Телеграфные службы, сети и службы ПД - часть 22

ности этой системы. План действий в чрезвычайной ситуации

разрабатывается на основе результатов анализа рисков.

Средства обеспечения информационной безопасности можно

условно разделить на следующие группы:

—системы контроля доступа (управляют правами доступа

пользователей, регистрируют обращения к защищаемым дан

ным, осуществляют аутентификацию пользователей и сетевых

систем);

—системы шифрования информации (кодируют данные,

хранящиеся на локальных дисках пользователей и передавае

мые по телекоммуникационным каналам);-

—.системы электронно-цифровой подписи (обеспечивают

аутентификацию получаемой информации и контроль ее цело

стности) ;

— системы антивирусной защиты  (контролируют состо

яние  памяти вычислительных  систем,  предотвращают  зара

жение файлов на локальных и сетевых дисках, а также распро

странение вирусов по сети);

— системы  защиты  firewall   (осуществляют авторизацию

входящего и исходящего трафика между локальной компьютер

ной сетью и Internet);

— системы резервного хранения и восстановления инфор

мации (обеспечивают запись информации на резервные но

сители  и,   в  случае   необходимости,   ее   восстановление   на

жестких дисках компьютеров предприятия).

В   заключение   необходимо   отметить,   что   само   по   себе

наличие даже самых совершенных планов обеспечения инфор-

мационной безопасности не может служить гарантией безопас-

ности данных и надежности работы информационной инфра-

структуры. Залогом эффективной работы информационной ин-

фраструктуры  и системы  безопасности  являются  постоянный

контроль  за выполнением  всех требований политики инфор-

мационной безопасности, взаимодействие всех ответственных

лиц, обучение специалистов и пользователей тому, как нужно

действовать в чрезвычайной ситуации.

17.3. Технические аспекты 
информационной безопасности

Криптографические методы и средства защиты. Методы крипто-

графии   (шифрования)   позволяют   решить   комплекс   проблем,

связанных с защитой информации. Они направлены на обес-

печение   скрытия   информации,   содержащейся   в   сообщении.

Кроме того, они используются в аутентификации пользовате-

лей   и   обеспечении   подлинности   принимаемых   сообщений.

Исходное   сообщение,   над   которым   производится   операция

шифрования, называется открытым текстом, а результат шиф-

рования — шифротекстом, или криптограммой.

В криптографии обычно рассматриваются два типа крип-

тографических   алгоритмов   [5—8].   Это   классические   крипто-

графические алгоритмы, основанные на использовании секрет-

ных ключей и новые криптографические алгоритмы с откры-

тым ключом, основанные на использовании ключей двух ти-

пов:   секретного   (закрытого)   и   открытого,   так   называемые

двухключевые алгоритмы.

В классической криптографии ("криптографии с секретным

ключом" или "одноключевой криптографии") применяется только

одна единица секретной информации — ключ, знание которого

позволяет отправителю зашифровать информацию (текстовое,

графическое   или   речевое   сообщение),   а   получателю   —   рас-

шифровать.   К   наиболее   известным   стандартам   на   засекре-

чивание данных относится стандарт цифровой криптографии

(DES  —  Digital  Encryption  Standart), принятый в США. Этот

стандарт,   в   частности,   определяет   размер  блока  исходного

текста в 64 бита и размер ключа 56 бит [5]. Качество алгоритма

DES  считается   достаточно   хорошим,   так   как   с   момента

опубликования стандарта в 1974 г. не известен ни один случай

расшифровки шифрограмм без знания ключа.

Классические (одноключевые) системы шифрования требу-

ют для передачи ключа получателю информации "защищенного

канала", и если число взаимодействующих абонентов велико,

то проблема обмена ключами становится весьма затруднитель-

ной Действительно, в сети с N абонентами имеется N (N - 1) /2 пар

абонентов, каждая из которых требует свой ключ шифрования.

Таким образом, в сети с числом абонентов N = 10 000 потребу-

ется  5 •  10

7

  ключей,  что  создает  серьезную проблему  по их

распределению   между   абонентами.   В  соответствии   с  этим   в

последнее   время   широко   распространились   методы   шифро-

вания,   базирующиеся   на   двухключевой   системе   шифрования

(ДКСШ). В рекомендациях МСЭ Х.200, Х.400, Х.509 ДКСШ

предлагается как основной метод шифрования.

Использование ДКСШ технологии открытых ключей сни-

мает   сложную   проблему,   возникающую   в   большой   сети   при

распространении и хранении огромного числа секретных паро-

лей. Особенность технологии состоит в том, что одновременно

генерируется   уникальная   пара   ключей,   при   этом   текст,   за-

шифрованный одним из них, может быть расшифрован только

с использованием второго ключа, и наоборот. Каждый пользо-

ватель генерирует пару ключей, оставляет один закрытый у

себя   и   никому   никогда   не   передает,   а   второй   открытый

передает тем, с кем ему необходима защищенная связь. Если

этот   пользователь   хочет   аутентифицировать   себя   (поставить

электронную подпись), то он шифрует текст своим закрытым

ключом и передает этот текст своим корреспондентам. Если

им удастся расшифровать текст открытым ключом этого поль-

зователя, то становится ясно, что тот, кто его зашифровал,

имеет   в   своем   распоряжении   парный   закрытый   ключ.   Если

пользователь   хочет   получать   секретные   сообщения,   то   его

корреспонденты   зашифровывают   их   с   помощью   открытого

ключа этого пользователя. Расшифровать эти сообщения мо-

жет  только сам  пользователь  с помощью своего закрытого

ключа. При необходимости взаимной аутентификации и дву-

направленного   обмена   секретными   сообщениями   каждая   из

общающихся  сторон  генерирует  собственную  пару  ключей  и

посылает открытый ключ своему корреспонденту.

Хотя информация об открытом ключе не является секрет-

ной, ее нужно защищать от подлогов, чтобы злоумышленник

под именем легального пользователя не навязал свой открытый

ключ, после чего с помощью своего закрытого ключа он может

расшифровывать все сообщения, посылаемые легальному поль-

зователю, и отправлять свои сообщения от его имени.

Методы и средства аутентификации пользователей и сооб-

щения. Обеспечение подлинности взаимодействующих пользо-

вателей и сообщения (его целостности) в телекоммуника-

ционных   системах   состоит   в   том,   чтобы   дать   возможность

санкционированному терминалу — приемнику с определенной

вероятностью гарантировать:

а) что  принятое  им  сообщение  действительно  послано

конкретным терминалом — передатчиком;

б) что оно не является повтором уже принятого сообщения

(вставкой);

в) что информация, содержащаяся в этом сообщении, не

заменена и не искажена.

Решение этих задач для удобства рассмотрения последнего

материала объединим одним термином — аутентификация.

К   настоящему   времени   разработано   множество   методов

аутентификации, включая различные схемы паролей, использо-

вание признаков и ключей, а также физических характеристик

(например, отпечатки  пальцев  и образцы   голоса). За исклю-

чением использования ключей шифрования для целей  аутен-

тификации, все эти методы в условиях телекоммуникационной

системы   связи   в   конечном   счете   сводятся   к   передаче   иден-

тификационной   информации   (например,   избыточных   симво-

лов)   терминалу-приемнику,   выполняющему   аутентификацию.

Поэтому механизм аутентификации зависит от методов защиты

информации,   предотвращающих   раскрытие   информации   для

аутентификации и обеспечивающих подлинность, целостность

и упорядоченность сообщений.

Существует   несколько   возможных   подходов   к   решению

задачи аутентификации, которые в зависимости от используе-

мой при этом системы шифрования могут быть разделены на

две группы:

1) аутентификация с одноключевой системой шифрования;

2) аутентификация с двухключевой системой шифрования.

При этом под "используемой системой шифрования" будем

понимать наличие в телекоммуникационной системе подсисте-

мы формирования и распределения ключей шифрования, обес-

печивающей пользователей (передатчик и приемник) соответ-

ствующими ключами шифрования и организующей контроль

за хранением и порядком их использования.

Не   рассматривая   подробно   способы   аутентификации   в

условиях использования одноключевой системы шифрования,

которые описаны в [1], отметим, что в этой системе приемник,

передатчик и служба формирования и распределения ключей

должны доверять друг другу. Это неизбежное требование, так

как в данном случае приемник и передатчик владеют одними

и теми же ключами шифрования и расшифрования и, следова-

тельно, каждый будет иметь возможность делать все, что может

делать другой.

В военной и дипломатической связи такие предположения

в основном верны. В коммерческом мире необходимо учиты-

вать возможность обмана пользователей друг друга. Кроме

того,   абоненты   системы   могут   не   доверять   администрации

службы формирования и распределения ключей шифрования.

В связи с этим возникает необходимость решения проблемы

защиты от следующих угроз:

— передатчик посылает сообщение  приемнику, а затем

отрицает факт отправления сообщения;

— приемник, приняв сообщение от передатчика, искажает

его,   а  впоследствии  утверждает,   что  такое   сообщение   он

получил от передатчика;

— приемник формирует ложное сообщение, обвиняя впос

ледствии в этом передатчик.

Одним   из   перспективных   направлений   развития   средств

защиты   информации   от   рассматриваемых   угроз,   достаточно

прочно   утвердившимся  в  Рекомендациях  МСЭ  (Х.400, Х.509,

Х.800),   считается   использование   способов   защиты,   базирую-

щихся на двухключевой системе шифрования. Основным дово-

дом   "за"   использование   указанной   системы   является   то,   что

секретные ключи шифрования в этой системе формируются и

хранятся лично пользователем, что, во-первых, органично со-

ответствует пользовательскому восприятию своих собственных

требований   к   формированию   ключа   шифрования   и   снимает

проблему организации оперативной смены ключа шифрования

вплоть до оптимальной: каждому сообщению новый ключ.

Разделение   (на   основе   формирования   ключей)   процедур

шифрования дает возможность абонентам системы связи запи-

сывать свои открытые ключи в периодически издаваемый (как

один из возможных вариантов распределения открытых клю-

чей) службой безопасности системы справочник. В результате

вышеуказанные   проблемы   могут   быть   решены   при   помощи

следующих простых протоколов:

1) один абонент может послать секретное сообщение дру

гому,  шифруя  сообщение  с  помощью  выбранного  в  спра

вочнике открытого ключа абонента получателя. Тогда только

обладатель соответствующего секретного ключа сможет пра

вильно расшифровать полученное зашифрованное сообщение;

2) передающий абонент (передатчик) может зашифровать

сообщение на своем секретном ключе. Тогда любой приемный

абонент, имеющий доступ к открытому ключу передающего

абонента (передатчика), может расшифровать полученное за

шифрованное   сообщение  и  убедиться,   что  это   сообщение

действительно было зашифровано тем передающим абонентом,

который указан в идентификаторе адреса передатчика.

Основная доля практически используемых способов ауте-

тификации с двухключевой системой шифрования относится к

способам аутентификации пользователя и сообщения [1].

В качестве примера рассмотрим аутентификацию пользова-

телей на основе сертификатов.

Аутентификация на основе сертификатов  —  альтернатива

использованию паролей и представляется естественным реше-

нием, когда число пользователей сети (пусть и потенциальных)

измеряется   миллионами.   В   таких   условиях   процедура   пред-

варительной   регистрации   пользователей,   связанная   с   назна-

чением   и   хранением   их   паролей,   становится   крайне   обре-

менительной, опасной, а иногда и просто нереализуемой.

Аутентификация   пользователя   на   основе   сертификатов

происходит   примерно   так   же,   как   при   пропуске   людей   на

территорию большого предприятия. Вахтер разрешает проход

на   основании   документа,   который   содержит   фотографию   и

подпись   данного   сотрудника,   удостоверенные   печатью   пред-

приятия   и   подписью   лица,   выдавшего   его.   Сертификат   —

аналог   этого   документа   и   выдается   по   запросам   сертифи-

цирующими   организациями   при   выполнении   определенных

условий. Он представляет собой электронную форму, в кото-

рой   имеются   такие   поля,   как   имя   владельца,   наименование

организации, выдавшей сертификат, открытый ключ владельца.

Кроме   того,   сертификат   содержит   электронную   подпись   вы-

давшей   организации   —   все   поля   сертификата   зашифрованы

закрытым   ключом   этой   организации.   Использование   серти-

фикатов основано на предположении, что сертифицирующих

организаций немного и их открытые ключи могут быть обна-

родованы каким-либо способом, например с помощью тех же

публикаций в журналах.

Когда   нужно   удостоверить   личность   пользователя,   он

предъявляет свой сертификат в двух формах — открытой, т. е.

такой,   в   которой   он   получил   его   в   сертифицирующей   орга-

низации,   и   закрытой,   зашифрованной   с   применением   собст-

венного   закрытого   ключа.   Сторона,   проводящая   аутентифи-

кацию, берет из открытого сертификата открытый ключ поль-

зователя   и   с   его   помощью   расшифровывает   закрытый   сер-

тификат.   Совпадение   результата   с   данными   открытого   сер-

тификата   подтверждает   тот   факт,   что   предъявитель   действи-

тельно   является   владельцем   закрытого   ключа,   парного   с   ука-

занным открытым.

Затем   с   помощью   известного   открытого   ключа   выдавшей

сертификат организацией производится расшифровка подписи

этой организации в сертификате. Если в результате получается

тот же сертификат — значит пользователь действительно про-

шел регистрацию в этой сертифицирующей организации, явля-

ется   тем,   за   кого   себя   выдает,   и   указанный   в   сертификате

открытый ключ действительно принадлежит ему.

Сертификаты   можно   использовать   не   только   для   аутен-

тификации,   но   и   для   предоставления   избирательных   прав

доступа. Для этого в сертификат могут вводиться дополнитель-

ные поля, в которых указывается принадлежность его владель-

ца   к   той   или   иной   категории   пользователей.   Эта   категория

зависит от условий, на которых сертифицирующая организация

выдает   сертификат.   Например,   организация,   поставляющая

информацию   через  Internet  на   коммерческой   основе,   может

выдавать   пользователям,   оплатившим   годовую   подписку   на

некоторый бюллетень, сертификаты определенной категории, а

Web-сервер   будет   предоставлять   доступ   к   страницам   этого

бюллетеня только при предъявлении данного сертификата.

При использовании сертификатов отпадает необходимость

хранить   на   серверах   корпораций   списки   пользователей   с   их

паролями, вместо этого достаточно иметь на сервере список

имен   и   открытых   ключей   сертифицирующих   организаций.

Может   также   понадобиться   механизм   отображения   категорий

владельцев сертификатов на традиционные группы пользовате-

лей,   чтобы   можно   было   использовать   в   неизменном   виде

механизмы  управления   избирательным  доступом   большинства

операционных систем и приложений.

Механизм   получения   пользователем   сертификата   хорошо

автоматизируется   в  системе   клиент-сервер.  Рассмотрим   при-

мер, в котором браузер выполняет роль клиента, а специаль-

ный сервер сертификатов, установленный в сертифицирующей

организации, — роль сервера. Браузер вырабатывает для поль-

зователя   пару   ключей,   оставляет   закрытый   ключ   у   себя   и

передает  частично   заполненную   форму  сертификата   серверу.

Для того чтобы еще неподписанный  сертификат  нельзя было

подменить при передаче  по сети,  браузер  зашифровывает его

закрытым ключом. Сервер сертификатов подписывает получен-

ный сертификат, фиксирует в своей базе данных и возвращает

его   владельцу   каким-либо   способом.   Очевидно,   что   все   воз-

можные   случаи   предусмотреть   и   автоматизировать   нельзя   —

иногда бывает нужна неформальная процедура подтверждения

пользователем   своей   личности   и   права   на   получение   сер-

тификата.

Эта   процедура   требует   участия   оператора   сервера   сер-

тификатов   и осуществляется,  например,   путем  доказательства

пользователем оплаты услуги или его принадлежности к какой-

либо организации. После получения сертификата браузер хра-

нит   его   вместе   с   закрытым   ключом   и   использует   при   аутен-

тификации на тех серверах, которые поддерживают этот процесс.

В   заключение   заметим,   что   как   в   одноключевой,   так   и

двухключевой системах шифрования могут быть использованы

алгоритмы  избыточного  кодирования с последующим  обнару-

жением   или   исправлением   ошибок   при   декодировании.   Это

позволяет   ослабить   последствия   воздействия   злоумышленни-

ком на передаваемое сообщение. Так, применение алгоритмов

декодирования   с   обнаружением   ошибок   позволяет   эффектно

обнаруживать   факты   преднамеренного   или   случайного   иска-

жения, а алгоритмов декодирования с исправлением ошибок с

достаточно большой вероятностью ликвидировать без переко-

сов   последствия   воздействия.   Эти   меры,   как   и   нумерация

передаваемых   сообщений,   направлены   на   обеспечение   цело-

стности сообщения. Напомним, что с нумерацией сообщений

мы уже встречались в гл. 12 при рассмотрении систем с