«Г.Н. Смирнова, Ю.Ф. Тельнов ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ (Часть 1) Москва 2004 Смирнова Г.Н., Тельнов Ю.Ф. Проектирование экономических информационных систем (часть 1) / Московский государственный ...»

Глава 9. Проектирование технологических процессов обработки При создании диалоговой системы основной проблемой является выбор логической структуры ДС и средств формализации диалога, т.е. модели ДС, которая должна описывать общую концепцию ее построения и должна использоваться как основа для детального проектирования системы. Эта проблема особенно остро стоит при разработке диалогового монитора для универсальной диалоговой системы, а также при разработке ДС с языком общения «запрос-ответ», что связано с необходимостью разработки алгоритма управления диалогом, в основе которого должно быть построение математической модели диалогового процесса.

Поскольку ДС такого типа должна характеризоваться высокой степенью адаптивности к изменению функций диалога, составу пользователей и т.д., то использование формальной модели при ее разработке позволяет обеспечить хорошие показатели эффективности работы на протяжении длительного времени. На этапе технического проектирования проектировщик на ее основе может выполнить следующие работы:

- описать подсистемы ДС, определить интерфейсы между ними и согласовать с проблемными задачами и конкретной вычислительной средой;

- выявить и учесть возможности и детали поведения ДС, а также определить сервисные возможности, предоставляемые пользователям;

- выработать обобщенный взгляд на ДС в целом;

- обеспечить взаимодействие заказчика и разработчика системы, а также определить базу для стандартизации ДС.

На этапе рабочего проектирования эта модель выполняет следующие функции:

- служить основой для детального проектирования и реализации программного обеспечения и выбора аппаратных средств ДС;

- использоваться как средство контроля хода проектирования;

- служить средством анализа свойств ДС, оценки заданных параметров и ресурсов, необходимых для реализации системы, и их оптимизации.

При построении модели ДС в качестве формального аппарата описания организации и функционирования ДС применяют, например, теорию графов, теорию конечных автоматов, специальные языки формально-логического типа. Если же решают проблему выполнения анализа, оценок и оптимизации разработанной системы, то модели строятся с использованием вероятностно-статистических методов.

При использовании подхода, основанного на применении теории графов, математическая модель диалогового процесса представляется в виде графа (ГДП), описывающего логическую последовательность действий системы «пользователь-ЭВМ» [ ]. В вершинах графа отражаются сообщения, команды, информация в виде файлов данных, программы обработки и связи между ними.

Для отображения структуры графа G (X,F) используется представление его в виде матрицы смежности первого порядка размерностью nхn, где n – число вершин:

где {ij} I = 1,... n, n – число вершин графа диалога, т.е. элемент этой матрицы rij равен 1, если существует некоторая функция, которая переводит систему из состояния xi в xj, и rij равен 0, если не существует связи между xi и xj.

Глава 9. Проектирование технологических процессов обработки Основным оператором языка описания ГДП, на котором матрица смежности отображается в виде совокупности векторов (строк) Bк={rкj}, где к I, каждый из которых показывает, с какими вершинами в графе диалогового процесса связана вершина к. Язык описания графов диалоговых процедур предназначен для описания структуры различных графов и функций диалоговых процедур, кроме того, его средствами подключаются обрабатывающие программы для решения задач пользователя. Таким образом, язык предоставляет пользователю средства совместного описания структуры диалогового процесса и его функций на каждом шаге диалога. Основные конструкции такого языка предназначаются для описания вершин, структуры графа и функций, составляющих диалоговый процесс на каждом шаге.

Если диалоговая система строится на базе математической модели, использующей теорию графов, и специального языка описания ГДП, то помимо выше упомянутых программных средств в состав ДС будут входить также программы анализа и синтеза графов диалоговых процедур и транслятор с языка описания ГДП.

Эти программы предназначаются для ввода, контроля корректности описания структуры графов диалоговых процедур в синтаксическом и семантическом аспектах и корректности математической модели, корректировки описания структуры ГДП. Транслятор языка описания ГДП представляет собой ряд программ, предназначенных для обработки операторов языка описания в целях формирования диалоговых процедур для объектов с конкретной структурой и функциональной направленностью. Эти программы выполняют лексический и синтаксический анализ с последующим формированием описания шагов диалога на внутреннем языке ЭВМ.

Другим типом модели может служить математическая модель, основанная на теории конечных автоматов. В основе этой теории лежит положение о том, что диалоговый процесс представляет собой множество состояний и последовательный переход из одного состояния в другое, связанное с выполнением некоторой задачи (темы), причем характер переходов зависит от ответов пользователя.

Весь диалог предметной области, поддерживаемый диалоговой системой, разбивают на несколько тем, каждая из которых соответствует задаче и объединяет некоторое подмножество состояний, связанных между собой общей логикой обработки или общими данными. Таким образом, отдельную тему рассматривают как некоторое конечное множество состояний диалога, одно из которых является начальным, а состояния, в которых тема завершается, называются терминальными.

';

Далее все состояния разбивают на сигнальные и разговорные. В сигнальных состояниях система выполняет некоторые действия – программы обработки состояния, а также посылает пользователю сообщение и переходит в следующее состояние. В разговорных состояниях система посылает пользователю сообщение, ждет ответа и в зависимости от состояния и ответа пользователя выполняет программу обработки, после чего осуществляется переход по заранее составленному для данной темы правилу переходов – схемы или сценария диалога, представленного в виде графа, однозначно задающего переход от одного состояния к другому.

Полученный граф изображается диаграммой состояний, каждое из которых отображает результат определенной фазы деятельности пользователя. Эти фазы выделяются таким образом, чтобы им можно было поставить в соответствие инструкции пользователя, задаваемые каким-либо образом с монитора ЭВМ. При этом граф определяет лишь допустимые переходы (т.е. возможности пользователя), обеспечивая контроль действий пользователя.

Глава 9. Проектирование технологических процессов обработки Конечный детерминированный автомат, соответствующий такому представлению ДС, задают в виде отношения [ ]:

где X ={xi} – множество входных сообщений (инструкций);

Y ={yi} – множество выходных сообщений;

Q ={qi} – множество состояний ДС (q0 – начальное состояние);

: Х *Q Q – функция переходов;

: Х*Q Y – функция выходов (обычно : Q Y).

Для каждого состояния или входного сообщения разрабатывается программный модуль, непосредственно реализующий действие пользователя, заданное инструкцией Xi, т.е. вводится отображение I:X A или I:Q A, где A={aк} N – набор из N реализующих модулей.

Находясь в состоянии qi, под действием инструкции хj система переходит в состояние q i+1= (xj,qi), выполняет действие aк = I(xj) или aк =I(qi), выдает пользователю сообщение Yр= (xj,qi) и останавливается, ожидая следующей инструкции. Таким образом, состояния соответствуют местам прерывания автономной работы системы, когда для ее продолжения необходимо вмешательство пользователя.

Информационной базой, определяющей работу автомата, являются таблицы, задающие функции и, в которых в формальном виде описываются правила взаимодействия пользователей в системе. Эти таблицы используются программой контроля действий пользователей и диалоговым монитором для управления работой ДС. Информационное обеспечение системы, разработанной на основе модели конечного автомата, составляют файлы тем (задач), каждый из которых состоит из подфайлов: параметров тем, управляющей таблицы – сценария, файла сообщений, ответных реакций и файла «подсказок».

Технология взаимодействия функциональных и обеспечивающих средств ДС сводится к выполнению ряда шагов. Диалоговый монитор вызывается одной из программ пользователя. Каждая тема начинается с начального состояния, номер которого содержится в файле параметров темы. При достижении какого-либо разговорного состояния монитор по записи в управляющей таблице, характеризующей данное состояние, определяет номер соответствующего сообщения и, взяв его из файла сообщений, выдает на терминал и ждет ответа пользователя. Ответ анализируется и определяется, не является ли ответ пользователя высокоприоритетной директивой, например, вызовом новой темы, переходом в заданное состояние, запросом справки. В этом случае директива интерпретируется, после чего пользователь продолжает диалог.

В случае обычного ответа монитор осуществляет сопоставление ответа пользователя с возможным для данного состояния ответом. Если при анализе не установлено совпадение с одним из возможных ответов, система классифицирует ответ как неправильный.

На все неправильные ответы система формирует соответствующие диагностические сообщения.

В случае правильного ответа монитор определяет из управляющей таблицы имя прикладной программы (ПП), вызывает ее из библиотеки обрабатывающих программ. После выполнения обрабатывающей ПП управление возвращается монитору и начинается следующий цикл. После завершения темы управление передается вызвавшей диалоговый монитор программе пользователя.

Последовательность работ по проектированию процессов обработки информации задач, решаемых в диалоговом режиме, начинается с анализа материалов обслеГлава 9. Проектирование технологических процессов обработки дования, определения параметров задач и получения описания полного комплекса автоматизируемых задач и их параметров.

Далее следует анализ параметров задач и выявление режимов обработки и определение следующих списков: задач, обрабатываемых в диалоговом режиме; задач, обрабатываемых в пакетном режиме; задач, решаемых с использованием смешанного режима.

Для комплекса задач, обрабатываемых в диалоговом режиме, осуществляется выбор стратегии разработки диалоговых систем из множества стратегий проектирования диалоговой обработки данных и получение решения о встраивании диалогов в программу либо решения о разработке автономной диалоговой системы.

Выбор стратегии проектирования диалоговой системы, зависит от основных параметров задач обработки данных, типа ЭВМ, операционной среды, а также от наличия средств автоматизации проектирования и других факторов. Например, проектировщик может принять решение о встраивании диалоговых модулей в основное тело программы или в вычислительные модули, если экономическая задача имеет небольшое количество диалоговых блоков, связана с несложным по структуре диалогом и выполнением большого количества математических действий.

Если выбрана стратегия встраивания диалоговых компонент в тело программы, то далее будут выполняться следующие работы:

- Составление «Технического задания» на разработку программного обеспечения задачи.

- Разработка «Постановки задачи».

- Разработка информационного обеспечения задачи, включая разработку системы классификаторов, документации по задаче, экранных форм ввода и вывода данных и файлов ИБ.

- Выполнение функционального анализа задачи и получение функциональной блок-схема решения задачи.

- Разработка блок-схем алгоритмов по каждому функциональному блоку и схемы взаимосвязи программных модулей и информационных файлов.

- Разработка экранов сообщений и описание их структуры.

- Выбор языка программирования. Написание текстов программы.

- Отладка программных модулей, комплексная отладка всей программы и разработка программной и технологической документации.

Если проектировщику предстоит разработать в задаче большое количество диалоговых блоков, а сама задача характеризуется сложным алгоритмом обработки с многократным обращением к информационной базе, то в этом случае ему необходимо принимать решение о проектировании автономной диалоговой системы. Разработка автономной диалоговой системы, предполагающей отделение программных блоков, связанных с диалоговыми процедурами, от блоков, связанных с обработкой данных, имеет следующие преимущества:

- обеспечивается концептуальная целостность диалога и соблюдается единство языка общения, что позволяет сократить время освоения диалоговой системы;

- упрощается разработка, отладка, сопровождение большого количества диалоговых процедур, благодаря функциональной проработке их узкоспециализированными специалистами, которые не знают детали проблемных программ, что в свою очередь позволяет упростить управление проектом;

- обеспечивается независимость прикладных программ от диалоговых процедур, от способа диалогового взаимодействия, с пользователем и от типа используемых терминов, что влечет за собой сокращение затрат на разработку и сопровождение прикладных программ;

Глава 9. Проектирование технологических процессов обработки - обеспечиваются хорошие адаптивные характеристики диалога к накоплению опыта пользователей и появляется возможность предоставления широких сервисных средств диалога (типа выдачи справок, подсказок документации). Помимо этого, для такой системы характерна хорошая приспособляемость к изменению функций управления и операций обработки.

Если проектировщиком выбрана стратегия построения автономной диалоговой системы обработки данных, то возникает проблема определения сферы применения диалоговых процедур для одной задачи или для задач некоторой предметной области. В этом случае применяют либо подход разработки индивидуальных диалоговых систем для отдельных задач или универсальной диалоговой системы типа оболочки или генератора, настраиваемых на обслуживание всех задач этой предметной области. В случае построения автономной диалоговой системы в состав работ по проектированию будет входить процесс определения сферы действия диалоговой системы и выработка решения о разработке индивидуальной диалоговой системы для каждой задачи либо о разработке универсальной диалоговой системы.

Далее следует осуществить выбор метода проектирования и инструментального средства проектирования. Наличие инструментальных средств проектирования или их отсутствие позволяет применять метод оригинального проектирования с помощью таких языков программирования, как языки программирования СУБД, Паскаль, С и другие, или автоматизированного проектирования с использованием, например, диалоговой оболочки или генераторов диалога. Технологическая сеть проектирования диалоговых систем с языком общения типа меню в случае выбора метода оригинального проектирования представлена на рис. 9.4.

Д 1.1.

Д 1.2.

U 7.1.

Глава 9. Проектирование технологических процессов обработки Д 1.1 – Техническое задание Д 1.2 – Материалы обследования Д 1.3 – Документ «Постановка задачи»

Д 2.1 – Функциональная структура задачи U 3.1 – Универсум языков общения Д 3.2 – Сценарий диалога Д 4.1 – Дерево программных модулей Д 5.1 – Система классификаторов Д 5.2 – Система документации Д 5.3 – Информационная база Д 6.1 – Укрупненный алгоритм решения задачи U7.1 – Разработка кодов программных модулей и выбор алгоритмического языка Д 7.1 – Коды программных модулей Д 8.1 – Совокупность отлаженных модулей Д 9.1 – Комплекс программных модулей Д 9.2 – Комплекс отлаженных программных модулей Д 9.3 – Результаты реализации контрольного примера Д 10.1- Совокупность документов Д 11.1 – Блок-схемы ТП Д 12.1 – Комплект технологической документации и инструкционных карт Первой операцией является разработка документа «Постановка задачи» (П1). На вход данной операции поступает документ «Техническое задание» (Д1.1) и материалы обследования (Д1.2). Результатом выполнения операции является получение документа «Постановка задачи» (Д1.3).

Далее осуществляется операция (П2) – «Функциональный анализ задачи», выполнение которой позволяет определить состав функциональных блоков. Результатом этой операции служит функциональная блок-схема задачи (Д2.1).

На следующей операции осуществляется «Выбор языка общения и разработка сценария диалога» (П3). На вход операции поступает универсум языков общения (U3.1) и функциональная структура задачи (Д2.1). На выходе получают «сценарий диалога» (Д3.2).

Далее выполняется операция (П4) – «Разработка структуры программного обеспечения». В результате выполнения этой операции строится дерево программных модулей (Д4.1).

Операция (П5) – «Разработка информационного обеспечения» должна включать проектирование системы классификаторов (Д5.1), системы документации (Д5.2) и информационной базы (Д5.3).

Элементы информационного обеспечения и состав программных модулей позволяет выполнить операцию «Разработка блок-схемы работы системы» (П6) и получить документ «Укрупненный алгоритм решения задачи» (Д6.1).

Операция «Разработка кодов программных модулей и выбор алгоритмического языка» (П7) осуществляется на основе универсума языка программирования (U7.1). На выходе получают документы с кодами программных модулей (Д7.1).

Разработанные программные модули (Д7.1) подвергаются «локальной отладке»

(П8), в результате чего получают совокупность отлаженных модулей (Д8.1), а затем на базе исходных данных «Контрольного примера» (Д9.1) проходят «комплексную отладку»

(П8), в результате чего получают результатные данные (Д9.3) и отлаженный комплекс программных модулей (Д9.2).

Глава 9. Проектирование технологических процессов обработки Далее следует разработка программной документации (П10) и получение всей совокупности документов (Д10.1), после которой разрабатывается блок-схема технологического процесса решения задачи в диалоговом режиме (П11) и получают документ – блок-схему ТП (Д11.1), содержащей перечень ручных, машинно-ручных и автоматических операций, выполняемых в определенной последовательности пользователем при решении задачи.

Заключительной операцией (П12) является разработка и получение полного комплекта технологической документации и инструкционных карт (Д12.1).

При использовании средств частичной автоматизации проектирования диалоговой обработки данных, т.е. ППП генерирующего или интерпретирующего типа разработанные исполнительные программы с помощью диалоговых процедур объединяются в единую программную систему. В этом случае проектировщики будут выполнять следующий состав дополнительных работ:

- Разработка управляющей таблицы, отражающей структуру сценария диалога, макетов сообщений, исполнительских программ.

- Генерация сценария и формирование файла сценария для каждой задачи или настройка системы на параметры предметной области.

- Формирование контрольных примеров и их отладка по каждой задаче.

- Подготовка программной и технологической документации.

Вопросы для самопроверки:

1. Каковы особенности экономических задач, влияющих на содержание проектирования технологии обработки данных?

2. Каков состав основных параметров и каковы классы экономических задач?

3. Каков состав операций проектирования технологии обработки информации при решении задачи в пакетном режиме?

4. Какие методы разработки программного обеспечения вы знаете?

5. Каковы методы выделения функциональных и программных блоков?

6. Каков типовой состав операций технологии обработки информации в пакетном режиме?

7. Каков состав критериев выбора алгоритмических языков?

8. Каков состав средств частичной автоматизации используется для проектирования процедур обработки данных для задач, решаемых в пакетном режиме?

9. Что такое «диалоговая система» и каковы классы диалоговых систем?

10. Каковы методы формализованного описания работы диалоговых систем и их содержание?

11. Каковы основные стратегии проектирования процессов обработки данных в диалоговом режиме и их содержание?

Глава 10. Проектирование процессов защиты данных в информационной базе Интерес к вопросам защиты информации в последнее время вырос, что связывают с возрастанием роли информационных ресурсов в конкурентной борьбе, расширением использования сетей, а, следовательно, и возможностей несанкционированного доступа к хранимой и передаваемой информации. Развитие средств, методов и форм автоматизации процессов хранения и обработки информации и массовое применение персональных компьютеров делают информацию гораздо более уязвимой. Инфopмaция, циpкулиpующaя в ниx, мoжeт быть нeзaкoннo измeнeнa, пoxищeнa или уничтoжeнa. Основными факторами, способствующими повышению ее уязвимости, являются следующие:

- увеличение объемов информации, накапливаемой, хранимой и обрабатываемой с помощью компьютеров и других средств автоматизации;

- сocpeдoтoчeниe в eдиныx бaзax дaнныx инфopмaции paзличнoгo нaзнaчeния и пpинaдлeжнocти;

- pacшиpeниe кpугa пoльзoвaтeлeй, имeющиx нeпocpeдcтвeнный дocтуп к pecуpcaм вычиcлитeльнoй cиcтeмы и информационной базы;

- усложнение режимов работы технических cpeдcтв вычислительных систем:

шиpoкoe внедрение мультипрограммного peжимa, a тaкжe peжимa paздeлeния вpeмeни;

- автомaтизaция мeжмaшиннoгo oбмeнa инфopмaциeй, в тoм чиcлe нa бoльшиx paсстoянияx.

Поэтому основной проблемой, которую должны решить проектировщики при создании системы защиты данных в ИБ, является проблема обеспечения безопасности хранимых данных, предусматривающая разработку системы мер обеспечения безопасности, направленных на предотвращения несанкционированного получения информации, физического уничтожения или модификации защищаемой информации. Вопросы разработки способов и методов защиты данных в информационной базе являются только частью проблемы проектирования системы защиты в ЭИС и в настоящее время получили большую актуальность. Этим вопросам посвящено много работ, но наиболее полно и системно они изложены в работах [ ].

Чтобы разработать систему защиты, необходимо, прежде всего, определить, что такое «угроза безопасности информации», выявить возможные каналы утечки информации и пути несанкционированного доступа к защищаемым данным. B литературе предложены различные определения угpoзы в зависимости oт ee специфики, среды проявления, результата ее воздействия, приносимого ею ущерба и т. д. Так в работе [ ] под угрозой понимается целенаправленное действие, которое повышает уязвимость нaкaпливaeмoй, xpaнимoй и oбpaбaтывaeмoй в системе инфopмaции и приводит к ее случайному или предумышленному изменению или уничтожению.

В работе [ ] предлагается под «угрозой безопасности информации» понимать «действие или событие, которое может привести к разрушению, искажению или несанкционированному использованию информационных ресурсов, включая хранимую, передаваемую и обрабатываемую информацию, а также программные и обрабатываемые средства».

Случайные угрозы включают в себя ошибки, пропуски и т. д., a тaкжe события, не зависящие oт человека, например природные бедствия. Бедствия бывают природными или вызванными деятельностью. Меры защиты от них – в основном, организационные. K ошибкам аппаратных и программных средств относятся повреждения компьютеров и периферийных устройств (дисков, лент и т.д.), ошибки в прикладных программах и др.

К ошибкам по невниманию, довольно часто возникающим во время технологического цикла обработки, передачи или хранения данных, относятся ошибки оператора или программиста, вмешательство во время выполнения тестовых программ, повреждение носителей информации и др.

Преднамеренные угрозы могут реализовать как внутренние для системы участники процесса обработки данных (персонал организации, сервисное звено и т.д.), так и люди, внешние по отношению системе, так называемые «хакеры».

Авторы [ ] на примере практической деятельности коммерческих банков перечисляет основные виды угроз безопасности хранимой информации средства их реализации, к которым он относит:

- копирование и кража программного обеспечения;

- несанкционированный ввод данных;

- изменение или уничтожение данных на магнитных носителях;

- кража информации;

- раскрытие конфиденциальной информации, используя несанкционированный доступ к базам данных, прослушивание каналов и т.п.;

- компрометация информации посредством внесения несанкционированных изменений в базы данных, в результате чего ее потребитель вынужден либо отказаться от нее, либо предпринимать дополнительные усилия для выявления изменений и восстановления истинных сведений;

- несанкционированное использование информационных ресурсов может нанести определенный ущерб, который может варьироваться от сокращения поступления финансовых средств до полного выхода ЭИС из строя;

- ошибочное использование информационных ресурсов может привести к разрушению, раскрытию или компрометации информационных ресурсов, что является следствием ошибок, имеющихся в программном обеспечении ЭИС;

- несанкционированный обмен информацией между абонентами может привести к получению одним из них сведений, доступ к которым ему запрещен, что по своим последствиям равносильно раскрытию содержания хранимой информации;

- отказ в обслуживании представляет собой угрозу, источником которой может являться ЭИС, особенно опасен в ситуациях, когда задержка с предоставлением информационных ресурсов, необходимых для принятия решения, может стать причиной нерациональных действий руководства предприятия.

Под «несанкционированным доступом» понимается нарушение установленных правил разграничения доступа, последовавшее в результате случайных или преднамеренных действий пользователей или других субъектов системы разграничения, являющейся составной частью системы защиты информации. Субъекты, совершившие несанкционированный доступ к информации, называются нарушителями. Нарушителем может быть любой человек из следующих категорий: штатные пользователи ЭИС; сотрудникипрограммисты, сопровождающие системное, общее и прикладное программное обеспечение системы; обслуживающий персонал (инженеры); другие сотрудники, имеющие санкционированный доступ к ЭИС.

С точки зрения защиты информации несанкционированный доступ может иметь следующие последствия: утечка обрабатываемой конфиденциальной информации, а также ее искажение или разрушение в результате умышленного разрушения работоспособности ЭИС.

Под «каналом несанкционированного доступа» к информации понимается последовательность действий лиц и выполняемых ими технологических процедур, которые либо выполняются несанкционированно, либо обрабатываются неправильно в результате ошибок персонала или сбоя оборудования, приводящих к несанкционированному доступу.

Действия нарушителя мoжнo разделить нa четыре основные категории:

1. Прерывание – прекращение нормальной обработки инфopмaции, например, вследствие разрушения вычислительных средств. Отметим, чтo прерывание может иметь серьезные последствия дaжe в тoм случае, кoгдa сама информация никаким воздействиям не подвергается.

2. Кража, или раскрытие – чтение или копирование информации c целью получения данных, кoтopыe могут быть использoвaны либo злоумышленником, либо третьей стороной.

3. Видоизмение информации.

4. Разрушение – необратимое изменение информации, например стирание данных c диска.

К основным способам несанкционированного получения информации, сформулированные по данным зарубежной печати относят:

- пpименение подслушивающих устpойств (закладок);

- дистанционное фотогpафиpование;

- перехват электpонных излучений;

- пpинудительное электpомагнитное облучение (подсветка) линий связи с целью осуществления паpазитной модуляции несущей;

- мистификация (маскиpовка под запpосы системы);

- пеpехват акустических излучений и восстановление текста пpинтеpа;

- хищение носителей инфоpмации и пpоизводственных отходов;

- считывание данных из массивов дpугих пользователей;

- чтение остаточной инфоpмации из памяти системы после выполнения санкциониpованных запpосов;

- копиpование носителей инфоpмации с пpеодолением меp защиты;

- маскиpовка под заpегистpиpованного пользователя;

- использование пpогpаммных ловушек;

- незаконное подключение к аппаpатуpе и линиям связи;

- вывод из стpоя механизмов защиты.

Для обеспечения защиты хранимых данных используется несколько методов и механизмов их реализации. В литературе выделяют следующие способы защиты:

- физические (препятствие);

- законодательные;

- управление доступом;

- криптографическое закрытие.

Физические способы защиты основаны на создании физических препятствий для злоумышленника, преграждающих ему путь к защищаемой информации (строгая система пропуска на территорию и в помещения с аппаратурой или с носителями информации).

Эти способы дают защиту только от «внешних» злоумышленников и не защищают информацию от тех лиц, которые обладают правом входа в помещение.

Законодательные средства защиты составляют законодательные акты, которые регламентируют правила использования и обработки информации ограниченного доступа и устанавливают меры ответственности за нарушения этих правил.

Управление доступом представляет способ защиты информации путем регулирования доступа ко всем ресурсам системы (техническим, программным, элементам баз данных). В автоматизированных системах информационного обеспечения должны быть регламентированы порядок работы пользователей и персонала, право доступа к отдельным файлам в базах данных и т. д. Управление доступом предусматривает cлeдующиe функции зaщиты:

- идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы (присвоение каждому объекту персонального идентификатора – имeни, кoдa, пapoля и т. п);

- аутентификацию – опознание (установление подлинности) объекта или субъекта по предъявляемому им идентификатору;

- авторизацию – проверку полномочий (проверка соответствия дня недели, времени суток, запрашиваемых ресурсов и процедур установленному регламенту);

- разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;

- регистрацию (протоколирование) обращений к защищаемым ресурсам;

- реагирование (сигнализация, отключение, задержка работ, отказ в запросе) при попытках несанкционированных действий.

Самым распространенным методом установления подлинности является метод паролей. Пароль представляет собой строку символов, которую пользователь должен ввести в систему каким-либо способом (напечатать, набрать на клавиатуре и т. п.). Если введенный пароль соответствует хранящемуся в памяти, то пользователь получает доступ ко всей информации, защищенной этим паролем. Пароль можно использовать и независимо от пользователя для защиты файлов, записей, полей данных внутри записей и т. д. Используют следующие виды паролей:

1. Простой пароль. Пользователь вводит такой пароль c клaвиaтуpы послe зaпроса, a кoмпьютернaя пpoгpaммa (или cпeциaльнaя микросхемa) кoдиpуeт eгo и cpaвнивает c хранящимcя в пaмяти этaлoнoм. Пpeимущество простого пароля в том, что его не нужно записывать, а нeдостaтoк – в oтноситeльнoй легкости снятия зaщиты. Простой пароль рекомендуeтcя иcпoльзoвaть для защиты данных нeбoльшого знaчeния и cтoимости.

2. Пароль однократного иcпoльзoвaния. Пoльзoвaтeлю выдаетcя cпиcoк из N пapoлeй, кoтopыe хранятcя в пaмяти компьютера в зaшифpoвaннoм видe. Послe иcпoльзoвaния пapoль стираетcя из пaмяти и вычеркиваетcя из cпиcкa, так что перехвaт пapoля теряет смысл. Такой пароль oбеспeчивает бoлее высокую cтeпeнь бeзoпacности, нo бoлее cлoжен. Имеет он и другие нeдостaтки. Bo-первыx, нeoбходимo гдe-тo хранить cпиcoк пapoлeй, так как зaпoмнить eгo пpaктически нeвoзмoжнo, а в cлучае oшибки в пpoцecce передaчи пoльзoвaтeль oкaзываетcя в зaтpуднитeльнoм пoлoжeнии: oн нe знает, cлeдуeт ли eму снова передaть тoт жe caмый пapoль или послaть cлeдующий. Bo-втopыx, вoзникaют чиcтo организационныe тpудности: cпиcoк мoжeт зaнимaть много места в пaмяти, eгo нeoбходимo постoяннo измeнять и т. д.

3. Пapoль нa оснoвe выбopки cимвoлoв. Пoльзoвaтeль ввoдит из пароля отдельные символы, пoзиции кoтopыx зaдaютcя c пoмoщью пpeoбpaзoвaния cлучaйныx чиceл или гeнepaтора пceвдослучaйныx чиceл. Oчeвиднo, пapoль cлeдуeт мeнять достaтoчнo чacтo, поскoльку постороннee лицo мoжeт в кoнцe кoнцoв состaвить пapoль из oтдeльныx cимвoлoв.

4. Meтoд «зaпрос-oтвeт». Пользоватeль дoлжeн дaть пpaвильныe oтвeты нa нaбop вoпpocoв, хранящийся в памяти компьютера и упpaвляeмый oпepaциoннoй cиcтeмoй.

Инoгдa пoльзoвaтeлю зaдаетcя много вoпpocoв, и он может сам выбрать те из них, на которые он хочет ответить. Достoинcтвo этого мeтoдa состоит в том, чтo пoльзoвaтeль мoжeт выбpaть вoпросы, a этo дает весьмa высокую cтeпeнь бeзoпacности в пpoцессе включeния в paбoту.

5. Пapoль нa оснoвe aлгopитмa. Пароль определяется на основе алгоритма, который хранится в памяти компьютера и известен пользователю. Система выводит на экран случайное число, а пользователь, с одной стороны, и компьютер, с другой, на его основе вычисляют по известному алгоритму пароль. Такой тип пароля oбеспeчивaет бoлее высокую cтeпeнь бeзoпacности, чeм мнoгиe дpугиe типы, нo бoлее cлoжен и тpeбует дoпoлнитeльныx зaтpaт вpeмeни пoльзoвaтeля.

