носители; редактирование (Change), предоставляющее дополнительную (к Read) возможность изменять содержимое существующих файлов и каталогов. Windows NT позволяет также управлять доступом к локальным файлам. Для этого файлы или каталоги должны быть расположены в логическом разделе жесткого диска, размеченном файловой системой NTFS. Помимо указанных выше привилегий система NTFS позволяет просматривать файлы каталога (привилегия List), добавлять файлы в каталог без изменения их содержимого (Add), просматривать существующие и добавлять новые файлы (Add & Read).

Администратор должен понимать способы назначения привилегий и взаимоотношения между назначенными привилегиями доступа к локальным и совместно используемым ресурсам и при¬менять наиболее эффективный способ назначения привилегий пользователям. При этом пользователи должны быть лишены возможности обращения к не нужным для работы ресурсам.

Система безопасности Windows NT предоставляет возможность регистрации всех происходящих событий. Однако ведение отчетности требует постоянно запущенных приложений, что снижает производительность сети, поэтому к протоколированию событий, которое также отнимает время, администратор и пользователи сети должны походить избирательно и активизировать средства регистрации событий только на тех рабочих станциях, которые этого требуют. Журнал регистрации событий может оказаться полезным источником информации при администрировании сети.

Аппаратные средства защиты.

Основой надежной защиты данных от многих неисправностей аппаратных средств является избыточность. При выходе из строя некоторого сетевого устройства начинает функционировать его резервный дублер. Потерю данных при выходе из строя винчестера можно восполнить файлами, хранящимися в системе резервного копирования.

Некоторые сер¬веры поддерживают возможность установки избыточных устройств, автоматически передающих полномочия отказавшего компонента исправному. Такая избыточность применима к охлаждающим вентиляторам, источникам питания, сетевым адаптерам, жестким дискам и центральным процессорам.

При резервировании электропитания используют избыточные источники электро¬энергии - устройство бесперебойного питания наряду с электро¬сетью. Резервное копирование данных предполагает создание избыточных копий ценных файлов на дополнительных (резервных) носителях. В системах отказоустойчивых дисков данные записываются на избыточных дисках. Высшей степенью избыточности является кластеризация, когда несколько серверов объединяются в группу. В сети кластер серверов виден пользователям как один сервер. Если один из серверов кластера выходит из строя, его обязанности выполняет другой сервер. Пользователи не замечают этого перехода. Средства поддержки кластеризации встроены в такие ОС, как, например Windows NT.

Резервное копирование данных. Оно осуществляется с помощью специальных программ и является действенной мерой защиты от возможной их потери при регулярном выполнении этой процедуры. Наличие резервной копии позволяет быстро восстановить утерянные данные.

Используются следующие способы резервного копирования:

Полное, при котором копируются все данные заданных дисков независимо от того, когда их копирование выполнялось последний раз и вносились ли с тех пор изменения;

Дифференциальное, когда копируются все файлы, которые из¬менялись со времени последнего полного копирования. Дифференциальное копирование выполняется в промежутках между полным копированием, благодаря этому экономится время. Для обновления данных нужно восстанавливать две последних копии - полную и дифференциальную;

Инкрементное. При этом способе копируются все файлы, которые изменялись со времени любого последнего копирования (а не последнего полного копирования). Это наиболее быстрый способ, однако он сложнее и занимает много времени на восстановление данных, так как необходимо восстанавливать последнюю полную копию и все инкрементные копии, созданные со времени последнего полного копирования.

Отказоустойчивая система дисков.

Под отказоустойчивостью понимают способность системы к восстановлению после аварии. Объединение (конфигурация) нескольких физических жестких дисков в отказоустойчивый набор называется системой RAID (Redundant Array of Independent Disks - избыточный набор независимых дисков). Он может быть реализован в не¬скольких различных формах. В зависимости от уровня (0 - 5 и 7) предоставляются различные способы объединения дисков: RAID О, RAID 1, RAID 2, RAID 3, RAID 4, RAID 5.

