Система защиты информации от несанкционированного доступа (НСД) в персональных компьютерах

Наиболее простой и надежный способ защиты информации от несанкционированного доступа — режим автономного использования персонального компьютера одним пользователем, работающим в отдельном помещении при отсутствии посторонних лиц, без доступа в сети (конечно же, это самая идеальная ситуация). В этом случае роль замкнутого контура защиты выполняют помещение, его стены, потолок, пол и окна. Если стены, потолок, пол и дверь достаточно прочны, пол не имеет люков, сообщающихся с другими помещениями, окна и дверь оборудованы охранной сигнализацией, то прочность защиты будет определяться техническими характеристиками охранной сигнализации при отсутствии пользователя (персональный компьютер не включен) в нерабочее время.

В рабочее время, когда персональный компьютер включен, возможна утечка информации за счет ее побочного электромагнитного излучения и наводок. Для устранения такой опасности, если это необходимо, проводятся соответствующие технические мероприятия по уменьшению или зашумлению сигнала (см. раздел 2). Кроме того, дверь помещения для исключения доступа посторонних лиц должна быть оборудована механическим или электромеханическим замком. В некоторых случаях, когда в помещении нет охранной сигнализации, на период длительного отсутствия пользователя персональный компьютер полезно помещать в сейф, по крайней мере хотя бы ее системный блок и носители информации.

Применение в некоторых персональных компьютерах в системе ввода-вывода BIOS встроенного аппаратного пароля, блокирующего загрузку и работу персонального компьютера, к сожалению, не спасает положения, так как данная аппаратная часть при отсутствии на корпусе системного блока замка и отсутствии хозяина может быть свободно заменена на другую — такую же (так как узлы унифицированы), но только с известным значением пароля. Обычный механический замок, блокирующий включение и загрузку персонального компьютера — более эффективная в этом случае мера.

В последнее время для защиты от хищения специалисты рекомендуют механически закреплять персональный компьютер к столу пользователя. Однако при этом следует помнить, что при отсутствии охранной сигнализации, обеспечивающей постоянный контроль доступа в помещение или к сейфу, прочность замков и креплений должна быть такова, чтобы ожидаемое суммарное время, необходимое нарушителю для преодоления такого рода препятствий или обхода их, превышало время отсутствия пользователя персонального компьютера. Если это сделать не удается, то охранная сигнализация обязательна. Тем самым будет соблюдаться основной принцип срабатывания защиты и, следовательно, будут выполняться требования по ее эффективности.

Перечисленные выше меры защиты информации ограниченного доступа от нарушителя-непрофессионала, в принципе, можно считать достаточными при работе с автономным персональным компьютером одного пользователя. На практике же человек не может постоянно быть изолированным от общества, в том числе и на работе. Его посещают друзья, знакомые, сослуживцы обращаются по тем или иным вопросам. Отдельное помещение для его работы не всегда может быть предоставлено. По рассеянности или озабоченный личными проблемами, пользователь может включить компьютер, а ключ оставить в замке; на столе забыть носитель информации, а сам на короткое время покинуть помещение, что создает предпосылки для несанкционированного доступа к информации лиц, не допущенных к ней, но имеющих доступ в помещение. Распространенные развлекательные программы могут послужить средством для занесения программных вирусов в персональный компьютер.

Все перечисленные средства и им подобные должны с различной степенью безопасности обеспечивать только санкционированный доступ к информации и программам со стороны клавиатуры, средств загрузки и внутреннего монтажа компьютера.

Защита от несанкционированного доступа со стороны клавиатуры усложняется тем, что современные компьютеры по своему назначению обладают широким спектром функциональных возможностей, которые с течением времени продолжают развиваться. Более того, иногда кажется, что требования по защите вступают в противоречие с основной задачей компьютера: с одной стороны, персональный компьютер — серийное устройство массового применения, с другой — индивидуального.

Если в каждый из выпускаемых персональных компьютеров, например, установить на заводе-изготовителе электронный замок, открываемый перед началом работы пользователем с помощью ключа-пароля, то возникает вопрос защиты хранения и последующей замены его ответной части в замке. Если ее может заменить пользователь, то это может сделать и нарушитель. Если эта часть компьютера постоянна, то она известна изготовителям, через которых может стать известной и нарушителю. Однако последний вариант более предпочтителен при условии сохранения тайны ключа фирмой-изготовителем, а также высокой стойкости ключа к подделке и расшифровке. Стойкость ключа должна быть известна и выражаться в величине затрат времени нарушителя на выполнение этой работы, так как по истечении этого времени необходима замена его на новый, если защищаемый компьютер продолжает использоваться. Но и этого условия тоже оказывается недостаточно. Необходимо также, чтобы ответная часть ключа — замок — тоже не был доступен потенциальному нарушителю. Стойкость замка к замене и подделке должна быть выше стойкости ключа и равняться времени эксплуатации компьютера при обязательном условии невозможности его съема и замены нарушителем. В роли «замка» могут выступать специальные программные фрагменты, закладываемые пользователем персонального компьютера в свои программы и взаимодействующие с электронным ключом по известному только пользователю алгоритму.

Анализ потенциальных угроз безопасности информации и возможных каналов несанкционированного доступа к ней в персональных компьютерах показывает их принципиальное сходство с аналогичными угрозами и каналами, рассмотренными в разд. 2 и 3. Следовательно, методы должны быть такими же, а технические средства защиты строиться с учетом их сопряжения с ее аппаратными и программными средствами. В целях перекрытия возможных каналов несанкционированного доступа к информации персонального компьютера, кроме упомянутых, могут быть применены и другие методы и средства защиты.

При использовании персонального компьютера в многопользовательском режиме необходимо применить программы контроля и разграничения доступа, аналогичные описанной в гл. 3, разд. 4. Существует много подобных программ, которые часто разрабатывают сами пользователи.

Однако специфика работы программного обеспечения персонального компьютера такова, что с помощью ее клавиатуры достаточно квалифицированный программист-нарушитель может защиту такого рода легко обойти. Поэтому эта мера эффективна только для защиты от неквалифицированного нарушителя. Для защиты от нарушителя-профессионала поможет комплекс программно-аппаратных средств. Например, специальный электронный ключ, вставляемый в свободный слот ПК, и специальные программные фрагменты, закладываемые в прикладные программы ПК, которые взаимодействуют с электронным ключом по известному только пользователю алгоритму. При отсутствии ключа эти программы не работают. Однако такой ключ неудобен в обращении, так как каждый раз приходится вскрывать системный блок персонального компьютера. В связи с этим его переменную часть — пароль — выводят на отдельное устройство, которое и становится собственно ключом, а считывающее устройство устанавливается на лицевую панель системного блока или выполняется в виде выносного отдельного устройства. Таким способом можно заблокировать и загрузку персонального компьютера, и программу контроля и разграничения доступа.

Подобными возможностями или аналогичными по действию обладают наиболее популярные электронные ключи как иностранных фирм изготовителей, так и отечественных.

Среди них большая часть предназначена для защиты от несанкционированного копирования программного продукта, т. е. для защиты авторского права на его создание, следовательно, для другой цели.

Однако при этом остаются не всегда защищенными каналы отображения, документирования, носители программного обеспечения и информации, побочное электромагнитное излучение и наводки информации. Их перекрытие обеспечивается уже известными методами и средствами: размещением компьютера в защищенном помещении, учетом и хранением носителей информации в металлических шкафах и сейфах, шифрованием и т. д.

Определенную проблему представляет собой защита от несанкционированного доступа остатков информации, которые могут прочитать при наложении на старую запись новой информации на одном и том же носителе, а также при отказах аппаратуры.

Отходы носителей скапливаются в мусорной корзине. Поэтому во избежание утечки информации должны быть предусмотрены средства механического уничтожения отработанных носителей с остатками информации.

Отдельную проблему в защите программного обеспечения и информации составляет проблема защиты от вредоносных программ (вирусов).

Если персональный компьютер работает в автономном режиме, проникновение вируса возможно только со стороны внешних носителей программного обеспечения и информации. Если персональный компьютер является элементом информационной системы и компьютерной сети (или автоматизированной системы управления), то проникновение вируса возможно также и со стороны каналов связи. Данный вопрос рассмотрен далее в специальном разделе.

Еще один уровень защиты от неквалифицированного нарушителя может быть обеспечен путем использования компрессии данных (архивирования). Этот метод выгоден тем, что:

  • • экономит пространство при хранении файлов на диске;
  • • уменьшает время шифрации-дешифрации;
  • • затрудняет незаконное расшифрование файла;
  • • уменьшает время передачи в процессе передачи данных.

Компрессия данных (или упаковка) файла представляет собой (в самом простом случае) удаление пробелов и (или) нулей из файлов и подмену комбинаций. Имеется несколько методов компрессии данных, из них наиболее известные кодирование Хоффмана, метод Линга и Палермо, а также Шеграфа и Хипса. Для использования на компьютере известно достаточно много программ архивирования. Во всех случаях можно упаковать файлы данных, по крайней мере, на 40 %, но экономия для программ и графических файлов менее значительна и зависит от применяемого языка. Архивирование информации рекомендуется применять в комбинации с шифрованием.

Шифрование обеспечивает самый высокий уровень безопасности данных. Как в аппаратном, так и в программном обеспечении применяются различные алгоритмы шифрования.

Программные средства, работающие с дисками на физическом уровне, предоставляют в некоторых случаях возможность обхода программных средств защиты.

Эти программные средства используют в интерактивном или автоматическом режимах команды считывания и записи секторов по абсолютному адресу на диске.

Кроме того, существуют программы, позволяющие создавать программное обеспечение, способное производить чтение или запись по абсолютным адресам, а также программ, обеспечивающих просмотр и отладку программных продуктов в режиме дизассемблера, просмотр и редактирование оперативной памяти персональных компьютеров.

К таким программам относятся трансляторы с языков низкого уровня, языков высокого уровня, программы-отладчики и программы работы с оперативной памятью. С помощью таких программ могут быть раскрыты программные средства защиты информации на жестких дисках.

Однако наличие таких программных средств служит для других целей — для восстановления испорченной вирусами или неосторожными действиями пользователей информации. Следовательно, их применение должно быть строго регламентировано и доступно только администратору системы. Определенное развитие имеют методы и средства защиты от анализа программ.

Для создания замкнутой оболочки защиты информации в персональных компьютерах и объединения перечисленных средств в одну систему необходимы соответствующие средства управления и контроля. В зависимости от режима использования персональных компьютеров — автономного или сетевого (в составе сети — локальной, региональной или глобальной) — они будут носить различный характер.

В автономном режиме могут быть два варианта управления: однопользовательский и многопользовательский. В первом случае пользователь сам выполняет функции управления и контроля и несет ответственность за безопасность своей и доверяемой ему информации.

В многопользовательском режиме перечисленные функции рекомендуется поручить специальному должностному лицу. Им может быть один из пользователей или руководитель работ. При этом, однако, ключи шифрования и информация, закрытая ими другим пользователем, ему могут быть недоступны до момента передачи руководителю работ.

В автономном режиме в интересах безопасности информации выполняются следующие функции управления и контроля:

  • • ведение списка и идентификация пользователей, допущенных к информации персонального компьютера;
  • • генерация значений паролей и их распределение по пользователям;
  • • назначение полномочий пользователей;
  • • контроль доступа пользователей к информации и регистрация несанкционированного доступа в специальном журнале, недоступном для них;
  • • контроль целостности программного обеспечения и информации персонального компьютера;
  • • контроль гарантированного уничтожения остатков секретной информации;
  • • визуальный контроль вскрытия системного блока персонального компьютера;
  • • регистрация и учет машинных носителей информации;
  • • регистрация и учет бумажных секретных документов;
  • • контроль несанкционированной загрузки персонального компьютера;
Схема распределения средств защиты по возможным каналам несанкционированного доступа персональных компьютеров

Рис. 3. Схема распределения средств защиты по возможным каналам несанкционированного доступа персональных компьютеров

  • • антивирусный контроль;
  • • периодический контроль функционирования средств защиты от ПЭМИН.

Следует отметить, что в автономном режиме функции контроля ослаблены из-за отсутствия механизма быстрого обнаружения несанкционированного доступа, так как это приходится осуществлять организационными мерами по инициативе человека. Следовательно, многопользовательский режим нежелателен с позиций безопасности и не рекомендуется для обработки важной информации.

В сетевом варианте можно автоматизировать процесс контроля и все перечисленные функции выполнять со специального рабочего места службы безопасности.

В сетевом варианте должностное лицо — пользователь — может передавать сообщения и документы другому пользователю по каналам связи, и тогда возникает необходимость выполнять в интересах безопасности передаваемой информации дополнительные функции по обеспечению абонентского шифрования и цифровой подписи сообщений.

Для иллюстрации вышеизложенного на рис. 3 приведена схема распределения средств защиты по возможным каналам несанкционированного доступа персонального компьютера. Согласно принятой концепции безопасности покажем, как отдельные средства защиты образуют систему защитных оболочек. Такая система представлена в табл. 1.

Таблица 1. Система образования замкнутых защитных оболочек от несанкционированного доступа к аппаратуре, программному обеспечению и информации в персональных компьютерах

Номер

оболочки

Состав защитных оболочек

Примечание

1

Физическая преграда с охранной сигнализацией и контрольно-пропускной пункт на территории объекта защиты, средства защиты от ПЭМИН, средства уничтожения остатков информации на носителях, шифрование информации на носителях

Средства защиты закрывают возможные каналы несанкционированного доступа, выходящие за пределы контролируемой территории (носители могут выноситься за ее пределы)

2

Отдельное помещение с контролируемым доступом, средства уничтожения остатков информации на носителях, шифрование информации

Доступ к каналу ПЭМИН открыт

Окончание табл. 1

Номер

оболочки

Состав защитных оболочек

Примечание

3

Системный блок персонального компьютера с кожухом на замке, блокировка замком включения электропитания и загрузки персонального компьютера, сейфы для хранения носителей информации, шифрование информации

4

Программное обеспечение антивирусной защиты — операционная системная оболочка — специальное преобразование данных — раздельное хранение носителей информации — электронный ключ

Доступ к клавиатуре, дисплею, принтеру и дисководу открыт

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >