МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
АЛМАТИНСКИЙ ИНСТИТУТ ЭНЕРГЕТИКИ И СВЯЗИ
Кафедра ТКС
Защита информации в телекоммуникационных системах
Реферат на тему:
«Методы и средства защиты информации»
Приняла: ст. пр. Шкрыгунова Е.А.
"__"____________2010
Выполнила: ст. гр. БРЭ-07-13
Фёдорова Д.
Алматы 2010
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Приоритетные направления исследований и разработок
в области защиты информации и компьютерной безопасности 4
2. Специфика проблем обеспечения информационной безопасности
в научных и образовательных телекоммуникационных сетях 5
3. Методы и средства защиты информации 6
4. Криптографические методы защиты информации 8
5. Средства обеспечения информационной безопасности в Internet 11
Заключение
Список использованной литературы
ВВЕДЕНИЕ
Научно-техническая революция в последнее время приняла грандиозные масштабы в области информатизации общества на базе современных средств вычислительной техники, связи, а также современных методов автоматизированной обработки информации. Применение этих средств и методов приняло всеобщий характер, а создаваемые при этом информационно-вычислительные системы и сети становятся глобальными как в смысле территориальной распределенности, так и в смысле широты охвата в рамках единых технологий процессов сбора, передачи, накопления, хранения, поиска, переработки информации и выдачи ее для использования.
Информация в современном обществе – одна из самых ценных вещей в жизни, требующая защиты от несанкционированного проникновения лиц не имеющих к ней доступа.
1. Приоритетные направления исследований и разработок в области защиты информации и компьютерной безопасности
В области защиты информации и компьютерной безопасности в целом наиболее актуальными являются три группы проблем:
1. нарушение конфиденциальности информации;
2. нарушение целостности информации;
3. нарушение работоспособности информационно-вычислительных систем.
Приоритетными направлениями проводимых исследований и разработок, как у нас в стране, так и за рубежом, являются:
· защита от несанкционированных действий (НСД ) и разграничение доступа к данным в информационно-вычислительных системах коллективного пользования;
· идентификация и аутентификация пользователей и технических средств ( в том числе "цифровая" подпись);
· обеспечение в системах связи и передачи данных защиты от появления дезинформации;
· создание технического и системного программного обеспечения высокого уровня надежности и использование стандартов (международных, национальных и корпоративных) по обеспечению безопасности данных;
· защита информации в телекоммуникационных сетях;
· разработка правовых аспектов компьютерной безопасности.
В связи с интенсивным развитием в нашей стране телекоммуникационной инфраструктуры и ее интеграции в международные сети, особенно острой является проблема защиты от компьютерных вирусов. Сетевые вирусы (так называемые репликаторы) являются особым классом вирусов, имеющих логику, обеспечивающую их рассылку по пользователям сети.
В последнее время отмечается большая международная активность в вопросе стандартизации способов и методов обеспечения безопасности, данных в телекоммуникационных системах.
В США вопросами информационной безопасности занимается Форум по проблемам безопасности национальной информационной инфраструктуры (National Information Infrastructure Security Issues Forum). Форум является частью Группы по информационной инфраструктуре (Information Infrastructure Task Force), образованной Вице-президентом США Гором для реализации политики президентской администрации в отношении национальной информационной инфраструктуры.
2. Специфика проблем обеспечения информационной безопасности в научных и образовательных телекоммуникационных сетях
Следует подчеркнуть, что существует значительная специфика проблем обеспечения информационной безопасности в научных и образовательных телекоммуникационных сетях:
Очевидно, что развивающиеся объектные технологии в распределенных системах будут использоваться, в первую очередь, в научных и образовательных телекоммуникациях. Общеизвестны большие выгоды, которые дает переход к открытым системам. Но среди них не значится безопасность информации. Наоборот - центры обработки данных передают некоторые из своих функций по контролю за системой ее субъектам.
Развитие научных и образовательных телекоммуникаций (НОТ) будет вести к обострению проблемы правовой защиты интеллектуальной собственности для:
а) российских ученых и специалистов;
б) зарубежных фирм, продукты которых используются в России.
Актуализировалась проблема криминального использования НОТ для проникновения и несанкционированных действий в банковской и финансовой сфере (в России и за рубежом).
Актуальна проблема защиты:
а) от несанкционированного доступа и использования результатов завершенных НИОКР;
б) от возможности несанкционированного дистанционного получения обобщенной статистики (научного, технического, экологического, технико-экономического, персонального характера), сбора и анализа данных для оценки научно-технического потенциала отдельных коллективов и научных организаций, а также отраслей науки.
Существуют реальные возможности использования открытых НОТ для преднамеренного финишного срыва крупных научно-технических проектов и программ, особенно в области критических технологий (ядерная энергетика, космические технологии, телекоммуникации и т.п.), за счет дезорганизации функционирования сети или ее сегментов в критически важные периоды времени.
Достаточно актуальна проблема защиты от преднамеренных несанкционированных действий технического персонала, которые могут повлечь за собой полное или частичное прекращение функционирования корпоративной информационной системы или сетевых сегментов.
Существуют проблемы защиты НОТ от деформации политики государства в области культуры, морали (порнография), национальных и межгосударственных отношений.
3. Методы и средства защиты информации
Создание систем информационной безопасности (СИБ)
в ИС и ИТ основывается на следующих принципах:
Системный подход
к построению системы защиты, означающий оптимальное сочетание взаимосвязанных организационных, программных,. аппаратных, физических и других свойств, подтвержденных практикой создания отечественных и зарубежных систем защиты и применяемых на всех этапах технологического цикла обработки информации.
Принцип непрерывного развития системы.
Этот принцип, являющийся одним из основополагающих для компьютерных информационных систем, еще более актуален для СИБ. Способы реализации угроз информации в ИТ непрерывно совершенствуются, а потому обеспечение безопасности ИС не может быть одноразовым актом. Это непрерывный процесс, заключающийся в обосновании и реализации наиболее рациональных методов, способов и путей совершенствования СИБ, непрерывном контроле, выявлении ее узких и слабых мест, потенциальных каналов утечки информации и новых способов несанкционированного доступа,
Обеспечение надежности системы защиты,
т. е. невозможность снижения уровня надежности при возникновении в системе сбоев, отказов, преднамеренных действий взломщика или непреднамеренных ошибок пользователей и обслуживающего персонала.
Обеспечение контроля за функционированием системы защиты,
т.е. создание средств и методов контроля работоспособности механизмов защиты.
Обеспечение всевозможных средств борьбы с вредоносными программами.
Обеспечение экономической целесообразности использования системы. защиты,
что выражается в превышении возможного ущерба ИС и ИТ от реализации угроз над стоимостью разработки и эксплуатации СИБ.
В результате решения проблем безопасности информации современные ИС и ИТ должны обладать следующими основными признаками:
•
наличием информации различной степени конфиденциальности;
•
обеспечением криптографической защиты информации различной степени конфиденциальности при передаче данных;
•
обязательным управлением потоками информации, как в локальных сетях, так и при передаче по каналам связи на далекие расстояния;
•
наличием механизма регистрации и учета попыток несанкционированного доступа, событий в ИС и документов, выводимых на печать;
•
обязательным обеспечением целостности программного обеспечения и информации в ИТ;
•
наличием средств восстановления системы защиты информации; •
обязательным учетом магнитных носителей;
•
наличием физической охраны средств вычислительной техники и магнитных носителей;
•
наличием специальной службы информационной безопасности системы.
Методы и средства обеспечения безопасности информации:
Препятствие —
метод физического преграждения пути злоумышленнику к защищаемой информации (к аппаратуре, носителям информации и т.д.).
Управление доступом —
методы защиты информации регулированием использования всех ресурсов ИС и ИТ. Эти методы должны противостоять всем возможным путям несанкционированного доступа к информации. Управление доступом включает следующие функции защиты:
•
идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы (присвоение каждому объекту персонального идентификатора);
•
опознание (установление подлинности) объекта или субъекта по предъявленному им идентификатору;
•
разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;
•
регистрацию (протоколирование) обращений к защищаемым ресурсам;
•
реагирование (сигнализация, отключение, задержка работ, отказ в запросе и т.п.) при попытках несанкционированных действий.
Механизмы шифрования —
криптографическое закрытие информации. Эти методы защиты все шире применяются как при обработке, так и при хранении информации на магнитных носителях. При передаче информации по каналам связи большой протяженности этот метод является единственно надежным.
Противодействие атакам вредоносных программ
предполагает комплекс разнообразных мер организационного характера и использование антивирусных программ.
Вся совокупность технических средств подразделяется на аппаратные и физические.
Аппаратные средства —
устройства, встраиваемые непосредственно в вычислительную технику, или устройства, которые сопрягаются с ней по стандартному интерфейсу.
Физические средства
включают различные инженерные устройства и сооружения, препятствующие физическому проникновению злоумышленников на объекты защиты и осуществляющие защиту
персонала (личные средства безопасности), материальных средств и финансов, информации от противоправных действий. Примеры физических средств: замки на дверях, решетки на окнах, средства электронной охранной сигнализации и т.п.