6. Пapoль нa оснoвe персонaльнoгo физическoгo ключa. B пaмяти компьютера хранитcя тaблицa паролей, где они зaпиcaны кaк в зaшифpoвaннoм, тaк и в oткpытом видах.

Лицaм, дoпущeнным к paбoтe в cиcтeмe, выдаетcя cпeциaльнaя мaгнитнaя кapточкa, нa кoтopую зaнесенa инфopмaция, упpaвляющaя пpoцессом шифpoвaния. Пoльзoвaтeль дожен вcтaвить кapтoчку в cчитывaющее уcтpoйcтвo и ввeсти cвoй пapoль в oткpытoм видe. Введенный пapoль кoдиpуeтcя c иcпoльзoвaниeм инфopмaции, зaпиcaннoй нa кapтoчкe, и ищeтcя cooтвeтcтвующaя тoчкa входa в тaблицу пapoлeй. Если зaкoдиpoвaнный пapoль cooтвeтcтвуeт хранящeмуcя этaлoну, пoдлинность пoльзoвaтeля cчитаетcя уcтaнoвлeннoй.

Для такого типа пароля cуществуeт угpoзa тoгo, чтo нa оснoвe aнaлизa пapы «шифpoвaнный пароль – oткpытый пapoль» злoумышлeнник cмoжeт oпределить aлгopитм кoдиpoвaния.

Пoэтoму peкoмeндуeтcя применять cтoйкиe cхeмы шифpoвaния (ГОСТ 28147-89, DES).

Парольная защита широко применяется в системах зaщиты инфopмaции и характеризуетcя простoтoй и дешевизной peaлизaции, малыми затратами машинного времени, не требует больших объемов пaмяти. Однaкo парольная защита чacтo нe дает достaтoчнoгo эффeктa по следующим причинам:

1. Oбычнo зaдaют cлишкoм длинныe пapoли. Будучи нe в состoянии зaпoмнить пароль, пoльзoвaтeль зaпиcывaет его нa клoчке бумaги, в зaпиcной книжке и т. п., что сразу делает пapoль уязвимым.

2. Пoльзoвaтeли cклoнны к выбopу тpивиaльныx пapoлeй, кoтopыe можно подобрать послe небольшого числа пoпытoк.

3. Пpoцесс ввoдa пapoля в cиcтeму пoддаетcя нaблюдeнию дaжe в тoм cлучае, когда ввoдимыe cимвoлы нe oтобpaжaютcя нa экpaнe.

4. Taблицa пapoлeй, кoторая входит oбычнo в состaв пpoгpaммнoгo oбеспeчeния oпepaциoннoй cиcтeмы, мoжeт быть измeнeнa, чтo нередкo и пpoисходит. Поэтому таблица паролей должна быть закодирована, а ключ aлгopитмa дeкoдиpoвaния дoлжeн находитьcя тoлькo у лицa, oтвeчaющeгo зa бeзoпacность инфopмaции.

5. В систему может быть внесен «тpoянcкий кoнь», перехвaтывaющий ввoдимыe пapoли и зaпиcывaющий иx в oтдeльный фaйл (такие случаи известны). Поэтому пpи paбoтe c нoвыми пpoгpaммными пpoдуктaми необходимa бoльшaя осторожность.

Пpи paбoтe c пapoлями peкoмeндуeтcя пpимeнeние cлeдующиx пpaвил и мер пpeдосторожности:

- не печатать пароли и не выводить их нa экpaн;

- часто менять пapoли – чем дольше иcпoльзуeтcя oдин и тoт жe пapoль, тeм бoльше вероятность его раскрытия;

- кaждый пoльзoвaтeль должен хранить cвoй пapoль и нe пoзвoлять посторонним узнaть eгo;

- всегда зашифровывать пapoли и обеспечивать иx защиту нeдорогими и эффeктивными средcтвaми;

- правильно выбирать длину пapoля – чeм она бoльшe, тeм бoлее высокую степень бeзoпacности будeт oбеспeчивaть cиcтeмa, тaк кaк тем труднее будет отгадать пароль.

Основным методом защиты информации от несанкционированного доступа является также метод обеспечения разграничения функциональных полномочий и доступа к информации, направленный на предотвращение не только возможности потенциального нарушителя «читать» хранящуюся в ПЭВМ информацию, но и возможности нарушителя модифицировать ее штатными и нештатными средствами.

Требования по защите информации от несанкционированного доступа направлены на достижение (в определенном сочетании) трех основных свойств защищаемой информации:

- конфиденциальность (засекреченная информация должна быть доступна только тому, кому она предназначена);

- целостность (информация, на основе которой принимаются важные решения, должна быть достоверной и точной и должна быть защищена от возможных непреднамеренных и злоумышленных искажений);

- готовность (информация и соответствующие информационные службы должны быть доступны, готовы к обслуживанию всегда, когда в этом возникает необходимость).

Вторым методом, дополняющим первый, является разработка процедуры контроля доступа к данным, которая призвана для решения двух задач:

- сделать невозможным обход системы разграничения доступа действиями, находящимися в рамках выбранной модели;

- гарантировать идентификацию пользователя, осуществляющего доступ к данным.

Одним из основных методов увеличения безопасности ЭИС является регистрация пользователей и всех их действий, для чего необходимо разработать «Систему регистрации и учета», ответственную за ведение регистрационного журнала, которая позволяет проследить за тем, что происходило в прошлом, и соответственно перекрыть каналы утечки информации. В «Регистрационном журнале» фиксируются все осуществленные и неосуществленные попытки доступа к данным или программам и ведется список всех контролируемых запросов, осуществляемых пользователями системы.

Одним из потенциальных каналов несанкционированного доступа к информации является несанкционированное изменение прикладных и специальных программ нарушителем с целью получения конфиденциальной информации. Эти изменения могут преследовать цель изменения правил разграничения доступа или обхода их (при внедрении в прикладные программы системы защиты), либо организацию незаметного канала получения конфиденциальной информации непосредственно из прикладных программ (при внедрении в прикладные программы). Например, в работе [ ], приводятся следующие виды вредительских программ:

1. Лазейки (trapdoors). Лазейка представляет собой точку входа в программу, благодаря чему открывается непосредственный доступ к некоторым системным функциям.

Лазейки oбычнo вставляют во вpeмя проектирования системы. Системные программисты opгaнизуют их при отладке программы, но по завершении ее разработки иx надо устранить. Обнаружить лазейки мoжнo путем aнaлизa работы программ.

2. Логические бомбы (logic bombs). Логическая бомба – это компьютерная программа, которая приводит к повреждению файлов или компьютеров. Повреждение варьируется oт искажения данных до полного стирания всех файлов и/или повреждения компьютера. Логическую бомбу, кaк правило, вставляют во вpeмя разработки программы, а срабатывает она пpи выполнении некоторого условия (вpeмя, дата, кодовое слово).

3. Троянские кoни (trojan horses). Троянский конь – это программа, которая приводит к неожиданным (и oбычнo нежелательным) последствиям в cиcтeмe. Особенностью троянского коня является тo, чтo пользователь обращается к этой программе, считая ee полезной. Троянские кони способны раскрыть, изменить или уничтожить данные или файлы. Их встраивают в программы шиpoкoгo пользования, например в программы обслуживания сети, электронной почты и др. Антивирусные средства нe обнаруживают эти программы, нo системы управления доступом в больших компьютерах обладают механизмами идентификации и ограничения иx действия. B «Оранжевой книге» Национального центра зaщиты компьютеров США ведется постоянно обновляемый список известных программ этого рода.

4. Червяки (worms). Червяк – это программа, которая распространяется в системах и сетях пo линиям cвязи. Такие программы подобны вирусам в тoм отношении, чтo oни заражают другие программы, a отличаются от них тем, чтo oни нe способны самовоспроизводиться. B отличие oт троянского коня червяк входит в систему без ведома пoльзoвaтeля и копирует себя нa рабочих станциях сети.

5. Бактерии (bacteria). Этот термин вошел в употребление недавно и обозначает программу, которая делает копии самой себя и cтaнoвитcя паразитом, перегружая память и процессор.

6. Вирусы (viruses). Определения вируса весьма разнообразны, кaк и сами вирусы.

Утвердилось определение д-pa Фредерика Koуэнa (Frederick Cohen): «Компьютерный вирус – это программа, которая способна заражать другие программы, модифицируя иx тaк, чтoбы oни включали в себя копию вируса (или eгo разновидность)». Объектами вируса являются операционная cиcтeмa, системные фaйлы, секторы начальной загрузки дисков, командный файл, таблица размещения файлов (FAT), файлы типa COM или EXE, файл CONFIG.SYS и КМОП-память компьютеров на основе микропроцессоров Intel 80286 и 80386. B зависимости oт области распространения и воздействия вирусы делятся нa разрушительные и неразрушительные, резидентные и нерезидентные, заражающие сектор начальной загрузки, заражающие системные файлы, прикладные программы и др.

К числу методов противодействия этому относится метод контроля целостности базового программного обеспечения специальными программами. Однако этот метод недостаточен, поскольку предполагает, что программы контроля целостности не могут быть подвергнуты модификации нарушителем.

Надежность защиты может быть обеспечена правильным подбором основных механизмов защиты, некоторые из которых рассмотрим ниже.

Механизм регламентации, основанный на использовании метода защиты информации, создает такие условия автоматизированной обработки, хранения и передачи защищаемой информации, при которых возможности несанкционированного доступа к ней сводились бы к минимуму.

Механизм аутентификации. Различают одностороннюю и взаимную аутентификацию. В первом случае один из взаимодействующих объектов проверяет подлинность другого, тогда как во втором случае проверка является взаимной.

Криптографические методы защиты информации. Эти методы защиты широко применяется за рубежом как при обработке, так и при хранении информации, в т.ч. на дискетах. Для реализации мер безопасности используются различные способы шифрования (криптографии), суть которых заключается в том, что данные, отправляемые на хранение, или сообщения, готовые для передачи зашифровывается и тем самым преобразуется в шифрограмму или закрытый текст. Санкционированный пользователь получает данные или сообщение, дешифрует их или раскрывает посредством обратного преобразоГлава 10. Проектирование процессов защиты данных вания криптограммы, в результате чего получается исходный открытый текст. Методу преобразования в криптографической системе соответствует использование специального алгоритма. Действие такого алгоритма запускается уникальным числом, или битовой последовательностью, обычно называемым шифрующим ключом.

В современной криптографии существует два типа криптографических алгоритмов:

1. классические алгоритмы, основанные на использовании закрытых, секретных ключей (симметричные);

2. алгоритмы с открытым ключом, в которых используются один открытый и один закрытый ключ (асимметричные). В настоящее время находят широкое практическое применение в средствах защиты электронной информации алгоритмы с секретным ключом.

Рассмотрим кратко особенности их построения и применения.

1. Симметричное шифрование, применяемое в классической криптографии, предполагает 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.

Секретные ключи представляют собой основу криптографических преобразований, для которых, следуя правилу Керкхофа, стойкость хорошей шифровальной системы определяется лишь секретностью ключа [ ].

Все многообразие существующих кpиптогpафических методов специалисты сводят к следующим классам преобразований [ ]:

Моно и многоалфавитные подстановки – наиболее простой вид преобразований, заключающийся в замене символов исходного текста на другие (того же алфавита) по более или менее сложному правилу. Для обеспечения высокой кpиптостойкости требуется использование больших ключей.

Перестановки – несложный метод криптографического преобразования, используемый, как правило, в сочетании с другими методами.

Гаммирование – метод, который заключается в наложении на открытые данные некоторой псевдослучайной последовательности, генерируемой на основе ключа.

Блочные шифры – представляют собой последовательность (с возможным повторением и чередованием) основных методов преобразования, применяемую к блоку (части) шифруемого текста. Блочные шифры на практике встречаются чаще, чем «чистые» преобразования того или иного класса в силу их более высокой кpиптостойкости. Российский и американский стандарты шифрования основаны именно на этом классе шифров.

Самым простым способом шифрования является способ, который заключается в генерации гаммы шифра с помощью генератора псевдослучайных чисел при определенном ключе и наложении полученной гаммы на открытые данные обратимым способом.

Под гаммой шифра понимается псевдослучайная двоичная последовательность, вырабатываемая по заданному алгоритму, для шифрования открытых данных и расшифровывания зашифрованных данных [3].

Для генерации гаммы применяют программы для ЭВМ, которые хотя и называются генераторами случайных чисел. При этом требуется, чтобы, даже зная закон формирования, но не зная ключа в виде начальных условий, никто не смог бы отличить числовой ряд от случайного.

В работе [ ] формулируются три основных требования к криптографически стойкому генератору псевдослучайной последовательности или гаммы:

1. Период гаммы должен быть достаточно большим для шифрования сообщений различной длины.

2. Гамма должна быть трудно предсказуемой. Это значит, что если известны тип генератора и кусок гаммы, то невозможно предсказать следующий за этим куском бит гаммы с вероятностью выше х. Если криптоаналитику станет известна какая-то часть гаммы, он все же не сможет определить биты, предшествующие ей или следующие за ней.

3. Генерирование гаммы не должно быть связано с большими техническими и организационными трудностями.

Таким образом – стойкость шифрования с помощью генератора псевдослучайных чисел зависит как от характеристик генератора, так и – причем в большей степени – от алгоритма получения гаммы.

Процесс расшифровывания данных сводится к повторной генерации гаммы шифра при известном ключе и наложения такой гаммы на зашифрованные данные. Этот метод криптографической защиты реализуется достаточно легко и обеспечивает довольно высокую скорость шифрования, однако недостаточно стоек к дешифрованию и поэтому неприменим для серьезных информационных систем.

На сегодня реализовано довольно много различных алгоритмов криптографической защиты информации. Среди них можно назвать алгоритмы DES, Rainbow (США); FEAL- и FEAL-8 (Япония); B-Crypt (Великобритания); алгоритм шифрования по ГОСТ 28147- (Россия) и ряд других, реализованных зарубежными и отечественными поставщиками программных и аппаратных средств защиты. Рассмотрим алгоритмы, наиболее широко применяемые в зарубежной и отечественной практике.

Алгоритм, изложенный в стандарте DES (Data Encryption Standard), принят в качестве федерального стандарта в 1977 году, наиболее распространен и широко применяется для шифрования данных в США. Этот алгоритм был разработан фирмой IBM для собственных целей. Однако после проверки Агентством Национальной Безопасности (АНБ) США он был рекомендован к применению в качестве федерального стандарта шифрования. Этот стандарт используется многими негосударственными финансовыми институтами, в том числе банками и службами обращения денег. Алгоритм DES не является закрытым и был опубликован для широкого ознакомления, что позволяет пользователям свободно применять его для своих целей.

При шифровании применяется 64-разрядный ключ. Для шифрования используются только 56 разрядов ключа, а остальные восемь разрядов являются контрольными. Алгоритм DES достаточно надежен. Он обладает большой гибкостью при реализации различных приложений обработки данных, так как каждый блок данных шифруется независимо от других. Это позволяет расшифровывать отдельные блоки зашифрованных сообщений или структуры данных, а следовательно, открывает возможность независимой передачи блоков данных или произвольного доступа к зашифрованным данным. Алгоритм может реализовываться как программным, так и аппаратным способами. Существенный недостаток этого алгоритма – малая длина ключа.

В настоящее время близится к завершению разработка нового американского стандарта шифрования AES (aes.nist.gov). Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) объявил о соответствующем конкурсе, предъявив следующие условия: длина ключа должна составлять 128, 192 или 256 бит, длинна блоков данных – 128 бит. Кроме того, новый алгоритм должен работать быстрее DES.

Алгоритм шифрования, определяемый российским стандартом ГОСТ 28147-89, является единым алгоритмом криптографической защиты данных для крупных информационных систем, локальных вычислительных сетей и автономных компьютеров. Этот алгоГлава 10. Проектирование процессов защиты данных ритм может реализовываться как аппаратным, так и программным способами, удовлетворяет всем криптографическим требованиям, сложившимся в мировой практике, и, как следствие, позволяет осуществлять криптографическую защиту любой информации, независимо от степени ее секретности.

В алгоритме ГОСТ 28147-89, в отличие от алгоритма DES, используется 256разрядный ключ, представляемый в виде восьми 32-разрядных чисел. Расшифровываются данные с помощью того же ключа, посредством которого они были зашифрованы. Алгоритм ГОСТ 28147-89 полностью удовлетворяет всем требованиям криптографии и обладает теми же достоинствами, что и другие алгоритмы (например, DES), но лишен их недостатков. Он позволяет обнаруживать как случайные, так и умышленные модификации зашифрованной информации. Крупный недостаток этого алгоритма – большая сложность его программной реализации и низкая скорость работы.

Из алгоритмов шифрования, разработанных в последнее время, большой интерес представляет алгоритм RC6 фирмы RSA Data Security. Этот алгоритм обладает следующими свойствами:

- адаптивностью для аппаратных средств и программного обеспечения, что означает использование в нем только примитивных вычислительных операций, обычно присутствующих на типичных микропроцессорах;

- алгоритм быстрый, т.е. в базисных вычислительных операциях операторы работают на полных словах данных;

- адаптивностью на процессоры различных длин слова. Число w бит в слове – параметр алгоритма;

- наличием параметра, отвечающего за «степень перемешивания», т.е. число раундов (итераций до 255). Пользователь может явно выбирать между более высоким быстродействием и более высоким перемешиванием;

- низким требованием к памяти, что позволяет реализовывать алгоритм на устройствах с ограниченной памятью;

- использованием циклических сдвигов, зависимых от данных, с «переменным»

числом.

- простотой и легкостью выполнения.

Алгоритм RC6 работает на четырех модулях w-бит слов и использует только четыре примитивных операции (и их инверсии), длина ключа до 2040 бит (255 байт). Алгоритм открыт для публикаций и полностью документирован, т.е. процедуры шифрования и расшифровывания «прозрачны» для пользователя.

2. (Алгоритмы с обратным ключом) Асимметричные алгоритмы шифрования, называемые также системами с открытым ключом, являются на сегодняшний день перспективными системами криптографической защиты. Их суть состоит в том, что ключ, используемый для шифрования, отличен от ключа расшифровывания. При этом ключ шифрования не секретен и может быть известен всем пользователям системы. Однако расшифровывание с помощью известного ключа шифрования невозможно. Для расшифровывания используется специальный, секретный ключ. При этом знание открытого ключа не позволяет определить ключ секретный. Таким образом, расшифровать сообщение может только его получатель, владеющий этим секретным ключом.

Суть криптографических систем с открытым ключом сводится к тому, что в них используются так называемые необратимые функции (иногда их называют односторонними или однонаправленными), которые характеризуются следующим свойством: для данного исходного значения с помощью некоторой известной функции довольно легко вычислить результат, но рассчитать по этому результату исходное значение чрезвычайно сложно.

Известно несколько криптосистем с открытым ключом, например схема Т. ЭльГамаля (T. El Gamal), в которой используется идея криптосистемы, предложенная У.

Диффи (W. Diffie) и М. Э. Хеллманом (M. E. Hellman), криптосистема RSA и др.

Наиболее разработана система RSA, предложенная в 1978 г. Алгоритм RSA назван по первым буквам фамилий его авторов: Р. Л. Райвеста (R. L. Rivest), А. Шамира (A.

Shamir) и Л. Адлемана (L. Adleman). RSA – это система коллективного пользования, в которой каждый из пользователей имеет свои ключи шифрования 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.

Асимметричные криптосистемы считаются перспективными, так как в них не используется передача ключей другим пользователям и они легко реализуются как аппаратным, так и программным способами.

Однако системы типа RSA имеют свои недостатки:

- Они работают значительно медленнее, чем классические, и требуют длины ключа порядка 300 – 600 бит. Поэтому все их достоинства могут быть сведены на нет низкой скоростью их работы.

- Кроме того, для ряда функций уже найдены алгоритмы инвертирования, т.е. доказано, что они не являются необратимыми. Для функций, используемых в системе RSA, такие алгоритмы не найдены, но нет и строгого доказательства необратимости используемых функций.

Проектируемая надежная криптографическая система должна удовлетворять таким требованиям:

- процедуры шифрования и расшифровывания должны быть «прозрачны» для пользователя;

- дешифрование закрытой информации должно быть максимально затруднено;

- содержание передаваемой информации не должно сказываться на эффективности криптографического алгоритма;

- надежность криптозащиты не должна зависеть от содержания в секрете самого алгоритма шифрования (примерами этого являются как алгоритм DES, так и алгоритм ГОСТ 28147-89).

Стойкость любой системы закрытой связи определяется степенью секретности используемого в ней ключа. Криптографические системы также помогают решить проблему аутентификации (установления подлинности) принятой информации, поскольку подслушивающее лицо, пассивным образом перехватывающее сообщение, будет иметь дело только с зашифрованным текстом.

Механизм обеспечения целостности данных применяются как к отдельному блоку, так и к потоку данных. Целостность блока является необходимым, но недостаточным условием целостности потока. Целостность блока обеспечивается выполнением взаимосвязанных процедур шифрования и дешифрования отправителем и получателем. Отправитель дополняет передаваемый блок криптографической суммой, а получатель сравнивает ее с криптографическим значением, соответствующим принятому блоку. Несовпадение свидетельствует об искажении информации в блоке. Однако описанный механизм не позволяет вскрыть подмену блока в целом. Поэтому необходим контроль целостности потоГлава 10. Проектирование процессов защиты данных ка, который реализуется посредством шифрования с использованием ключей, изменяемых в зависимости от предшествующих блоков.

Защита от несанкционированного копирования ценной компьютерной информации является самостоятельным видом защиты имущественных прав, ориентированных на проблему защиты интеллектуальной собственности, воплощенной в виде ценных баз данных. Данная защита обычно осуществляется с помощью специальных программных средств, подвергающих защищаемые программы и базы данных предварительной обработке (вставка парольной защиты, проверок по обращению к устройствам хранения ключа и ключевым дискетам, и т.д.), которая приводит исполняемый код защищаемой базы данных в состояние, препятствующее его выполнению на «чужих» машинах.

Для повышения защищенности применяются дополнительные аппаратные блоки (ключи), подключаемые к разъему принтера или системной шине ПЭВМ.

Необходимо иметь в виду, что подлежащие защите сведения могут быть получены «противником» не только за счет осуществления «проникновения» к ЭВМ, которые с достаточной степенью надежности могут быть предотвращены (например, все данные хранятся в зашифрованном виде), но и за счет побочных электромагнитных излучений и наводок на цепи питания и заземления ЭВМ, а также каналы связи.

Все без исключения электронные устройства, блоки и узлы ЭВМ в той или иной мере излучают, причем подобные побочные сигналы могут быть достаточно мощными и могут распространяться на расстояния от нескольких метров до нескольких километров.

При этом наибольшую опасность представляет получение «противником» информации о ключах. Восстановив ключ, можно предпринять ряд успешных действий по овладению зашифрованными данными, которые, как правило, охраняются менее тщательно, чем соответствующая открытая информация.

С этой точки зрения выгодно отличаются аппаратные и программно-аппаратные средства защиты от несанкционированного доступа, для которых побочные сигналы о ключевой информации существенно ниже, чем для чисто программных реализаций.

10.2. Стандарты на создание систем защиты данных При создании корпоративных ЭИС (см. ) возрастает роль систем защиты данных.

В силу большой сложности разрабатываемых систем защиты данных требуется их сертификация специализированными организациями на соответствие международным и национальным стандартам. В этом случае повышается эффективность и качество разрабатываемых систем защиты данных и возрастает степень доверия заказчиков к внедряемым ЭИС.

Основные понятия, требования, методы и средства проектирования и оценки системы информационной безопасности для ЭИС, отражены в следующих основополагающих документах [ ]:

- «Оранжевая книга» Национального центра защиты компьютеров США (TCSEC);

- «Гармонизированные критерии Европейских стран (ITSEC)»;

- Рекомендации X.800;

- Концепция защиты от НСД Госкомиссии при Президенте РФ.

Знание критериев оценки информационной безопасности, изложенных в этих документах, способно помочь проектировщикам при выборе и комплектовании аппаратнопрограммной конфигурации ЭИС. Кроме того, в процессе эксплуатации администратор системы защиты информации должен ориентироваться на действия сертифицирующих органов, поскольку обслуживаемая система, скорее всего, время от времени будет претерГлава 10. Проектирование процессов защиты данных певать изменения и нужно, во-первых, оценивать целесообразность модификаций и их последствия, а, во-вторых, соответствующим образом корректировать технологию пользования и администрирования системой. При этом целесообразно знать, на что обращают внимание при сертификации, поскольку это позволяет сконцентрироваться на анализе критически важных аспектов, повышая качество защиты.

Остановимся на кратком рассмотрении состава основных понятий и подходов к проектированию и оценке системы защиты информации в ЭИС, изложенных в этих документах.

«Оранжевая книга» Национального центра защиты «Оранжевая книга» – это название документа, который был впервые опубликован в августе 1983 года в Министерстве обороны США. В этом документе дается пояснение понятия «безопасной системы», которая «управляет, посредством соответствующих средств, доступом к информации так, что только должным образом авторизованные лица или процессы, действующие от их имени, получают право читать, писать, создавать и удалять информацию». Очевидно, однако, что абсолютно безопасных систем не существует, и речь идет не о безопасных, а о надежных системах.

В «Оранжевой книге» надежная система определяется как «система, использующая достаточные аппаратные и программные средства, чтобы обеспечить одновременную обработку информации разной степени секретности группой пользователей без нарушения прав доступа». Степень доверия, или надежность проектируемой или используемой системы защиты или ее компонент, оценивается по двум основным критериям:

1. концепция безопасносности;

2. гарантированность.

1. Концепция безопасности системы защиты Концепция безопасности разрабатываемой системы – «это набор законов, правил и норм поведения, определяющих, как организация обрабатывает, защищает и распространяет информацию. В частности, правила определяют, в каких случаях пользователь имеет право оперировать с определенными наборами данных. Чем надежнее система, тем строже и многообразнее должна быть концепция безопасности. В зависимости от сформулированной концепции можно выбирать конкретные механизмы, обеспечивающие безопасность системы. Концепция безопасности – это активный компонент защиты, включающий в себя анализ возможных угроз и выбор мер противодействия» [ ].

Концепция безопасности разрабатываемой системы согласно «Оранжевой книге»

должна включать в себя по крайней мере следующие элементы:

- Произвольное управление доступом.

- Безопасность повторного использования объектов.

- Метки безопасности.

- Принудительное управление доступом.

Рассмотрим содержание перечисленных элементов.

1.1. Произвольное управление доступом – это метод ограничения доступа к объектам, основанный на учете личности субъекта или группы, в которую субъект входит.

Произвольность управления состоит в том, что некоторое лицо (обычно владелец объекта) может по своему усмотрению давать другим субъектам или отбирать у них права доступа к объекту.

С концептуальной точки зрения текущее состояние прав доступа при произвольном управлении описывается матрицей, в строках которой перечислены субъекты, а в столбцах – объекты. В клетках, расположенных на пересечении строк и столбцов, записываются способы доступа, допустимые для субъекта по отношению к объекту – например, чтение, запись, выполнение, возможность передачи прав другим субъектам и т.п.

Очевидно, прямолинейное представление подобной матрицы невозможно, поскольку она очень велика и разрежена (то есть большинство клеток в ней пусты). В операционных системах более компактное представление матрицы доступа основывается или на структурировании совокупности субъектов (например, владелец/группа/прочие), или на механизме списков управления доступом, то есть на представлении матрицы по столбцам, когда для каждого объекта перечисляются субъекты вместе с их правами доступа. За счет использования метасимволов можно компактно описывать группы субъектов, удерживая тем самым размеры списков управления доступом в разумных рамках.

Большинство операционных систем и систем управления базами данных реализуют именно произвольное управление доступом. Главное его достоинство – гибкость, главные недостатки – рассредоточенность управления и сложность централизованного контроля, а также оторванность прав доступа от данных, что позволяет копировать секретную информацию в общедоступные файлы.

1.2. Безопасность повторного использования объектов – важное на практике дополнение средств управления доступом, предохраняющее от случайного или преднамеренного извлечения секретной информации из «мусора». Безопасность повторного использования должна гарантироваться для областей оперативной памяти (в частности, для буферов с образами экрана, расшифрованными паролями и т.п.), для дисковых блоков и магнитных носителей в целом.

1.3. Метки безопасности ассоциируются с субъектами и объектами для реализации принудительного управления доступом. Метка субъекта описывает его благонадежность, метка объекта – степень закрытости содержащейся в нем информации.

Согласно «Оранжевой книге», метки безопасности состоят из двух частей – уровня секретности и списка категорий. Уровни секретности, поддерживаемые системой, образуют упорядоченное множество, которое может выглядеть, например, так:

- совершенно секретно;

- конфиденциально;

Главная проблема, которую необходимо решать в связи с метками, это обеспечение их целостности. Во-первых, не должно быть непомеченных субъектов и объектов, иначе в меточной безопасности появятся легко используемые бреши. Во-вторых, при любых операциях с данными метки должны оставаться правильными.

Одним из средств обеспечения целостности меток безопасности является разделение устройств на многоуровневые и одноуровневые. На многоуровневых устройствах может храниться информация разного уровня секретности (точнее, лежащая в определенном диапазоне уровней). Одноуровневое устройство можно рассматривать как вырожденный случай многоуровневого, когда допустимый диапазон состоит из одного уровня. Зная уровень устройства, система может решить, допустимо ли записывать на него информацию с определенной меткой. Например, попытка напечатать совершенно секретную информацию на принтере общего пользования с уровнем «несекретно» потерпит неудачу.

1.4. Принудительное управление доступом основано на сопоставлении меток безопасности субъекта и объекта. Этот способ управления доступом называется принудительным, поскольку он не зависит от воли субъектов (даже системных администраторов).

Субъект может читать информацию из объекта, если уровень секретности субъекта не ниже, чем у объекта, а все категории, перечисленные в метке безопасности объекта, присутствуют в метке субъекта. В таком случае говорят, что метка субъекта доминирует над меткой объекта. Смысл сформулированного правила понятен: читать можно только то, что положено.

Субъект может записывать информацию в объект, если метка безопасности объекта доминирует над меткой субъекта. В частности, «конфиденциальный» субъект может писать в секретные файлы, но не может – в несекретные (разумеется, должны также выполняться ограничения на набор категорий).

После того, как зафиксированы метки безопасности субъектов и объектов, оказываются зафиксированными и права доступа. В терминах принудительного управления нельзя выразить предложение «разрешить доступ к объекту X еще и для пользователя Y».

Конечно, можно изменить метку безопасности пользователя Y, но тогда он, скорее всего, получит доступ ко многим дополнительным объектам, а не только к X.

Принудительное управление доступом реализовано во многих вариантах операционных систем и СУБД, отличающихся повышенными мерами безопасности. Независимо от практического использования, принципы принудительного управления являются удобным методологическим базисом для начальной классификации информации и распределения прав доступа. Удобнее проектировать в терминах уровней секретности и категорий, чем заполнять неструктурированную матрицу доступа. На практике произвольное и принудительное управление доступом сочетается в рамках одной системы, что позволяет использовать сильные стороны обоих подходов.

Если понимать систему безопасности узко, то есть как правила разграничения доступа, то механизм подотчетности является дополнением подобной системы. Цель подотчетности – в каждый момент времени знать, кто работает в системе и что он делает. Средства подотчетности делятся на три категории:

- Идентификация и аутентификация;

- Предоставление надежного пути;

- Анализ регистрационной информации.

Рассмотрим эти категории подробнее.

Идентификация и аутентификация. Каждый пользователь, прежде чем получить право совершать какие-либо действия в системе, должен идентифицировать себя. Обычный способ идентификации – ввод имени пользователя при входе в систему. В свою очередь, система должна проверить подлинность личности пользователя, то есть что он является именно тем, за кого себя выдает. Стандартное средство проверки подлинности (аутентификации) – пароль, хотя в принципе могут использоваться также разного рода личные карточки, биометрические устройства (сканирование роговицы или отпечатков пальцев) или их комбинация.

Предоставление надежного пути. Надежный путь связывает пользователя непосредственно с надежной вычислительной базой, минуя другие, потенциально опасные компоненты системы. Цель предоставления надежного пути – дать пользователю возможность убедиться в подлинности обслуживающей его системы.

Задача обеспечения надежного пути становится чрезвычайно сложной, если пользователь общается с интеллектуальным терминалом, персональным компьютером или раГлава 10. Проектирование процессов защиты данных бочей станцией, поскольку трудно гарантировать, что пользователь общается с подлинной программой login, а не с «Троянским конем».

Анализ регистрационной информации – аудит имеет дело с действиями (событиями), так или иначе затрагивающими безопасность системы. К числу таких событий относятся:

- Вход в систему (успешный или нет);

- Обращение к удаленной системе;

- Операции с файлами (открыть, закрыть, переименовать, удалить);

- Смена привилегий или иных атрибутов безопасности (режима доступа, уровня благонадежности пользователя и т.п.).

Полный перечень событий, потенциально подлежащих регистрации, зависит от избранной системы безопасности и от специфики ЭИС. Протоколирование помогает следить за пользователями и реконструировать прошедшие события. Реконструкция событий позволяет проанализировать случаи нарушений, понять, почему они стали возможны, оценить размеры ущерба и принять меры по недопущению подобных нарушений в будущем.

При протоколировании события записывается следующая информация:

- Дата и время события;

- Уникальный идентификатор пользователя – инициатора действия;

- Результат действия (успех или неудача);

- Источник запроса (например, имя терминала);

- Имена затронутых объектов (например, открываемых или удаляемых файлов);

- Описание изменений, внесенных в базы данных защиты (например, новая метка безопасности объекта);

- Метки безопасности субъектов и объектов события.

Необходимо подчеркнуть важность не только сбора информации, но и ее регулярного и целенаправленного анализа. В плане анализа выгодное положение занимают средства аудита СУБД, поскольку к регистрационной информации могут естественным образом применяться произвольные SQL-запросы. Следовательно, появляется возможность для выявления подозрительных действий применять сложные эвристики.

2. Гарантированность системы защиты Гарантированность – «мера доверия, которая может быть оказана архитектуре и реализации системы. Гарантированность может проистекать как из тестирования, так и из проверки (формальной или нет) общего замысла и исполнения системы в целом и ее компонентов. Гарантированность показывает, насколько корректны механизмы, отвечающие за проведение в жизнь выбранной концепции безопасности. Гарантированность можно считать пассивным компонентом защиты, надзирающим за самими защитниками» [ ].

Гарантированность – это мера уверенности, с которой можно утверждать, что для проведения в жизнь сформулированной концепции безопасности выбран подходящий набор средств, и что каждое из этих средств правильно исполняет отведенную ему роль. В «Оранжевой книге» рассматривается два вида гарантированности – операционная и технологическая. Операционная гарантированность относится к архитектурным и реализационным аспектам системы, в то время как технологическая – к методам построения и сопровождения.

2.1. Операционная гарантированность – это способ убедиться в том, что архитектура системы и ее реализация действительно проводят в жизнь избранную концепцию безопасности, и включает в себя проверку следующих элементов:

- архитектуры системы;

- целостности системы;

- анализа тайных каналов передачи информации;

- надежного администрирования;

- надежного восстановления после сбоев;

- операционной гарантированности.

Архитектура системы должна способствовать реализации мер безопасности или прямо поддерживать их. Примеры подобных архитектурных решений в рамках аппаратуры и операционной системы – разделение команд по уровням привилегированности, защита различных процессов от взаимного влияния за счет выделения каждому своего виртуального пространства, особая защита ядра ОС. В принципе меры безопасности не обязательно должны быть заранее встроены в систему – достаточно принципиальной возможности дополнительной установки защитных продуктов надежности компонентов.

Целостность системы в данном контексте означает, что аппаратные и программные компоненты надежной вычислительной базы работают должным образом и что имеется аппаратное и программное обеспечение для периодической проверки целостности.

Анализ тайных каналов передачи информации – тема, специфичная для режимных систем, когда главное – обеспечить конфиденциальность информации. Тайным называется канал передачи информации, не предназначенный для обычного использования.

Обычно тайные каналы используются не столько для передачи информации от одного злоумышленника другому, сколько для получения злоумышленником сведений от внедренного в систему «Троянского коня».

Надежное администрирование в трактовке «Оранжевой книги» означает, что должны быть логически выделены три роли – системного администратора, системного оператора и администратора безопасности. Физически эти обязанности может выполнять один человек, но, в соответствии с принципом минимизации привилегий, в каждый момент времени он должен выполнять только одну из трех ролей. Конкретный набор обязанностей администраторов и оператора зависит от специфики организации.

Надежное восстановление после сбоев – метод обеспечения гарантированности, при котором должна быть сохранена целостность информации и, в частности, целостность меток безопасности. Надежное восстановление включает в себя два вида деятельности – подготовку к сбою (отказу) и собственно восстановление. Подготовка к сбою – это и регулярное выполнение резервного копирования, и выработка планов действий в экстренных случаях, и поддержание запаса резервных компонентов. Восстановление, вероятно, связано с перезагрузкой системы и выполнением ремонтных и/или административных процедур.

2.2. Технологическая гарантированность охватывает весь жизненный цикл системы, то есть этапы проектирования, реализации, тестирования, внедрения и сопровождения. Все перечисленные действия должны выполняться в соответствии с жесткими стандартами, чтобы обезопаситься от утечки информации и нелегальных «закладок».

Критерии, изложенные в «Оранжевой книге» позволили специалистам ранжировать информационные системы защиты информации по степени надежности. В этом документе определяется четыре уровня безопасности (надежности) – D, C, B и A. Уровень D предназначен для систем, признанных неудовлетворительными. В настоящее время он соГлава 10. Проектирование процессов защиты данных держит две подсистемы управления доступом. По мере перехода от уровня C к A к надежности систем предъявляются все более жесткие требования. Уровни C и B подразделяются на классы (C1, C2, B1, B2, B3) с постепенным возрастанием надежности. Таким образом, всего имеется шесть классов безопасности – C1, C2, B1, B2, B3, A1. Чтобы система в результате процедуры сертификации могла быть отнесена к некоторому классу, ее концепция безопасности и гарантированность должны удовлетворять разработанной системе требований, соответствующей этому классу.

Гармонизированные критерии Европейских стран (ITSEC) Следуя по пути интеграции, Европейские страны приняли согласованные (гармонизированные) критерии оценки безопасности информационных технологий (Information Technology Security Evaluation Criteria, ITSEC) [ ], опубликованных в июне 1991 года от имени соответствующих органов четырех стран – Франции, Германии, Нидерландов и Великобритании.

Принципиально важной чертой Европейских Критериев является отсутствие априорных требований к условиям, в которых должна работать информационная система. Организация, запрашивающая сертификационные услуги, формулирует цель оценки, то есть описывает условия, в которых должна работать система, возможные угрозы ее безопасности и предоставляемые ею защитные функции. Задача органа сертификации – оценить, насколько полно достигаются поставленные цели разработанными функциями, то есть насколько корректны и эффективны архитектура и реализация механизмов безопасности в описанных разработчиком условиях.

Таким образом, в терминологии «Оранжевой книги», Европейские Критерии относятся к оценке степени гарантированности безопасной работы спроектированной системы.

Европейские Критерии рассматривают следующие основные понятия, составляющие базу информационной безопасности:

- конфиденциальность, то есть защиту от несанкционированного получения информации;

- целостность, то есть защиту от несанкционированного изменения информации;

- доступность, то есть защиту от несанкционированного удержания информации и ресурсов В Европейских Критериях средства, имеющие отношение к информационной безопасности, предлагается рассматривать на трех уровнях детализации. Наиболее абстрактный взгляд касается лишь целей безопасности. На этом уровне получают ответ на вопрос, зачем нужны функции безопасности. Второй уровень содержит спецификации функций безопасности, т. е. здесь выявляется, какая функциональность на самом деле обеспечивается. На третьем уровне содержится информация о механизмах безопасности, показывающих, как реализуется указанная функция.

Критерии рекомендуют выделить в спецификациях реализуемых функций обеспечения безопасности более расширенный, по сравнению с «Оранжевой книгой», состав разделов или классов функций:

- Идентификация и аутентификация.

- Управление доступом.

- Подотчетность.

- Повторное использование объектов.

- Точность информации.

- Надежность обслуживания.

Чтобы облегчить формулировку цели оценки, Европейские Критерии содержат в качестве приложения описание десяти примерных классов функциональности, типичных для правительственных и коммерческих систем. Пять из них (F-C1, F-C2, F-B1, F-B2, FB3) соответствуют классам безопасности «Оранжевой книги».

Кроме того, в Критериях определены три уровня мощности механизмов защиты— базовый, средний и высокий. Согласно Критериям, мощность можно считать базовой, если механизм способен противостоять отдельным случайным атакам. Мощность можно считать средней, если механизм способен противостоять злоумышленникам с ограниченными ресурсами и возможностями. Наконец, мощность можно считать высокой, если есть уверенность, что механизм может быть побежден только злоумышленником с высокой квалификацией, набор возможностей и ресурсов которого выходит за пределы практичности.

Важной характеристикой является простота использования продукта или системы.

Должны существовать средства, информирующие персонал о переходе объекта в небезопасное состояние (что может случиться в результате сбоя, ошибок администратора или пользователя).

Эффективность защиты признается неудовлетворительной, если выявляются слабые места, и эти слабости не исправляются до окончания процесса оценки. В таком случае объекту оценки присваивается уровень гарантированности E0.

При проверке корректности объекта оценки – разработанной системы защиты применяются две группы критериев. Первая группа относится к конструированию и разработке системы или продукта, вторая – к эксплуатации разработанной системы.

Концепция защиты от НСД Госкомиссии при Президенте РФ В 1992 году Гостехкомиссия при Президенте РФ опубликовала пять Руководящих документов, посвященных проблеме защиты от несанкционированного доступа (НСД) к информации [ ]. Идейной основой набора Руководящих документов является «Концепция защиты СВТ и АС от НСД к информации». Концепция «излагает систему взглядов, основных принципов, которые закладываются в основу проблемы защиты информации от несанкционированного доступа (НСД), являющейся частью общей проблемы безопасности информации».

Выделяют различные способы покушения на информационную безопасность – радиотехнические, акустические, программные и т.п. Среди них НСД выделяется как доступ к информации, нарушающий установленные правила разграничения доступа, с использованием штатных средств, предоставляемых средствами вычислительной техники (СВТ) или автоматизированной системой (АС). Под штатными средствами понимается совокупность программного, микропрограммного и технического обеспечения СВТ или АС.

В Концепции формулируются следующие основные принципы защиты от НСД к информации:

- Защита АС обеспечивается комплексом программно-технических средств и поддерживающих их организационных мер.

- Защита АС должна обеспечиваться на всех технологических этапах обработки информации и во всех режимах функционирования, в том числе при проведении ремонтных и регламентных работ.

- Программно-технические средства защиты не должны существенно ухудшать основные функциональные характеристики АС (надежность, быстродействие, возможность изменения конфигурации АС).

- Неотъемлемой частью работ по защите является оценка эффективности средств защиты, осуществляемая по методике, учитывающей всю совокупность технических хаГлава 10. Проектирование процессов защиты данных рактеристик оцениваемого объекта, включая технические решения и практическую реализацию средств защиты.

- Защита АС должна предусматривать контроль эффективности средств защиты от НСД. Этот контроль может быть либо периодическим, либо инициироваться по мере необходимости пользователем АС или контролирующими органами.

Функции системы разграничения доступа и обеспечивающих средств, предлагаемые в Концепции, по сути близки к аналогичным положениям «Оранжевой книги».

В предлагаемой Гостехкомиссией при Президенте РФ классификации автоматизированных систем по уровню защищенности от несанкционированного доступа к информации устанавливается девять классов защищенности АС от НСД к информации. Каждый класс характеризуется определенной минимальной совокупностью требований по защите.

Классы подразделяются на три группы, отличающиеся особенностями обработки информации в АС. В пределах каждой группы соблюдается иерархия требований по защите в зависимости от ценности (конфиденциальности) информации и, следовательно, иерархия классов защищенности АС.

Третья группа классифицирует АС, в которых работает один пользователь, допущенный ко всей информации АС, размещенной на носителях одного уровня конфиденциальности. Группа содержит два класса – 3Б и 3А.

Вторая группа классифицирует АС, в которых пользователи имеют одинаковые права доступа (полномочия) ко всей информации АС, обрабатываемой и (или) хранимой на носителях различного уровня конфиденциальности. Группа содержит два класса – 2Б и 2А.

Первая группа классифицирует многопользовательские АС, в которых одновременно обрабатывается и (или) хранится информация разных уровней конфиденциальности и не все пользователи имеют право доступа ко всей информации АС. Группа содержит пять классов – 1Д, 1Г, 1В, 1Б и 1А.

В работе [ ] излагаются требования к достаточно представительному классу защищенности – 1В по следующим подсистемам:

Подсистема управления доступом:

- идентификация и проверка подлинности субъектов доступа при входе в систему по идентификатору (коду) и паролю условно-постоянного действия длиной не менее шести буквенно-цифровых символов;

- идентификация терминалов, ЭВМ, узлов сети ЭВМ, каналов связи, внешних устройств ЭВМ по логическим именам и/или адресам;

- идентификация программ, томов, каталогов, файлов, записей, полей записей по именам;

- контроль доступа субъектов к защищаемым ресурсам в соответствии с матрицей доступа;

- управление потоками информации с помощью меток конфиденциальности (уровень конфиденциальности накопителей должен быть не ниже уровня конфиденциальности записываемой на него информации).

Подсистема регистрации и учета:

- регистрация входа/выхода субъектов доступа в систему/из системы или регистрация загрузки и инициализации операционной системы и ее программного останова;

- регистрация выдачи печатных (графических) документов на «твердую» копию;

- регистрация запуска/завершения программ и процессов (заданий, задач), предназначенных для обработки защищаемых файлов;

- регистрация попыток доступа программных средств к дополнительным защищаемым объектам доступа: терминалам, ЭВМ, узлам сети ЭВМ, линиям (каналам) связи, внешним устройствам ЭВМ, программам, томам, каталогам, файлам, записям, полям записей;

- регистрация изменений полномочий субъектов доступа и статуса объектов доступа;

- автоматический учет создаваемых защищаемых файлов с помощью их дополнительной маркировки, используемой в подсистеме управления доступом (маркировка должна отражать уровень конфиденциальности объекта);

- учет всех защищаемых носителей информации с помощью их любой маркировки;

- очистка (обнуление, обезличивание) освобождаемых областей оперативной памяти ЭВМ и внешних накопителей;

- сигнализация попыток нарушения защиты.

Подсистема обеспечения целостности:

- целостность программных средств системы защиты информации (СЗИ) НСД, а также неизменность программной среды (целостность СЗИ НСД проверяется при загрузке системы по контрольным суммам компонент СЗИ, целостность программной среды обеспечивается использованием трансляторов с языков высокого уровня и отсутствием средств модификации объектного кода программ при обработке и (или) хранении защищаемой информации);

- физическая охрана СВТ (устройств и носителей информации), предусматривающая постоянное наличие охраны территории и здания, где размещается ЭИС, с помощью технических средств охраны и специального персонала, использование строгого пропускного режима, специальное оборудование помещений ЭИС;

- назначение администратора (службы) защиты информации, ответственного за ведение, нормальное функционирование и контроль работы СЗИ НСД с предоставлением терминала и необходимых средств оперативного контроля и воздействия на безопасность ЭИС;

- периодическое тестирование всех функций СЗИ НСД с помощью специальных программных средств не реже одного раза в год;

- наличие средств восстановления СЗИ НСД, предусматривающих ведение двух копий программных средств СЗИ НСД и их периодическое обновление и контроль работоспособности;

- использование сертифицированных средств защиты.

Перечисленные требования составляют минимум, которому необходимо следовать, чтобы обеспечить конфиденциальность защищаемой информации.

«Оранжевая книга» Министерства обороны США и Руководящие документы Гостехкомиссии при Президенте РФ создавались в расчете на централизованные конфигурации, основу которых составляют большие машины. Распределенная организация современных информационных систем требует внесения существенных изменений и дополнений как в политику безопасности, так и в способы проведения ее в жизнь. Появились новые угрозы, для противодействия которым нужны новые функции и механизмы защиты. Основополагающим документом в области защиты распределенных систем стали рекомендации X.800 [ ]. В этом документе перечислены основные сервисы (функции) безопасности, характерные для распределенных систем, и роли, которые они могут играть. Кроме того, здесь указан перечень основных механизмов, с помощью которых можно реализовать эти сервисы.

10.3. Проектирование системы защиты данных в ИБ Для разработки системы защиты информации проектировщикам необходимо выполнить следующие виды работ:

- на предпроектной стадии определить особенности хранимой информации, выявить виды угроз и утечки информации и разработать ТЗ на разработку системы;

- на стадии проектирования выбрать концепцию и принципы построения системы защиты и разработать функциональную структуру системы защиты;

- выбрать механизмы – методы защиты, реализующие выбранные функции;

- разработать программное, информационное и технологическое и организационное обеспечение системы защиты;

- провести отладку разработанной системы;

- разработать пакет технологической документации;

- осуществить внедрение системы;

- проводить комплекс работ по эксплуатации и администрированию системы защиты.

Существенное значение при проектировании системы защиты информации придается предпроектному обследованию объекта. На этой стадии выполняется следующие операции:

- устанавливается наличие секретной (конфиденциальной) информации в разрабатываемой ЭИС, оценивается уровень конфиденциальности и объемы такой информации;

- определяются режимы обработки информации (диалоговый, телеобработки и режим реального времени), состав комплекса технических средств, общесистемные программные средства и т.д.;

- анализируется возможность использования имеющихся на рынке сертифицированных средств защиты информации;

- определяется степень участия персонала, специалистов и вспомогательных работников объекта автоматизации в обработке информации, характер взаимодействия между собой и со службой безопасности;

- определяется состав мероприятий по обеспечению режима секретности на стадии разработки.

На стадии проектирования выявляется все множество каналов несанкционированного доступа путем анализа технологии хранения, передачи и обработки информации, определенного порядка проведения работ, разработанной системы защиты информации и выбранной модели нарушителя.

Создание базовой системы защиты информации в ЭИС в целом и для информационной базы, в частности, должно основываться на главных принципах, сформулированных в работах [ ]: