Компьютерные сети

Замещение с изменением Наложение с сохранением Добавление в конецразмера инфицированного размера инфицированного программыфайла файла
Добавление в начало программыРис. 24.7. Различные варианты расположения кода вируса в зараженных файлах
КодпрограммыКод вируса
Код вируса
Код вируса
Фрагмент
кода
программы
Добавление с перестановкой Фрагментарное добавление частей кода программы вируса в Тело программы
Шпионские программы

Шпионские программы (spyware) — это такой тип вредоносных программ, которые тайно (как правило, удаленно) устанавливаются злоумышленниками на компьютеры ничего не подозревающих пользователей, чтобы отслеживать и фиксировать все их действия.

В число таких действий может входить введение имени и пароля во время логического входа в систему, посещение тех или иных веб-сайтов, обмен информацией с внешними и внутренними пользователями сети и пр., и пр. Собранная информация пересылается злоумышленнику, который применяет ее в преступных целях.

Заметим, что в качестве шпионских программ могут использоваться не только созданные специально для этих целей вредоносные программы, но и программы легального назначения. Так, опасным средством шпионажа могут стать легальные системы мониторинга сети
1

, такие, например, как популярные сетевые мониторы Wireshark или Microsoft Network Monitor. Исходное назначение этих программ состоит в том, чтобы дать администратору сети возможность следить за сетевым трафиком, в частности захватывать пакеты, используя механизм фильтрации, просматривать их содержимое, собирать статистику по загрузке устройств. В руках же злоумышленника такая программа превращается в мощный инструмент «взлома» сети, который позволяет перехватывать пакеты с паролями и другой секретной информацией. Они также позволяют путем сканирования TCP- и UDP-портов определять типы приложений, работающих в сети, что является очень важной информацией для подготовки атаки.

ПРИМЕЧАНИЕ-

Практически все сетевые мониторы построены в архитектуре клиент-сервер. Клиенты, обычно называемые агентами, захватывают и, если необходимо, фильтруют трафик, а затем передают его серверной части монитора для дальнейшей обработки. Серверная часть монитора может работать как в локальной сети, так и на удаленном компьютере, однако клиентские части всегда устанавливаются на компьютерах в тех сегментах сети, в которых протекает интересующий администратора (или злоумышленника) трафик. Необходимым условием для работы агентов монитора является установка сетевого адаптера компьютера, на котором запущен этот агент, в неразборчивый режим приема (см. раздел «МАС-адреса» в главе 12). Поэтому одним из способов, пресекающих несанкционированный захват и анализ сетевого трафика, является отслеживание всех интерфейсов сети, работающих в неразборчивом режиме приема.

Спам
Спам
78
79
— это атака, выполненная путем злоупотребления возможностями электронной почты.
Учитывая ту важную роль, которую играет электронная почта в работе современных предприятий и организаций, можно понять, почему спам, дезорганизующий работу этой службы, стал рассматриваться в последние годы как одна из существенных угроз безопасности.

Спам отнимает время и ресурсы на просмотр и удаление бесполезных сообщений, при этом ошибочно могут быть удалены письма с критически важной информацией, особенно велика вероятность этого при автоматической фильтрации писем. Посторонняя почта, которая нередко составляет 70 % получаемых сообщений, не только снижает эффективность работы предприятия, но и зачастую служит средством внедрения вредоносных программ. Кроме того, спам часто является элементом различных мошеннических схем, жертвами которых могут стать как отдельные сотрудники, так и предприятие в целом.

Спамеры, то есть лица, рассылающие спам, используют для своих целей разнообразные и иногда весьма сложные методы и средства. Так, например, для пополнения баз данных адресов ими может выполняться автоматическое сканирование страниц Интернета, а для организации массовой рассылки они могут прибегать к распределенным атакам, когда зомбированные с помощью червей компьютеры бомбардируют спамом огромное число пользователей сети.
Методы обеспечения информационной безопасности

Классификация методов защиты
Сегодня существует большой арсенал методов обеспечения информационной безопасности, к которым мы, прежде всего, отнесем технические средства защиты, такие как системы шифрования, аутентификации, авторизации, аудита, антивирусной защиты, межсетевые экраны и др. Именно им в основном посвящена данная глава этого учебника.

Однако помимо технических средств, не меньшее, а иногда и большее влияние на безопасность системы оказывают средства, построенные на качественно другой основе. К таким «не техническим» мерам защиты относятся соответствующие сфера законодательства, морально-этические нормы, просветительная работа и административные меры. Например, именно ужесточением наказаний за преступления в области нарушения информационной безопасности эксперты объясняют резкое снижение за последние два года количества вирусных атак. Примером эффективных административных мер может служить запрет сотрудникам пользоваться в пределах предприятия собственными ноутбуками; такой запрет сокращает случаи утечки конфиденциальной информации и заражения корпоративных данных новыми вирусами.

Важную роль играют также, физические средства защиты, к которым относят замки, камеры наблюдения, охранные системы. Данные, записанные на съемный носитель, помещенный в сейф в хорошо охраняемом помещении, очевидно, более защищены, чем данные, хранящиеся на диске работающего в сети компьютера, защищенного самым совершенным сетевым экраном
80
.

Универсальным средством противодействия атакам, имеющим целью нарушение целостности данных, а в некоторых случаях и их доступности, является резервное копирование. Резервное копирование — это набор автоматизированных процедур создания и поддержания копий данных, которые могут быть использованы для восстановления исходных данных в случае их потери или искажения. Резервные копии записывают на сменные носители большой емкости, например магнитные ленты, которые для повышения отказоустойчивости размещают в местах, территориально разнесенных с местонахождением исходных данных. Понятно, что при этом возрастает вероятность их потери или кражи. Чтобы смягчить возможные последствия этих угроз, копируемые данные записываются на сменные носители в зашифрованном виде.

Для эффективного поддержания информационной безопасности необходим системный подход. Это означает, что различные средства защиты (технические, юридические, административные, физические и т. д.) должны применяться совместно и под централизованным управлением.
Политика безопасности
Организация служб безопасности сети требует тщательной проработки политики информационной безопасности, которая включает несколько базовых принципов.

Одним из таких принципов является предоставление каждому сотруднику предприятия того минимального уровня привилегий на доступ к данным, который необходим ему для выполнения его должностных обязанностей.

Следующий принцип — использование многоуровневого подхода к обеспечению безопасности. Система защиты с многократным резервированием средств безопасности увеличивает вероятность сохранности данных. Так, например, физические средства защиты (закрытые помещения, блокировочные ключи), ограничивающие непосредственный контакт пользователя только приписанным ему компьютером, дополняют и усиливают эффективность централизованной системы авторизации пользователей.

Принцип единого контрольно-пропускного пункта заключается в том, что весь входящий во внутреннюю сеть и выходящий во внешнюю сеть трафик проходит через единственный узел сети, например через сетевой экран. Только это позволяет в достаточной степени контролировать трафик. В противном случае, когда в сети имеется множество пользовательских станций, имеющих независимый выход во внешнюю сеть, очень трудно скоординировать правила, ограничивающие права пользователей внутренней сети на доступ к серверам внешней сети и обратно — права внешних клиентов на доступ к ресурсам внутренней сети.

Используя многоуровневую систему защиты, важно обеспечивать баланс надежности защиты всех уровней. Если в сети все сообщения шифруются, но ключи легкодоступны, то эффект от шифрования нулевой. Если внешний трафик сети, подключенной к Интернету, проходит через мощный сетевой экран, но пользователи имеют возможность связываться с узлами Интернета по коммутируемым линиям через локально установленные модемы, то деньги (как правило, немалые), потраченные на сетевой экран, можно считать выброшенными на ветер.

Следующим универсальным принципом является использование только таких средств, которые при отказе переходят в состояние максимальной защиты. Это касается самых различных средств безопасности. Если в сети имеется устройство, которое анализирует весь входной трафик и отбрасывает кадры с определенным, заранее заданным обратным адресом, то при отказе оно должно полностью блокировать вход в сеть. Неприемлемым следовало бы признать устройство, которое при отказе просто отключается, начиная пропускать в сеть весь внешний трафик.

Следующим является принцип баланса возможного ущерба от реализации угрозы и затрат на ее предотвращение. Ни одна система безопасности не гарантирует защиту данных на уровне 100 %, поскольку является результатом компромисса между возможными рисками и возможными затратами. Определяя политику безопасности, администратор должен взвесить величину ущерба, которую может понести предприятие в результате нарушения защиты данных, и соотнести ее с величиной затрат, требуемых на обеспечение безопасности этих данных. Так, в некоторых случаях можно отказаться от дорогостоящего межсетевого экрана в пользу стандартных средств фильтрации обычного маршрутизатора, в других же приходится идти на беспрецедентные затраты. Главное, чтобы принятое решение было обосновано экономически.

НЕМНОГО СТАТИСТИКИ -
По данным отчета
1
о состоянии информационной безопасности на предприятиях и компаниях Великобритании в 2008 году подавляющее большинство предприятий использует средства защиты, а именно: 99 % регулярно выполняют резервное копирование своих наиболее важных данных;
98 % имеют средства обнаружения шпионских программ;
97 % фильтруют трафик электронной почты на наличие спама;
97 % используют сетевые экраны для защиты своих веб-сайтов;

95 % сканируют входящие сообщения электронной почты на предмет содержания в них вирусов; 94 % шифруют трафик своих беспроводных сетей.
Шифрование
Шифрование — это средство обеспечения конфиденциальности данных, хранящихся в памяти компьютера или передаваемых по проводной или беспроводной сети.
Шифрование является краеугольным камнем всех служб информационной безопасности, будь то система аутентификации или авторизации, защищенный канал или средства безопасного хранения данных.

Любая процедура шифрования, превращающая информацию из обычного «понятного» вида в «нечитабельный» зашифрованный, естественно должна быть дополнена процедурой дешифрирования, которая, будучи примененной к зашифрованному тексту
81
82
, снова приводит его в понятный вид.

Пара процедур — шифрование и дешифрирование ^называется криптосистемой. Обычно криптосистема предусматривает наличие специального параметра — секретного ключе. Криптосистема считается раскрытой, если найдена процедура, позволяющая подобрать ключ за реальное время. Сложность алгоритма раскрытия является одной из важных характеристик криптосистемы и называется криптостойкостью.

В криптографии принято правило Керкхоффа, заключающееся в том, что стойкость шифра должна определяться только секретностью ключа. Так, все стандартные алгоритмы шифрования (например, AES, DES, PGP) Широко известны
1
, их детальное описание содержится в легкодоступных документах, но от этого их эффективность не снижается. Система остается защищенной, если злоумышленнику известно все об алгоритме шифрования, но он не знает секретный ключ.

Существует два класса криптосистем — симметричные и асимметричные. В симметричных схемах шифрования (классическая криптография) секретный ключ шифрования совпадает с секретным ключом дешифрирования. В асимметричных схемах шифрования (криптография с открытым ключом) открытый ключ шифрования не совпадает с секретным ключом дешифрирования.
Симметричные алгоритмы шифрования

На рис. 24.8 приведена классическая модель симметричной криптосистемы, теоретические основы которой впервые были изложены в 1949 году в работе Клода Шеннона. В данной модели три участника: отправитель, получатель и злоумышленник. Задача отправителя заключается в том, чтобы по открытому каналу передать некоторое сообщение в защищенном виде. Для этого он зашифровывает открытый текст X ключом k и передает шифрованный текст Y. Задача получателя заключается в том, чтобы расшифровать Yи прочитать сообщение X. Предполагается, что отправитель имеет свой источник ключа. Сгенерированный ключ заранее по надежному каналу передается получателю. Задача злоумышленника заключается в перехвате и чтении передаваемых сообщений, а также в имитации ложных сообщений.

х
Отправитель
Шифрование
Y = F
K
(X)
Злоумышленник
Получатель
О Дешифрирование
X = F
k
(Y)
•« Li*
X— Y— X—
исходный текст зашифрованный текст расшифрованный текст
F — алгоритм шифрования/дешифрирования К — секретный ключ
Рис. 24.8. Модель симметричного шифрования

Модель является универсальной — если зашифрованные данные хранятся в компьютере и никуда не передаются, отправитель и получатель совмещаются в одном лице, а в роли злоумышленника выступает некто, имеющий доступ к компьютеру в ваше отсутствие.
Алгоритм DES

Наиболее популярным стандартным симметричным алгоритмом шифрования данных является DES (Data Encryption Standard). Алгоритм разработан фирмой IBM и в 1976 году был рекомендован Национальным бюро стандартов к использованию в открытых секторах экономики. Суть этого алгоритма заключается в следующем (рис. 24.9).
Исходный блок 64 битаРезультат шифрования
Рис. 24.9. Схема шифрования по алгоритму DES

Данные шифруются поблочно. Перед шифрованием любая форма представления данных преобразуется в числовую. Числа получают путем применения любой открытой процедуры преобразования блока текста в число. Например, ими могли бы быть значения двоичных чисел, полученных слиянием кодов ASCII последовательных символов соответствующего блока текста. На вход шифрующей функции поступает блок данных размером 64 бита, он делится пополам на левую (L) и правую (R) части. На первом этапе на место левой части результирующего блока помещается правая часть исходного блока. Правая часть результирующего блока вычисляется как сумма по модулю 2 (операция XOR) левой и правой частей исходного блока. Затем на основе случайной двоичной последовательности по определенной схеме в полученном результате выполняются побитные замены и перестановки. Используемая двоичная последовательность, представляющая собой ключ данного алгоритма, имеет длину 64 бита, из которых 56 действительно случайны, а 8 предназначены для контроля ключа.

Вот уже более трех десятков лет алгоритм DES испытывается на стойкость. И хотя существуют примеры успешных попыток «взлома» данного алгоритма, в целом можно считать, что он выдержал испытания. Алгоритм DES широко используется в различных технологиях и продуктах, связанных с безопасностью информационных систем. Для того чтобы повысить криптостойкость алгоритма DES, иногда применяют его усиленный вариант, называемый «тройным алгоритмом DES», который включает троекратное шифрование с использованием двух разных ключей. При этом можно считать, что длина ключа увеличивается с 56 до 112 бит? а 'значит, криптостойкость алгоритма существенно повышается. Но за это приходится платить производительностью — тройной алгоритм DES требует в три раза больше времени на реализацию, чем «обычный».

В 2001 году Национальное бюро стандартов США приняло новый стандарт симметричного шифрования, который получил название AES (Advanced Encryption Standard). Стандарт AES был разработан в результате проведения конкурса на разработку симметричного алгоритма

шифрования, обладающего лучшим, чем у DES, сочетанием показателей безопасности и скорости работы. Победителем был признан алгоритм Rijndael, который и был положен в основу AES. В результате AES обеспечивает лучшую защиту, так как использует 128-битные ключи (а также может работать со 192- и 256-битными ключами) и имеет более высокую скорость работы, кодируя за один цикл 128-битный блок в отличие от 64-битного блока DES. В настоящее время AES является наиболее распространенным симметричным алгоритмом шифрования.

В симметричных алгоритмах главную проблему представляют ключи. Во-первых, криптостойкость многих симметричных алгоритмов зависит от качества ключа, это предъявляет повышенные требования к службе генерации ключей. Во-вторых, принципиальной является надежность канала передачи ключа второму участнику секретных переговоров. Проблема с ключами возникает даже в системе с двумя абонентами, а в системе с п абонентами, желающими обмениваться секретными данными по принципу «каждый с каждым», потребуется пх(п- 1)/2 ключей, которые должны быть сгенерированы и распределены надежным образом. То есть количество ключей пропорционально квадрату количества абонентов, что при большом числе абонентов делает задачу чрезвычайно сложной. Несимметричные алгоритмы, основанные на использовании открытых ключей, снимают эту проблему.

Несимметричные алгоритмы шифрования
В середине 70-х двое ученых — Винфилд Диффи и Мартин Хеллман — описали принципиально другой подход к шифрованию.
Особенность шифрования с открытым ключом состоит в том, что одновременно генерируется уникальная пара ключей, таких чтотёкст, зашифрованный одним ключом, может быть расшифрован только о использованием второго ключа, и наоборот.
Е — открытый ключ
Е — открытый ключ
-о*
Отправитель
X
Злоумышленник
D — закрытый секретный ключ получателя
Получатель
X

•teT:
ШифрованиеДешифрирование
Y
в
Е(Х)
!|1
X-D(Y)
Y — текст, зашифрованный открытым ключом Е
X — исходный текст

В модели криптосхемы с открытым ключом также три участника: отправитель, получатель и злоумышленник (рис. 24.10). Задача отправителя заключается в том, чтобы по открытому каналу связи передать некоторое сообщение в защищенном виде. Получатель генерирует на своей стороне два ключа: открытый Е и закрытый D. Закрытый ключ D (часто называемый также личным ключом) абонент должен сохранять в защищенном месте, а открытый ключ Е он может передать всем, с кем хочет поддерживать защищенные отношения. Для шифрования текста служит открытый ключ, но расшифровать этот текст можно только с помощью закрытого ключа. Поэтому открытый ключ передается отправителю в незащищенном виде. Отправитель, используя открытый ключ получателя, шифрует сообщение X и передает его получателю. Получатель расшифровывает сообщение своим закрытым ключом D. Очевидно, что числа, одно из которых служит для шифрования текста, а другое — для дешифрирования, не могут быть независимыми друг от друга, а значит, есть теоретическая возможность вычисления закрытого ключа по открытому. Однако это связано с огромным объемом вычислений, которые требуют соответственно огромного времени. Поясним принципиальную связь между закрытым и открытым ключами следующей аналогией.

ПРИМЕР-АНАЛОГИЯ -

Пусть руководитель предприятия (на рис. 24.11 это пользователь 1) решает вести секретную переписку со своими сотрудниками. Рассмотрим вариант, когда требуется обеспечить конфиденциальность потока сообщений только в одну сторону — от сотрудников к руководителю. Для этого руководитель решает использовать какой-либо малоизвестный язык, например санскрит. С этой целью он обзаводится единственной копией санскритско-русского словаря, который оставляет себе, и большим количеством широкодоступных русско-санскритских словарей, которые раздает всем своим сотрудникам.

Когда у сотрудников возникает необходимость написать секретное сообщение руководителю, они, пользуясь словарем, пишут сообщения на санскрите. Руководитель переводит сообщения на русский язык, пользуясь доступным только ему санскритско-русским словарем. Очевидно, что здесь роль открытого ключа Е и закрытого ключа D руководителя играют русско-санскритский и санскритско-русский словари соответственно. Могут ли пользователи 2, 3 и 4 прочитать чужие сообщения 5г, 5з, S4, которые посылает каждый из них руководителю? Вообще-то нет, так как для этого им нужен санскритско-русский словарь, обладателем которого является только пользователь 1. Так обеспечивается конфиденциальность потока сообщений в направлении руководителя.

Все материалы, размещенные в боте и канале, получены из открытых источников сети Интернет, либо присланы пользователями  бота. 
Все права на тексты книг принадлежат их авторам и владельцам. Тексты книг предоставлены исключительно для ознакомления. Администрация бота не несет ответственности за материалы, расположенные здесь