Министерство образования Республики Беларусь
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Строительный факультет, заочное отделение
Кафедра «Информатики»
Контрольная работа №1
по теме:
«Системное программное обеспечение. Защита информации и компьютерные вирусы»
Выполнил: Василенко В.Н.
Ст. гр. 312219
Минск 2009
Содержание
Системное программное обеспечение.
Защита информации.
Компьютерные вирусы.
Список литературы.
1. Системное программное обеспечение.
Системное программное обеспечение
— это комплекс программ, которые обеспечивают эффективное управление компонентами вычислительной системы, оперативная память, аппарты ввода-вывода, сетевое оборудование, выступая как «межслойный интерфейс» с одной стороны которого аппаратура, а с другой приложения пользователя. В отличие от прикладного программного обеспечния, системное не решает конкретные прикладные задачи, а лишь обеспечивает работу других программ, управляет аппаратными ресурсами вычислительной системы и т.д.
Операционные системы
Операционная система - комплекс системных программ, расширяющий возможности вычислительной системы, а также обеспечивающий управление её ресурсами, загрузку и выполнение прикладных программ, взаимодействие с пользователями. В большинстве вычислительных систем ОС являются основной, наиболее важной (а иногда единственной) частью системного ПО.
Функции ОС
Основные функции (простейшие ОС):
· Загрузка приложений в оперативную память и их выполнение.
· Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
· Управление оперативной памятью (распределение между процессами, виртуальная память).
· Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, компакт-диск и т. д.), организованным в той или иной .
· Пользовательский интерфейс.
· Сетевые операции, поддержка стека протоколов.
Дополнительные функции:
· Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).
· Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.
· Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.
· Разграничение прав доступа и многопользовательский режим работы (аутентификация, авторизация).
Понятие операционной системы
Существуют две группы определений ОС: «совокупность программ, управляющих оборудованием» и «совокупность программ, управляющих другими программами». Обе они имеют свой точный технический смысл, который, однако, становится ясен только при более детальном рассмотрении вопроса о том, зачем вообще нужны операционные системы.
Есть приложения вычислительной техники, для которых ОС излишни. Например, встроенные микрокомпьютеры содержатся сегодня во многих бытовых приборах, автомобилях (иногда по десятку в каждом), сотовых телефонах и т.п. Зачастую такой компьютер постоянно исполняет лишь одну программу, запускающуюся по включении. И простые игровые приставки — также представляющие собой специализированные микрокомпьютеры — могут обходиться без ОС, запуская при включении программу, записанную на вставленном в устройство «картридже» или компакт-диске. Тем не менее, некоторые микрокомпьютеры и игровые приставки всё же работают под управлением особых собственных ОС. В большинстве случаев, это UNIX-подобные системы (последнее особенно верно в отношении программируемого коммутационного оборудования: файрволов, маршрутизаторов).
Встроенные программы
Встроенные программы или firmware - это программы, "зашитые" в цифровые электронные устройства. В ряде случаев (например BIOS IBM-PC совместимых компьютеров) являются по сути частью операционной системы, хранящейся в постоянной памяти. В достаточно простых устройствах вся операционная система может быть встроенной. Многие устройства современных компьютеров имеют собственные "прошивки", осуществляющие управление этими устройствами и упрощающие взаимодействие с ними.
Системы программирования
К этой категории относятся системные программы, предназначенные для разработки программного обеспечения:
· ассемблеры — компьютерные программы, компиляторы исходного текста программ, написанных на языке ассемблера, в программу на машинном коде.
· трансляторы - программы или технические средства, выполняющее трансляцию программы.
· компиляторы — Программы, переводящие текст программы на языке высокого уровня, в эквивалентную программу на машинном языке.
· интерпретаторы — Программы (иногда аппаратные средства), анализирующие команды или операторы программы и тут же выполняющие их
· компоновщики (редакторы связей) — программы, которые производит компоновку — принимает на вход один или несколько объектных модулей и собирает по ним исполнимый модуль.
· препроцессоры исходных текстов — это компьютерные программы, принимающая данные на входе, и выдающая данные, предназначенные для входа другой программы, например, такой как компилятор
· Отла́дчик (debugger)- является модулем среды разработки или отдельным приложением, предназначенным для поиска ошибок в программе.
· текстовые редакторы — компьютерные программы, предназначенные для создания и изменения текстовых файлов, а также их просмотра на экране, вывода на печать, поиска фрагментов текста и т. п.
· специализированные редакторы исходных текстов — текстовые редакторы для создания и редактирования исходного кода программ. Он может быть отдельным приложением, или встроен в интегрированную среду разработки (IDE).
· библиотеки подпрограмм — сборники подпрограмм или объектов, используемых для разработки программного обеспечения.
· Редакторы графического интерфейса
Перечисленные инструменты могут входить в состав интегрированных сред разработки.
Утилиты
Утилиты (англ. utility
или tool
) — программы, предназначенные для решения узкого круга вспомогательных задач.
Утилиты используются для
· Мониторинга показателей датчиков и производительности оборудования — мониторинг температур процессора, видеоадаптера; чтение S.M.A.R.T. жёстких дисков;
· Управления параметрами оборудования — ограничение максимальной скорости вращения CD-привода; изменение скорости вращения вентиляторов.
· Контроля показателей — проверка ссылочной целостности; правильности записи данных.
· Расширения возможностей — форматирование и/или переразметка диска с сохранением данных, удаление без возможности восстановления.
Типы утилит
· Дисковые утилиты
· Дефрагментаторы
· Проверка диска — поиск неправильно записанных либо повреждённых различным путём файлов и участков диска и их последующее удаление для эффективного использования дискового пространства.
· Очистка диска — удаление временных файлов, ненужных файлов, чистка «корзины».
· Разметка диск — деление диска на логические диски, которые могут иметь различные файловые системы и восприниматься операционной системой как несколько различных дисков.
· Резервное копирование — создание резервных копий целых дисков и отдельных файлов, а также восстановление из этих копий.
· Сжатие дисков — сжатие информации на дисках для увеличения вместимости жёстких дисков.
· Утилиты работы с реестром
· Утилиты мониторинга оборудования
· Тесты оборудования
Системы управле́ния базами данных.
Системы управления базами данных (СУБД) — специализированная программа (чаще комплекс программ), предназначенная для организации и ведения базы данных.
Основные функции СУБД
· управление данными во внешней памяти (на дисках);
· управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
· журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев;
· поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).
Классификация СУБД по способу доступа к БД
· Файл-серверные
В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере. Ядро СУБД располагается на каждом клиентском компьютере. Доступ к данным осуществляется через локальную сеть. Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок. Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на ЦП сервера, а недостатком — высокая загрузка локальной сети.
На данный момент файл-серверные СУБД считаются устаревшими.
Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase.
· Клиент-серверные
Такие СУБД состоят из клиентской части (которая входит в состав прикладной программы) и сервера (см. Клиент-сервер).
Примеры: Firebird, Interbase, IBM DB2, MS SQL Server, Sybase, Oracle, PostgreSQL, MySQL, ЛИНТЕР, MDBS.
· Встраиваемые
Встраиваемая СУБД — библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объёмы данных на локальной машине.
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, один из вариантов Firebird, один из вариантов MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.
2. Защита информации.
Средства защиты информации
— это совокупность инженерно-технических, электрических, электронных, оптических и других устройств и приспособлений, приборов и технических систем, а также иных вещных элементов, используемых для решения различных задач по защите информации, в том числе предупреждения утечки и обеспечения безопасности защищаемой информации.
В целом средства обеспечения защиты информации в части предотвращения преднамеренных действий в зависимости от способа реализации можно разделить на группы:
· Технические
(аппаратные) средства. Это различные по типу устройства (механические, электромеханические, электронные и др.), которые аппаратными средствами решают задачи защиты информации. Они либо препятствуют физическому проникновению, либо, если проникновение все же состоялось, доступу к информации, в том числе с помощью ее маскировки. Первую часть задачи решают замки, решетки на окнах, защитная сигнализация и др. Вторую — упоминавшиеся выше генераторы шума, сетевые фильтры, сканирующие радиоприемники и множество других устройств, «перекрывающих» потенциальные каналы утечки информации или позволяющих их обнаружить. Преимущества технических средств связаны с их надежностью, независимостью от субъективных факторов, высокой устойчивостью к модификации. Слабые стороны — недостаточная гибкость, относительно большие объем и масса, высокая стоимость.
· Программные
средства включают программы для идентификации пользователей, контроля доступа, шифрования информации, удаления остаточной (рабочей) информации типа временных файлов, тестового контроля системы защиты и др. Преимущества программных средств — универсальность, гибкость, надежность, простота установки, способность к модификации и развитию. Недостатки — ограниченная функциональность сети, использование части ресурсов файл-сервера и рабочих станций, высокая чувствительность к случайным или преднамеренным изменениям, возможная зависимость от типов компьютеров (их аппаратных средств).
· Смешанные
аппаратно-программные средства реализуют те же функции, что аппаратные и программные средства в отдельности, и имеют промежуточные свойства.
· Организационные
средства складываются из организационно-технических (подготовка помещений с компьютерами, прокладка кабельной системы с учетом требований ограничения доступа к ней и др.) и организационно-правовых (национальные законодательства и правила работы, устанавливаемые руководством конкретного предприятия). Преимущества организационных средств состоят в том, что они позволяют решать множество разнородных проблем, просты в реализации, быстро реагируют на нежелательные действия в сети, имеют неограниченные возможности модификации и развития. Недостатки — высокая зависимость от субъективных факторов, в том числе от общей организации работы в конкретном подразделении.
По степени распространения и доступности выделяются программные средства, другие средства применяются в тех случаях, когда требуется обеспечить дополнительный уровень защиты информации.
Программные средства защиты информации
· Встроенные средства защиты информации
· Специализированные программные средства защиты информации от несанкционированного доступа обладают в целом лучшими возможностями и характеристиками, чем встроенные средства. Кроме программ шифрования и криптографических систем, существует много других доступных внешних средств защиты информации. Из наиболее часто упоминаемых решений следует отметить следующие две системы, позволяющие ограничить и контролировать информационные потоки.
· Межсетевые экраны (также называемые брандмауэрами или файрволами — от нем. Brandmauer
, англ. firewall
— «противопожарная стена»). Между локальной и глобальной сетями создаются специальные промежуточные серверы, которые инспектируют и фильтруют весь проходящий через них трафик сетевого/транспортного уровней. Это позволяет резко снизить угрозу несанкционированного доступа извне в корпоративные сети, но не устраняет эту опасность полностью. Более защищенная разновидность метода — это способ маскарада (masquerading), когда весь исходящий из локальной сети трафик по
· Proxy-servers (proxy — доверенность, доверенное лицо). Весь трафик сетевого/транспортного уровней между локальной и глобальной сетями запрещается полностью — маршрутизация как таковая отсутствует, а обращения из локальной сети в глобальную происходят через специальные серверы-посредники. Очевидно, что при этом обращения из глобальной сети в локальную становятся невозможными в принципе. Этот метод не дает достаточной защиты против атак на более высоких уровнях — например, на уровне приложения (вирусы, код Java и JavaScript).
· VPN (виртуальная частная сеть) позволяет передавать секретную информацию через сети, в которых возможно прослушивание трафика посторонними людьми. Используемые технологии: PPTP, PPPoE, IPSec.
Современная криптография
Для современной криптографии характерно использование открытых алгоритмов шифрования, предполагающих использование вычислительных средств. Известно более десятка проверенных алгоритмов шифрования, которые при использовании ключа достаточной длины и корректной реализации алгоритма криптографически стойки. Распространенные алгоритмы:
· симметричные DES, AES, ГОСТ 28147-89, Camellia, Twofish, Blowfish, IDEA, RC4 и др.;
· асимметричные RSA и Elgamal (Эль-Гамаль
);
· хэш-функций MD4, MD5, SHA-1, ГОСТ Р 34.11-94.
Во многих странах приняты национальные стандарты шифрования. В 2001 году в США принят стандарт симметричного шифрования AES на основе алгоритма Rijndael с длиной ключа 128, 192 и 256 бит. Алгоритм AES пришёл на смену прежнему алгоритму DES, который теперь рекомендовано использовать только в режиме Triple DES. В Российской Федерации действует стандарт ГОСТ 28147-89, описывающий алгоритм блочного шифрования с длиной ключа 256 бит, а также алгоритм цифровой подписи ГОСТ Р 34.10-2001.
Межсетевой экран
или сетевой экран
— комплекс аппаратных или программных средств, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов на различных уровнях модели OSI в соответствии с заданными правилами.
Основной задачей сетевого экрана является защита компьютерных сетей или отдельных узлов от несанкционированного доступа. Также сетевые экраны часто называют фильтрами, так как их основная задача — не пропускать (фильтровать) пакеты, не подходящие под критерии, определённые в конфигурации.
Некоторые сетевые экраны также позволяют осуществлять трансляцию адресов — динамическую замену адресов назначения редиректы или источника мапинг, biNAT, NAT.
Сетевые экраны подразделяются на различные типы в зависимости от следующих характеристик:
· обеспечивает ли экран соединение между одним узлом и сетью или между двумя или более различными сетями;
· происходит ли контроль потока данных на сетевом уровне или более высоких уровнях модели OSI;
· отслеживаются ли состояния активных соединений или нет.
В зависимости от охвата контролируемых потоков данных сетевые экраны делятся на:
· традиционный сетевой
(или межсетевой
) экран
— программа (или неотъемлемая часть операционной системы) на шлюзе (сервере передающем трафик между сетями) или аппаратное решение, контролирующие входящие и исходящие потоки данных между подключенными сетями.
· персональный сетевой экран
— программа, установленная на пользовательском компьютере и предназначенная для защиты от несанкционированного доступа только этого компьютера.
Вырожденный случай — использование традиционного сетевого экрана сервером, для ограничения доступа к собственным ресурсам.
В зависимости от уровня, на котором происходит контроль доступа, существует разделение на сетевые экраны, работающие на:
· сетевом уровне
, когда фильтрация происходит на основе адресов отправителя и получателя пакетов, номеров портов транспортного уровня модели OSI и статических правил, заданных администратором;
· сеансовом уровне
(также известные как stateful) — отслеживающие сеансы между приложениями, не пропускающие пакеты нарушающих спецификации TCP/IP, часто используемых в злонамеренных операциях — сканировании ресурсов, взломах через неправильные реализации TCP/IP, обрыв/замедление соединений, инъекция данных.
· уровне приложений
, фильтрация на основании анализа данных приложения, передаваемых внутри пакета. Такие типы экранов позволяют блокировать передачу нежелательной и потенциально опасной информации, на основании политик и настроек.
Некоторые решения, относимые к сетевым экранам уровня приложения, представляют собой прокси-серверы с некоторыми возможностями сетевого экрана, реализуя прозрачные прокси-серверы, со специализацией по протоколам. Возможности прокси-сервера и многопротокольная специализация делают фильтрацию значительно более гибкой, чем на классических сетевых экранах, но такие приложения имеют все недостатки прокси-серверов (например, анонимизация трафика).
В зависимости от отслеживания активных соединений сетевые экраны бывают:
· stateless
(простая фильтрация), которые не отслеживают текущие соединения (например, TCP), а фильтруют поток данных исключительно на основе статических правил;
· stateful,
stateful packet inspection (SPI) (фильтрация с учётом контекста), с отслеживанием текущих соединений и пропуском только таких пакетов, которые удовлетворяют логике и алгоритмам работы соответствующих протоколов и приложений. Такие типы сетевых экранов позволяют эффективнее бороться с различными видами DoS-атак и уязвимостями некоторых сетевых протоколов. Кроме того, они обеспечивают функционирование таких протоколов, как H.323, SIP, FTP и т. п., которые используют сложные схемы передачи данных между адресатами, плохо поддающиеся описанию статическими правилами, и, зачастую, несовместимых со стандартными, stateless
сетевыми экранами.
Аппаратные средства защиты информации
К аппаратным средствам защиты относятся различные электронные, электронно-механические, электронно-оптические устройства. К настоящему времени разработано значительное число аппаратных средств различного назначения, однако наибольшее распространение получают следующие:
· специальные регистры для хранения реквизитов защиты: паролей, идентифицирующих кодов, грифов или уровней секретности;
· устройства измерения индивидуальных характеристик человека (голоса, отпечатков) с целью его идентификации;
· схемы прерывания передачи информации в линии связи с целью периодической проверки адреса выдачи данных.
· устройства для шифрования информации (криптографические методы).
Технические средства защиты информации
Для защиты периметра информационной системы создаются: • системы охранной и пожарной сигнализации; • системы цифрового видео наблюдения; • системы контроля и управления доступом (СКУД). Защита информации от ее утечки техническими каналами связи обеспечивается следующими средствами и мероприятиями: • использованием экранированного кабеля и прокладка проводов и кабелей в экранированных конструкциях; • установкой на линиях связи высокочастотных фильтров; • построение экранированных помещений («капсул»); • использование экранированного оборудования; • установка активных систем зашумления; • создание контролируемых зон.
3. Компьютерные вирусы.
Компьютерный вирус — разновидность компьютерных программ,
отличительной особенностью которой является способность к размножению (саморепликация, англ. Self-
replication
). В дополнение к этому вирусы могут
повредить или полностью уничтожить все файлы и данные, подконтрольные пользователю, от имени которого была запущена заражённая программа, а также повредить или даже уничтожить операционную систему со всеми файлами в целом.
Неспециалисты к компьютерным вирусам иногда причисляют и другие виды вредоносных программ, такие как спам, трояны, программы-шпионы. Известны десятки тысяч компьютерных вирусов, которые распространяются через Интернет по всему миру, организуя вирусные эпидемии.
Вирусы распространяются, внедряя себя в исполняемый код других программ или же заменяя собой другие программы. Какое-то время даже считалось, что, являясь программой, вирус может заразить только программу
— какое угодно изменение не-программы
является не заражением, а просто повреждением данных. Подразумевалось, что такие копии вируса не получат управления, будучи информацией, не используемой процессором в качестве инструкций.
Некоторое время спустя взломщики создали вирусы, использующие уязвимости в популярном программном обеспечении (например, Adobe Photoshop, Internet Explorer, Outlook), в общем случае обрабатывающем обычные данные. Вирусы стали распространяться посредством внедрения в последовательности данных (например, картинки, тексты, и т.д.) специального кода, использующего уязвимости программного обеспечения.
Ныне существует немало разновидностей вирусов, различающихся по способу распространения и функциональности. Если изначально вирусы распространялись на дискетах и других носителях, то сейчас доминируют вирусы, распространяющиеся через Интернет. Растёт и функциональность вирусов, которую они перенимают от других видов программ: руткитов, бэкдоров (создают «чёрный ход» в систему), кейлогеров (регистрация активности пользователей), программ-шпионов (крадут пароли от банковских счётов и номера кредитных карт), ботнетов (превращают заражённые компьютеры в станции по рассылке спама или в часть компьютерных сетей, занимающихся спамом и прочей противоправной активностью).
Создание и распространение компьютерных вирусов и вредоносных программ преследуется в России согласно Уголовному Кодексу РФ (глава 28, статья 273).
Согласно доктрине информационной безопасности РФ, в России должен проводиться правовой ликбез в школах и вузах при обучении информатике и компьютерной грамотности по вопросам защиты информации в ЭВМ, борьбы с компьютерными вирусами, обеспечению информационной безопасности в сетях ЭВМ.
Классификация
В настоящее время не существует единой системы классификации и именования вирусов (хотя попытка создать стандарт была предпринята на встрече CARO в 1991 году). Принято разделять вирусы по поражаемым объектам (файловые вирусы, загрузочные вирусы, скриптовые вирусы, макро-вирусы, сетевые черви), по поражаемым операционным системам и платформам (DOS, Microsoft Windows, Unix, Linux), по технологиям, используемым вирусом (полиморфные вирусы, стелс-вирусы), по языку, на котором написан вирус (ассемблер, высокоуровневый язык программирования, скриптовый язык и др.).
Макро-вирусы
(Macro viruses) являются программами на языках (макро-языках), встроенных во многие системы обработки данных (текстовые редакторы, электронные таблицы и т. д.). Для своего размножения такие вирусы используют возможности макро-языков и при их помощи переносят себя из одного зараженного файла (документа или таблицы) в другие. Наибольшее распространение получили макро-вирусы для Microsoft Word, Excel и Office97. Существуют также макро-вирусы, заражающие документы Ami Pro и базы данных Microsoft Access.
Классификация файловых вирусов по способу заражения
По способу заражения файловые вирусы (вирусы, внедряющие свой код в исполняемые файлы: командные файлы, программы, драйверы, исходный код программ и др.) разделяют на перезаписывающие, паразитические, вирусы-звенья, вирусы-черви, компаньон-вирусы, а так же вирусы, поражающие исходные тексты программ и компоненты программного обеспечения (VCL, LIB и др.).
Перезаписывающие вирусы
Вирусы данного типа записывают своё тело вместо кода программы, не изменяя названия исполняемого файла, вследствие чего исходная программа перестаёт запускаться. При запуске программы выполняется код вируса, а не сама программа.
Вирусы-компаньоны
Компаньон-вирусы, как и перезаписывающие вирусы, создают свою копию на месте заражаемой программы, но в отличие от перезаписываемых не уничтожают оригинальный файл, а переименовывают или перемещают его. При запуске программы вначале выполняется код вируса, а затем управление передаётся оригинальной программе.
Возможно существование и других типов вирусов-компаньонов, использующих иные оригинальные идеи или особенности других операционных систем. Например, PATH-компаньоны, которые размещают свои копии в основном каталоге Windows, используя тот факт, что этот каталог является первым в списке PATH, и файлы для запуска Windows, в первую очередь, будет искать именно в нём. Данными способом самозапуска пользуются также многие компьютерные черви и троянские программы.
Файловые черви
Файловые черви создают собственные копии с привлекательными для пользователя названиями (например, Game.exe, install.exe и др.) в надежде на то, что пользователь их запустит.
Вирусы-звенья
Как и компаньон-вирусы, не изменяют код программы, а заставляют операционную систему выполнить собственный код, изменяя адрес местоположения на диске заражённой программы на собственный адрес. После выполнения кода вируса управление обычно передаётся вызываемой пользователем программе.
Паразитические вирусы
Паразитические вирусы — это файловые вирусы, изменяющие содержимое файла, добавляя в него свой код. При этом заражённая программа сохраняет полную или частичную работоспособность. Код может внедряться в начало, середину или конец программы. Код вируса выполняется перед, после или вместе с программой, в зависимости от места внедрения вируса в программу.
Вирусы, поражающие исходный код программ
Вирусы данного типа поражают исходный код программы или её компоненты (.OBJ, .LIB, .DCU), а также VCL и ActiveX-компоненты. После компиляции программы оказываются встроенными в неё. В настоящее время широкого распространения не получили.
Литература
1. Harold Thimbleby, Stuart Anderson, Paul Cairns. A framework for modelling trojans and computer virus infection
2. Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы (Является рецензируемым научным журналом, включенным в список ВАК)
3. Васильев В.Г. Системное программное обеспечение
4. Сайт ru.wikipedia.org