Брандмауэры позволяют организовать защиту по всему периметру АС, создавая барьер между внутренней АС и соединениями с внешним миром (Internet). Такая защищенная область может быть установлена также в подсети.

Брандмауэр может быть реализован как аппаратным, так и программным способом.

Фактически он является средством фильтрации входящих и исходящих пакетов.

На основе правил безопасности, установленных сетевым администратором, брандмауэр определяет, следует ли пропустить поступивший пакет. Обычно брандмауэры располагают на шлюзах сети, являющихся точками ее соединения с другой сетью.

Существует два подхода к проблеме обеспечения безопасности компьютерных систем и сетей (КС): «фрагментарный» и комплексный.

«Фрагментарный» подход направлен на противодействие четко определенным угрозам в заданных условиях. В качестве примеров реализации такого подхода можно указать отдельные средства управления доступом, автономные средства шифрования, специализированные антивирусные программы и т. п.
Достоинством такого подхода является высокая избирательность к конкретной угрозе. Существенный недостаток - отсутствие единой защищенной среды обработки информации. Фрагментарные меры защиты информации обеспечивают защиту конкретных объектов КС только от конкретной угрозы. Даже небольшое видоизменение угрозы ведет к потере эффективности защиты.

Комплексный подход ориентирован на создание защищенной среды обработки информации в КС, объединяющей в единый комплекс разнородные меры противодействия угрозам. Организация защищенной среды обработки информации позволяет гарантировать определенный уровень безопасности КС, что является несомненным достоинством комплексного подхода. К недостаткам этого подхода относятся: ограничения на свободу действий пользователей КС, чувствительность к ошибкам установки и настройки средств защиты, сложность управления.
Комплексный подход применяют для защиты КС крупных организаций или небольших КС, выполняющих ответственные задачи или обрабатывающих особо важную информацию. Нарушение безопасности информации в КС крупных организаций может нанести огромный материальный ущерб как самим организациям, так и их клиентам. Поэтому такие организации вынуждены уделять особое внимание гарантиям безопасности и реализовы-вать комплексную защиту. Комплексного подхода придерживаются большинство государственных и крупных коммерческих предприятий и учреждений. Этот подход нашел свое отражение в различных стандартах.
Комплексный подход к проблеме обеспечения безопасности основан на разработанной для конкретной КС политике безопасности. Политика безопасности регламентирует эффективную работу средств защиты КС. Она охватывает все особенности процесса обработки информации, определяя поведение системы в различных ситуациях. Надежная система безопасности сети не может быть создана без эффективной политики сетевой безопасности. Политики безопасности подробно рассматриваются в гл. 3.

Для защиты интересов субъектов информационных отношений необходимо сочетать меры следующих уровней:
законодательного (стандарты, законы, нормативные акты и т. п.);
административно-организационного (действия общего характера, предпринимаемые руководством организации, и конкретные меры безопасности, имеющие дело с людьми);
программно-технического (конкретные технические меры). Меры законодательного уровня очень важны для обеспечения
информационной безопасности. К этому уровню относится комплекс мер, направленных на создание и поддержание в обществе негативного (в том числе карательного) отношения к нарушениям и нарушителям информационной безопасности.

Информационная безопасность - это новая область деятельности, здесь важно не только запрещать и наказывать, но и учить, разъяснять, помогать. Общество должно осознать важность данной проблематики, понять основные пути решения соответствующих проблем. Государство может сделать это оптимальным образом. Здесь не нужно больших материальных затрат, требуются интеллектуальные вложения.

Меры административно-организационного уровня. Администрация организации должна сознавать необходимость поддержания режима безопасности и выделять на эти цели соответствующие ресурсы. Основой мер защиты административно-организационного уровня является политика безопасности (см. гл. 3) и комплекс организационных мер.
К комплексу организационных мер относятся меры безопасности, реализуемые людьми. Выделяют следующие группы организационных мер:
управление персоналом;
физическая защита;
поддержание работоспособности;
реагирование на нарушения режима безопасности;
планирование восстановительных работ.

Для каждой группы в каждой организации должен существовать набор регламентов, определяющих действия персонала.

Меры и средства программно-технического уровня. Для поддержания режима информационной безопасности особенно важны меры программно-технического уровня, поскольку основная угроза компьютерным системам исходит от них самих: сбои оборудования, ошибки программного обеспечения, промахи пользователей и администраторов и т. п. В рамках современных информационных систем должны быть доступны следующие механизмы безопасности:
идентификация и проверка подлинности пользователей;
управление доступом;
протоколирование и аудит;
криптография;
экранирование;
обеспечение высокой доступности.

Необходимость применения стандартов. Информационные системы (ИС) компаний почти всегда построены на основе программных и аппаратных продуктов различных производителей. Пока нет ни одной компании-разработчика, которая предоставила бы потребителю полный перечень средств (от аппаратных до программных) для построения современной ИС. Чтобы обеспечить в разнородной ИС надежную защиту информации требуются специалисты высокой квалификации, которые должны отвечать за безопасность каждого компонента ИС: правильно их настраивать, постоянно отслеживать происходящие изменения, контролировать работу пользователей. Очевидно, что чем разнороднее ИС, тем сложнее обеспечить ее безопасность. Изобилие в корпоративных сетях и системах устройств защиты, межсетевых экранов (МЭ), шлюзов и VPN, а также растущий спрос на доступ к корпоративным данным со стороны сотрудников, партнеров и заказчиков приводят к созданию сложной среды защиты, трудной для управления, а иногда и несовместимой.
Интероперабельность продуктов защиты является неотъемлемым требованием для КИС. Для большинства гетерогенных сред важно обеспечить согласованное взаимодействие с продуктами других производителей. Принятое организацией решение безопасности должно гарантировать защиту на всех платформах в рамках этой организации. Поэтому вполне очевидна потребность в применении единого набора стандартов как поставщиками средств защиты, так и компаниями - системными интеграторами и организациями, выступающими в качестве заказчиков систем безопасности для своих корпоративных сетей и систем.
Стандарты образуют понятийный базис, на котором строятся все работы по обеспечению информационной безопасности, и определяют критерии, которым должно следовать управление безопасностью. Стандарты являются необходимой основой, обеспечивающей совместимость продуктов разных производителей, что чрезвычайно важно при создании систем сетевой безопасности в гетерогенных средах.

Комплексный подход к решению проблемы обеспечения безопасности, рациональное сочетании законодательных, административно-организационных и программно-технических мер и обязательное следование промышленным, национальным и международным стандартам - это тот фундамент, на котором строится вся система защиты корпоративных сетей.

Безопасность компьютерных сетей обеспечивается за счет политики и практик, принятых для предотвращения и мониторинга несанкционированного доступа, неправильного использования, модификации или отключения сети и доступных для нее ресурсов. Она включает в себя авторизацию доступа к данным, которая контролируется сетевым администратором. Пользователи выбирают или назначают идентификатор и пароль или другую аутентификационную информацию, которая позволяет им получать доступ к данным и программам в пределах своих полномочий.

Сетевая безопасность охватывает множество компьютерных сетей, как государственных, так и частных, которые используются в повседневной работе, проводя транзакции и коммуникации между предприятиями, государственными учреждениями и частными лицами. Сети могут быть частными (например, внутри компании) и иными (которые могут быть открыты для доступа общественности).

Безопасность компьютерных сетей связана с организациями, предприятиями и другими типами учреждений. Это защищает сеть, а также выполняет защитные и надзорные операции. Наиболее распространенным и простым способом защиты сетевого ресурса является присвоение ему уникального имени и соответствующего пароля.

Управление безопасностью

Управление безопасностью для сетей может быть различным для разных ситуаций. Домашний или малый офис может требовать только базовой безопасности, в то время как крупным предприятиям может потребоваться обслуживание с высоким уровнем надежности и расширенное программное и аппаратное обеспечение для предотвращения взлома и рассылки нежелательных атак.

Типы атак и уязвимостей сети

Уязвимость является слабостью в дизайне, реализации, работе или внутреннем контроле. Большинство обнаруженных уязвимостей задокументированы в базе данных Common Vulnerabilitiesand Exposures (CVE).

Сети могут подвергаться атакам из различных источников. Они могут быть двух категорий: «Пассивные», когда сетевой нарушитель перехватывает данные, проходящие через сеть, и «Активные», при которых злоумышленник инициирует команды для нарушения нормальной работы сети или для проведения мониторинга с целью получить доступ к данным.

Чтобы защитить компьютерную систему, важно разобраться в типах атак, которые могут быть осуществлены против нее. Эти угрозы могут быть разделены на следующие категории.

«Задняя дверь»

Бэкдор в компьютерной системе, криптосистеме или алгоритме - это любой секретный метод обхода обычных средств проверки подлинности или безопасности. Они могут существовать по ряду причин, в том числе по причине оригинального дизайна или из-за плохой конфигурации. Они могут быть добавлены разработчиком с целью разрешить какой-либо законный доступ, или же злоумышленником по иным причинам. Независимо от мотивов их существования они создают уязвимость.

Атаки типа «отказ в обслуживании»

Атаки на отказ в обслуживании (DoS) предназначены для того, чтобы сделать компьютер или сетевой ресурс недоступным для его предполагаемых пользователей. Организаторы такой атаки могут закрыть доступ к сети отдельным жертвам, например, путем преднамеренного ввода неправильного пароля много раз подряд, чтобы вызвать блокировку учетной записи, или же перегружать возможности машины или сети и блокировать всех пользователей одновременно. В то время как сетевая атака с одного IP-адреса может быть заблокирована добавлением нового правила брандмауэра, возможны многие формы атак с распределенным отказом в обслуживании (DDoS), где сигналы исходят от большого количества адресов. В таком случае защита намного сложнее. Такие атаки могут происходить из компьютеров, управляемых ботами, но возможен целый ряд других методов, включая атаки отражения и усиления, где целые системы непроизвольно осуществляют передачу такого сигнала.

Атаки прямого доступа

Несанкционированный пользователь, получающий физический доступ к компьютеру, скорее всего, может напрямую копировать данные из него. Такие злоумышленники также могут поставить под угрозу безопасность путем внесения изменений в операционную систему, установки программных червей, клавиатурных шпионов, скрытых устройств для прослушивания или использования беспроводных мышей. Даже если система защищена стандартными мерами безопасности, их можно обойти, загрузив другую ОС или инструмент с компакт-диска или другого загрузочного носителя. предназначено для предотвращения именно таких атак.

Концепция сетевой безопасности: основные пункты

Информационная безопасность в компьютерных сетях начинается с аутентификации, связанной с введением имени пользователя и пароля. Такая ее разновидность является однофакторной. С двухфакторной аутентификацией дополнительно используется и дополнительный параметр (токен безопасности или «ключ», карточка ATM или мобильный телефон), с трехфакторной применяется и уникальный пользовательский элемент (отпечаток пальца или сканирование сетчатки).

После аутентификации брандмауэр применяет политику доступа. Эта служба безопасности компьютерной сети эффективна для предотвращения несанкционированного доступа, но этот компонент может не проверить потенциально опасный контент, такой как компьютерные черви или трояны, передаваемые по сети. Антивирусное программное обеспечение или система предотвращения вторжений (IPS) помогают обнаруживать и блокировать действие таких вредоносных программ.

Система обнаружения вторжений, основанная на сканировании данных, может также отслеживать сеть для последующего анализа на высоком уровне. Новые системы, объединяющие неограниченное машинное обучение с полным анализом сетевого трафика, могут обнаруживать активных сетевых злоумышленников в виде вредоносных инсайдеров или целевых внешних вредителей, которые взломали пользовательский компьютер или учетную запись.

Кроме того, связь между двумя хостами может быть зашифрована для обеспечения большей конфиденциальности.

Защита компьютера

В обеспечении безопасности компьютерной сети применяются контрмеры - действия, устройства, процедура или техника, которые уменьшают угрозу, уязвимость или атаку, устраняя или предотвращая ее, минимизируя причиненный вред или обнаруживая и сообщая о его наличии.

Безопасное кодирование

Это одна из основных мер безопасности компьютерных сетей. В разработке программного обеспечения безопасное кодирование направлено на предотвращение случайного внедрения уязвимостей. Также возможно создать ПО, разработанное с нуля для обеспечения безопасности. Такие системы «безопасны по дизайну». Помимо этого, формальная проверка направлена ​​на то, чтобы доказать правильность алгоритмов, лежащих в основе системы. Это особенно важно для криптографических протоколов.

Данная мера означает, что программное обеспечение разрабатывается с нуля для обеспечения безопасности информации в компьютерных сетях. В этом случае она считается основной особенностью.

Некоторые из методов этого подхода включают:

1. Принцип наименьших привилегий, при котором каждая часть системы имеет только определенные полномочия, необходимые для ее функционирования. Таким образом, даже если злоумышленник получает доступ к этой части, он получит ограниченные полномочия относительно всей системы.
2. Кодовые обзоры и модульные тесты - это подходы к обеспечению большей безопасности модулей, когда формальные доказательства корректности невозможны.
3. Глубокая защита, где дизайн таков, что необходимо нарушить несколько подсистем, чтобы нарушить целостность системы и информацию, которую она хранит. Это более глубокая техника безопасности компьютерных сетей.

Архитектура безопасности

Организация Open Security Architecture определяет архитектуру IT-безопасности как "артефакты дизайна, которые описывают расположение элементов управления безопасностью (контрмеры безопасности) и их взаимосвязь с общей архитектурой информационных технологий". Эти элементы управления служат для поддержания таких атрибутов качества системы, как конфиденциальность, целостность, доступность, ответственность и гарантии.

Другие специалисты определяют ее как единый дизайн безопасности компьютерных сетей и безопасности информационных систем, который учитывает потребности и потенциальные риски, связанные с определенным сценарием или средой, а также определяет, когда и где применять определенные средства.

Ключевыми ее атрибутами являются:

• отношения разных компонентов и того, как они зависят друг от друга.
• определение мер контроля на основе оценки рисков, передовой практики, финансов и правовых вопросов.
• стандартизации средств контроля.

Обеспечение безопасности компьютерной сети

Состояние «безопасности» компьютера - идеал, достигаемый при использовании трех процессов: предотвращения угрозы, ее обнаружения и ответа на нее. Эти процессы основаны на различных политиках и системных компонентах, которые включают следующее:

1. Элементы управления доступом к учетной записи пользователя и криптографию, которые могут защищать системные файлы и данные.
2. Брандмауэры, которые на сегодняшний день являются наиболее распространенными системами профилактики с точки зрения безопасности компьютерных сетей. Это связано с тем, что они способны (в том случае, если их правильно настроить) защищать доступ к внутренним сетевым службам и блокировать определенные виды атак посредством фильтрации пакетов. Брандмауэры могут быть как аппаратными, так и программными.
3. Системы обнаружения вторжений (IDS), которые предназначены для обнаружения сетевых атак в процессе их осуществления, а также для оказания помощи после атаки, в то время как контрольные журналы и каталоги выполняют аналогичную функцию для отдельных систем.

«Ответ» обязательно определяется оцененными требованиями безопасности отдельной системы и может охватывать диапазон от простого обновления защиты до уведомления соответствующих инстанций, контратаки и т. п. В некоторых особых случаях лучше всего уничтожить взломанную или поврежденную систему, так как может случиться, что не все уязвимые ресурсы будут обнаружены.

Что такое брандмауэр?

Сегодня система безопасности компьютерной сети включает в себя в основном «профилактические» меры, такие как брандмауэры или процедуру выхода.

Брандмауэр можно определить как способ фильтрации сетевых данных между хостом или сетью и другой сетью, такой как Интернет. Он может быть реализован как программное обеспечение, запущенное на машине и подключающееся к сетевому стеку (или, в случае UNIX-подобных систем, встроенное в ядро ​​ОС), чтобы обеспечить фильтрацию и блокировку в реальном времени. Другая реализация - это так называемый «физический брандмауэр», который состоит из отдельной фильтрации сетевого трафика. Такие средства распространены среди компьютеров, которые постоянно подключены к Интернету, и активно применяются для обеспечения информационной безопасности компьютерных сетей.

Некоторые организации обращаются к крупным платформам данных (таким как Apache Hadoop) для обеспечения доступности данных и машинного обучения для обнаружения передовых постоянных угроз.

Однако относительно немногие организации поддерживают компьютерные системы с эффективными системами обнаружения, и они имеют еще меньше механизмов организованного реагирования. Это создает проблемы обеспечения технологической безопасности компьютерной сети. Основным препятствием для эффективного искоренения киберпреступности можно назвать чрезмерную зависимость от брандмауэров и других автоматизированных систем обнаружения. Тем не менее это основополагающий сбор данных с использованием устройств захвата пакетов, которые останавливают атаки.

Управление уязвимостями

Управление уязвимостями - это цикл выявления, устранения или смягчения уязвимостей, особенно в программном обеспечении и прошивке. Этот процесс является неотъемлемой частью обеспечения безопасности компьютерных систем и сетей.

Уязвимости можно обнаружить с помощью сканера, который анализирует компьютерную систему в поисках известных «слабых мест», таких как открытые порты, небезопасная конфигурация программного обеспечения и беззащитность перед вредоносным ПО.

Помимо сканирования уязвимостей, многие организации заключают контракты с аутсорсингами безопасности для проведения регулярных тестов на проникновение в свои системы. В некоторых секторах это контрактное требование.

Снижение уязвимостей

Несмотря на то, что формальная проверка правильности компьютерных систем возможна, она еще не распространена. Официально проверенные ОС включают в себя seL4 и SYSGO PikeOS, но они составляют очень небольшой процент рынка.

Современные компьютерные сети, обеспечивающие безопасность информации в сети, активно используют двухфакторную аутентификацию и криптографические коды. Это существенно снижает риски по следующим причинам.

Взлом криптографии сегодня практически невозможен. Для ее осуществления требуется определенный некриптографический ввод (незаконно полученный ключ, открытый текст или другая дополнительная криптоаналитическая информация).

Это метод смягчения несанкционированного доступа к системе или конфиденциальной информации. Для входа в защищенную систему требуется два элемента:

• «то, что вы знаете» - пароль или PIN-код;
• «то, что у вас есть» - карта, ключ, мобильный телефон или другое оборудование.

Это повышает безопасность компьютерных сетей, так как несанкционированный пользователь нуждается в обоих элементах одновременно для получения доступа. Чем жестче вы будете соблюдать меры безопасности, тем меньше взломов может произойти.

Можно снизить шансы злоумышленников, постоянно обновляя системы с исправлениями функций безопасности и обновлениями, использованием специальных сканеров. Эффект потери и повреждения данных может быть уменьшен путем тщательного создания резервных копий и хранения.

Механизмы защиты оборудования

Аппаратное обеспечение тоже может быть источником угрозы. Например, взлом может быть осуществлен с использованием уязвимостей микрочипов, злонамеренно введенных во время производственного процесса. Аппаратная или вспомогательная безопасность работы в компьютерных сетях также предлагает определенные методы защиты.

Использование устройств и методов, таких как ключи доступа, доверенные модули платформы, системы обнаружения вторжений, блокировки дисков, отключение USB-портов и доступ с поддержкой мобильной связи, могут считаться более безопасными из-за необходимости физического доступа к сохраненным данным. Каждый из них более подробно описан ниже.

Ключи

USB-ключи обычно используются в процессе лицензирования ПО для разблокировки программных возможностей, но они также могут рассматриваться как способ предотвращения несанкционированного доступа к компьютеру или другому устройству. Ключ создает безопасный зашифрованный туннель между ним и программным приложением. Принцип заключается в том, что используемая схема шифрования (например, AdvancedEncryptionStandard (AES)), обеспечивает более высокую степень информационной безопасности в компьютерных сетях, поскольку сложнее взломать и реплицировать ключ, чем просто скопировать собственное ПО на другую машину и использовать его.

Еще одно применение таких ключей - использование их для доступа к веб-контенту, например, облачному программному обеспечению или виртуальным частным сетям (VPN). Кроме того, USB-ключ может быть сконфигурирован для блокировки или разблокировки компьютера.

Защищенные устройства

Защищенные устройства доверенных платформ (TPM) интегрируют криптографические возможности на устройства доступа, используя микропроцессоры или так называемые компьютеры на кристалле. TPM, используемые в сочетании с программным обеспечением на стороне сервера, предлагают оригинальный способ обнаружения и аутентификации аппаратных устройств, а также предотвращение несанкционированного доступа к сети и данным.

Обнаружение вторжений в компьютер осуществляется посредством кнопочного выключателя, который срабатывает при открытии корпуса машины. Прошивка или BIOS запрограммированы на оповещение пользователя, когда устройство будет включено в следующий раз.

Блокировка

Безопасность компьютерных сетей и безопасность информационных систем может быть достигнута и путем блокировки дисков. Это, по сути, программные инструменты для шифрования жестких дисков, делающие их недоступными для несанкционированных пользователей. Некоторые специализированные инструменты разработаны специально для шифрования внешних дисков.

Отключение USB-портов - это еще один распространенный параметр безопасности для предотвращения несанкционированного и злонамеренного доступа к защищенному компьютером. Зараженные USB-ключи, подключенные к сети с устройства внутри брандмауэра, рассматриваются как наиболее распространенная угроза для компьютерной сети.

Мобильные устройства с поддержкой сотовой связи становятся все более популярными из-за повсеместного использования сотовых телефонов. Такие встроенные возможности, как Bluetooth, новейшая низкочастотная связь (LE), ближняя полевая связь (NFC) привели к поиску средств, направленных на устранение уязвимостей. Сегодня активно используется как биометрическая проверка (считывание отпечатка большого пальца), так и программное обеспечение для чтения QR-кода, предназначенное для мобильных устройств. Все это предлагает новые, безопасные способы подключения мобильных телефонов к системам контроля доступа. Это обеспечивает компьютерную безопасность, а также может использоваться для контроля доступа к защищенным данным.

Возможности и списки контроля доступа

Особенности информационной безопасности в компьютерных сетях основаны на разделении привилегий и степени доступа. Широко распространены две такие модели - это списки управления доступом (ACL) и безопасность на основе возможностей.

Использование ACL для ограничения работы программ оказалось во многих ситуациях небезопасным. Например, хост-компьютер можно обмануть, косвенно разрешив доступ к ограниченному файлу. Было также показано, что обещание ACL предоставить доступ к объекту только одному пользователю никогда не может быть гарантировано на практике. Таким образом, и сегодня существуют практические недостатки во всех системах на основе ACL, но разработчики активно пытаются их исправить.

Безопасность на основе возможностей в основном применяется в исследовательских операционных системах, в то время как коммерческие ОС по-прежнему используют списки ACL. Однако возможности могут быть реализованы только на уровне языка, что приводит к специфическому стилю программирования, который по существу является уточнением стандартного объектно-ориентированного дизайна.

Концепция "авторитетных рекомендаций" представляет собой набор указаний, которые обеспечивают должный уровень безопасности. Авторитетные рекомендации (далее - рекомендации) - это комбинация указаний, эффективность которых доказана при применении в самых различных организациях. Не все указания пригодны для использования в конкретной организации. В некоторых компаниях необходимы дополнительные политики и процедуры, обучение персонала или контроль за технической безопасностью для достижения приемлемого уровня управления безопасностью .

Административная безопасность

Рекомендации по административной безопасности - это те решения, которые соответствуют политикам и процедурам, ресурсам, степени ответственности, потребностям в обучении персонала и планам по выходу из критических ситуаций. Эти меры призваны определить важность информации и информационных систем для компании и объяснить персоналу, в чем именно заключается эта важность. Рекомендации по обеспечению административной безопасности определяют ресурсы, необходимые для осуществления должного управления рисками и определения лиц, несущих ответственность за управление безопасностью организации.

Политики и процедуры

Политики безопасности определяют метод, согласно которому обеспечивается безопасность внутри организации. После определения политики предполагается, что большинство сотрудников компании будут ее соблюдать. Следует понимать, что полного и безоговорочного выполнения политики не будет. В некоторых случаях политика будет нарушаться из-за требований, связанных с деловой деятельностью организации. В других случаях игнорирование политики обусловлено сложностью ее выполнения.

Даже принимая во внимание тот факт, что политика будет выполняться не постоянно, она формирует ключевой компонент программы по обеспечению безопасности и должна быть включена в перечень рекомендаций по защите. При отсутствии политики сотрудники не будут знать, что делать для защиты информации и компьютерных систем.

• Информационная политика. Определяет степень секретности информации внутри организации и необходимые требования к хранению, передаче, пометке и управлению этой информацией.
• Политика безопасности. Определяет технические средства управления и настройки безопасности, применяемые пользователями и администраторами на всех компьютерных системах.
• Политика использования . Определяет допустимый уровень использования компьютерных систем организации и штрафные санкции, предусмотренные за их нецелевое использование. Данная политика также определяет принятый в организации метод установки программного обеспечения и известна как политика приемлемого использования.
• Политика резервного копирования. Определяет периодичность резервного копирования данных и требования к перемещению резервных данных в отдельное хранилище. Кроме того, политики резервного копирования определяют время, в течение которого данные должны быть зарезервированы перед повторным использованием.

Политики сами по себе не формируют исчерпывающих инструкций по выполнению программы безопасности организации. Следует определить процедуры, согласно которым сотрудники будут выполнять определенные задачи, и которые будут определять дальнейшие шаги по обработке различных ситуаций с точки зрения безопасности. Внутри организации должны быть определены следующие процедуры.

• Процедура управления пользователями. Определяет, кто может осуществлять авторизованный доступ к тем или иным компьютерам организации, и какую информацию администраторы должны предоставлять пользователям, запрашивающим поддержку. Процедуры управления пользователями также определяют, кто несет ответственность за информирование администраторов о том, что сотруднику больше не требуется учетная запись. Аннулирование учетных записей важно с той точки зрения, чтобы доступ к системам и сетям организации имели только лица с соответствующими деловыми потребностями.
• Процедуры системного администрирования. Описывают, каким образом в данный момент времени применяется политика безопасности на различных системах, имеющихся в организации. Эта процедура подробно определяет, каким образом должна осуществляться работа с обновлениями и их установка на системы.
• Процедуры управления конфигурацией. Определяют шаги по внесению изменений в функционирующие системы. Изменения могут включать в себя обновление программного и аппаратного обеспечения, подключение новых систем и удаление ненужных систем.

Примечание

Во многих организациях управление обновлениями представляет собой большую проблему. Отслеживание обновлений для снижения уровня уязвимости систем, а также тестирование этих обновлений перед установкой на функционирующие системы (чтобы не отключать работающие приложения) занимает очень много времени, но эти задачи очень важны для любой организации.

Наряду с процедурами по управлению конфигурацией устанавливаются методологии разработки новых систем. Они очень важны для управления уязвимостями новых систем и для защиты функционирующих систем от несанкционированного изменения. Методология разработки определяет, как и когда должны разрабатываться и применяться меры защиты. Необходимо делать акцент на этих сведениях при проведении любых инструктажей разработчиков и менеджеров проектов.