Программные средства —
это специальные программы и программные комплексы, предназначенные для защиты информации в ИС.
Изсредств ПО системы защиты необходимо выделить еще программные средства, реализующие механизмы шифрования (криптографии), Криптография — это наука об обеспечении секретности и/или аутентичности (подлинности) передаваемых сообщений.
Организационные средства
осуществляют своим комплексом регламентацию производственной деятельности в ИС и взаимоотношений исполнителей на нормативно-правовой основе таким образом, что разглашение, утечка и несанкционированный доступ к
конфиденциальной информации становится невозможным или существенно затрудняется за счет проведения организационных мероприятий.
Законодательные средства
защиты определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила пользования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.
Морально-этические средства
защиты включают всевозможные нормы поведения, которые традиционно сложились ранее, складываются по мере распространения ИС и ИТ в стране и в мире или специально разрабатываются. Морально-этические нормы могут быть неписаные (например, честность) либо оформленные в некий свод (устав) правил или предписаний. Эти нормы, как правило, не являются законодательно утвержденными, но поскольку их несоблюдение приводит к падению престижа организации, они считаются обязательными для исполнения.
4. Криптографические методы защиты информации
Готовое к передаче информационное сообщение, первоначально открытое и незащищенное, зашифровывается и тем самым преобразуется в шифрограмму, т. е. в закрытые текст или графическое изображение документа. В таком виде сообщение передается по каналу связи, даже и не защищенному. Санкционированный пользователь после получения сообщения дешифрует его (т. е. раскрывает) посредством обратного преобразования криптограммы, вследствие чего получается исходный, открытый вид сообще
Методу преобразования в криптографической системе соответствует использование специального алгоритма. Действие такого алгоритма запускается уникальным числом (последовательностью бит), обычно называемым шифрующим ключом.
Для большинства систем схема генератора ключа может представлять собой набор инструкций и команд либо узел аппаратуры, либо компьютерную программу, либо все это вместе, но в любом случае процесс шифрования (дешифрования) реализуется только этим специальным ключом. Чтобы обмен зашифрованными данными проходил успешно, как отправителю, так и получателю, необходимо знать правильную ключевую установку и хранить ее в тайне.
Стойкость любой системы закрытой связи определяется степенью секретности используемого в ней ключа. Тем не менее, этот ключ должен быть известен другим пользователям сети, чтобы они могли свободно обмениваться зашифрованными сообщениями. В этом смысле криптографические системы также помогают решить проблему аутентификации (установления подлинности) принятой информации. Взломщик в случае перехвата сообщения будет иметь дело только с зашифрованным текстом, а истинный получатель, принимая сообщения, закрытые известным ему и отправителю ключом, будет надежно защищен от возможной дезинформации.
Современная криптография знает два типа криптографических алгоритмов: классические алгоритмы, основанные на использовании закрытых, секретных ключей, и новые алгоритмы с открытым ключом, в которых используются один открытый и один закрытый ключ (эти алгоритмы называются также асимметричными). Кроме того, существует возможность шифрования информации и более простым способом — с использованием генератора псевдослучайных чисел.
Использование генератора псевдослучайных чисел заключается в генерации гаммы шифра с помощью генератора псевдослучайных чисел при определенном ключе и наложении полученной гаммы на открытые данные обратимым способом.
Надежность шифрования с помощью генератора псевдослучайных чисел зависит как от характеристик генератора, так и, причем в большей степени, от алгоритма получения гаммы.
Этот метод криптографической защиты реализуется достаточно легко и обеспечивает довольно высокую скорость шифрования, однако недостаточно стоек к дешифрованию и поэтому неприменим для таких серьезных информационных систем, каковыми являются, например, банковские системы.
Для классической криптографии характерно использование одной секретной единицы — ключа, который позволяет отправителю зашифровать сообщение, а получателю расшифровать его. В случае шифрования данных, хранимых на магнитных или иных носителях информации, ключ позволяет зашифровать информацию при записи на носитель и расшифровать при чтении с него.
Наиболее перспективными системами криптографической защиты данных сегодня считаются асимметричные криптосистемы, называемые также системами с открытым ключом. Их суть состоит в том, что ключ, используемый для зашифровывания, отличен от ключа расшифровывания. При этом ключ зашифровывания не секретен и может быть известен всем пользователям системы. Однако расшифровывание с помощью известного ключа зашифровывания невозможно. Для расшифровывания используется специальный, секретный ключ. Знание открытого ключа не позволяет определить ключ секретный. Таким образом, расшифровать сообщение может только его получатель, владеющий этим секретным ключом.
Известно несколько криптосистем с открытым ключом. Наиболее разработана на сегодня система RSA. RSA— это система коллективного пользования, в которой каждый из пользователей имеет свои ключи зашифровывания и расшифровывания данных, причем секретен только ключ расшифровывания.
Специалисты считают, что системы с открытым ключом больше подходят для шифрования передаваемых данных, чем для защиты данных, хранимых на носителях информации. Существует еще одна область применения этого алгоритма — цифровые подписи, подтверждающие подлинность передаваемых документов и сообщений.
Из изложенного следует, что надежная криптографическая система должна удовлетворять ряду определенных требований.
•
Процедуры зашифровывания и расшифровывания должны быть «прозрачны» для пользователя.
•
Дешифрование закрытой информации должно быть максимально затруднено.
•
Содержание передаваемой информации не должно сказываться на эффективности криптографического алгоритма.
Процессы защиты информации, шифрования и дешифрования связаны с кодируемыми объектами и процессами, их свойствами, особенностями перемещения. Такими объектами и процессами могут быть материальные объекты, ресурсы, товары, сообщения, блоки информации, транзакции (минимальные взаимодействия с базой данных по сети). Кодирование кроме целей защиты, повышая скорость доступа к данным, позволяет быстро определять и выходить на любой вид товара и продукции, страну-производителя и т.д. В единую логическую цепочку связываются операции, относящиеся к одной сделке, но географически разбросанные по сети.
Например, штриховое кодирование используется как разновидность автоматической идентификации элементов материальных потоков, например товаров, и применяется для контроля за их движением в реальном времени. Достигается оперативность управления потоками материалов и продукции, повышается эффективность управления предприятием. Штриховое кодирование позволяет не только защитить информацию, но и обеспечивает высокую скорость чтения и записи кодов. Наряду со штриховыми кодами в целях защиты информации используют голографические методы.
Методы защиты информации с использованием голографии являются актуальным и развивающимся направлением. Голография представляет собой раздел науки и техники, занимающийся изучением и созданием способов, устройств для записи и обработки волн различной природы. Оптическая голография основана на явлении интерференции волн. Интерференция волн наблюдается при распределении в пространстве волн и медленном пространственном распределении результирующей волны. Возникающая при интерференции волн картина содержит информацию об объекте. Если эту картину фиксировать на светочувствительной поверхности, то образуется голограмма. При облучении голограммы или ее участка опорной волной можно увидеть объемное трехмерное изображение объекта. Голография применима к волнам любой природы и в настоящее время находит все большее практическое применение для идентификации продукции различного назначения.
Технология применения кодов в современных условиях преследует цели защиты информации, сокращения трудозатрат и обеспечение быстроты ее обработки, экономии компьютерной памяти, формализованного описания данных на основе их систематизации и классификации.
В совокупности кодирование, шифрование и защита данных предотвра-щают искажения информационного отображения реальных производственно-хозяйственных процессов, движения материальных, финансовых и других потоков, а тем самым способствуют обоснованности формирования и принятия управленческих решений.
5. Средства обеспечения информационной безопасности в Internet
Беспрецедентные возможности технологий Internet, WWW, CORBA, Java требуют адекватных средств обеспечения безопасности при проектировании информационных систем. В частности, требуется исключение возможности перехвата информации и ее подмены, выдачи себя (программы) за другое лицо (программу). Для этого в Интернет действует система обеспечения безопасности, которая уже стала повседневным инструментом при создании систем на основе названных технологий. Далее возможности таких систем безопасности рассматриваются на примере их воплощения в Netscape (http: //home.netscape.com/assist/security/index.html).
В основе системы безопасности лежат криптосистемы с парой ключей (открытым и закрытым). Открытый ключ доступен многим в процессе шифрования информации, которая будет послана обладателю данной пары ключей. Кроме того, при помощи открытого ключа пользователи могут расшифровывать информацию, которая получена ими от владельца ключа. Закрытый ключ должен быть доступен только его владельцу, который может использовать его для расшифровки сообщений, зашифрованных при помощи открытого ключа. Закрытый ключ может быть также использован для шифрования.
При аутентификации расшифровка открытым ключом идентифицирует обладателя закрытого ключа. Криптографический алгоритм (RSA, стандарт PKCS-1) с открытым и закрытым ключами доступен посредством (http: //www.RSA.com/).
Метод цифровой подписи обеспечивает проверку аутентичности отправителя и отсутствие подмены сообщения. Кэшированное и шифрованное закрытым ключом сообщение (дайджест) передается вместе с оригинальным сообщением. Получатель расшифровывает дайджест открытым ключом и генерирует кэш. Если дайджесты идентичны, то сообщение действительно послано владельцем ключей и не было изменено при передаче. Таким образом, зашифрованный дайджест сообщения служит в качестве цифровой подписи. Наиболее часто используются следующие два алгоритма получения дайджеста (MDA): MD5, разработанный RSA Laboratories, генерирует 128-битный дайджест; SHA-1 (Secure Hash Algorithm), разработанный NIST (National Institute of Standards and Technonlogy) и NSA (National Security Agency), генерирует 160-битный дайджест.
Система с открытым ключом обеспечивает аутентификацию по ключу, но не гарантирует, что данный ключ принадлежит определенному владельцу. Сертификат - цифровой документ, удостоверяющий что данный ключ принадлежит данному человеку (организации, серверу). (http: //home.netscape.com/assist/certificate/index.html).
Сертификаты выпускаются специальными агенствами (СА) (VeriSign, Netscape Certificate Server). Формат сертификата (стандарт X.509) содержит информацию о лице и о CA, выпустившем данный сертификат, подпись (сигнатуру), а также информацию о сертифицируемом открытом ключе: название алгоритма и битовое представление ключа. Вторая часть сертификата включает сигнатуру CA, выпустившего сертификат, название алгоритма генерации сигнатуры, зашифрованной при помощи закрытого ключа, принадлежащего CA.
Когда посылается сертификат и сообщение, подписанное при помощи закрытого ключа, получатель может использовать открытый ключ в сертификате для проверки личности посылателя по описанной выше схеме. Сам сертификат тоже подлежит проверке при помощи сертификатов CA, которые импортируются или предварительно инсталлированы в клиентской среде (браузер).
Технология "подписанных объектов" (Object Signing) используется браузерами (Communicator, Netscape) для обеспечения достоверности кода, загружаемого из Интернет (http: //developer.netscape.com/ software/ signedobj/ index.html). Так, Object Signing позволяет Java-апплету запрашивать разрешение различных действий (например, удалять файлы на локальной машине). Object Signing предоставляет пользователю контроль над действиями апплета.
Communicator позволяет пользователям определить создателя данного апплета и разрешить или запретить доступ к некоторым его действиям в локальной системе. Для этих целей браузер поддерживает список "подписчиков" Java-апплетов, и для каждого из них устанавливает список разрешенных видов доступа.
Netscape предоставляет средство для подписи апплетов под названием Zigbert. Zigbert - это программное средство, доступное в Windows 95/NT, в Solaris и в IRIX, предназначенное для использования разработчиками, распространяющими программное обеспечение в Интернет. С помощью Zigbert можно поместить множество файлов апплета в JAR-файл в сжатом виде, а также снабдить этот файл цифровой подписью.
Перед тем как "подписать" апплет, разработчик должен инсталлировать свой сертификат, а также сертификат того CA, который выдал ему сертификат. Пользователю, который намеревается загрузить апплет, необходим только CA-сертификат.
При открытии в браузере страницы с "подписаным" апплетом браузер загружает JAR-архив, содержащий классы апплета и другие вспомогательные файлы. Браузер проверяет цифровую подпись, хранящуюся в архиве в виде файла, для того чтобы узнать, чей сертификат использовался для подписи, а также удостовериться в том, что содержимое архива не изменилось при передаче. Если эти операции завершились успешно, то апплет запускается на исполнение, во время которого апплет может запрашивать привилегии на выполнение того или иного действия при помощи специальных методов.
При открытии в браузере страницы с "подписаным" апплетом браузер загружает JAR-архив, содержащий классы апплета и другие вспомогательные файлы. Браузер проверяет цифровую подпись, хранящуюся в архиве в виде файла, для того чтобы узнать, чей сертификат использовался для подписи, а также удостовериться в том, что содержимое архива не изменилось при передаче. Если эти операции завершились успешно, то апплет запускается на исполнение, во время которого апплет может запрашивать привилегии на выполнение того или иного действия при помощи специальных методов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Статистика показывает, что во всех странах убытки от злонамеренных действий непрерывно возрастают. Причем, основные причины убытков связаны не столько с недостаточностью средств безопасности как таковых, сколько с отсутствием взаимосвязи между ними, т.е. с нереализованностью системного подхода. Поэтому необходимо опережающими темпами совершенствовать комплексные средства защиты.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Титоренко Г.А. Информационные технологии управления. –
М., Юнити: 2002.
2. Мельников В. Защита информации в компьютерных системах. М.: Финансы и статистика, Электроинформ, 1997.
3. Рябко Б.Я., Фионов А.Н. Криптографические методы защиты информации: Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2005.