Аппаратные средства защиты информации

Под аппаратным обеспечением средств защиты операционной системы традиционно понимается совокупность средств и методов, используемых для решения следующих задач:
-управление оперативной и виртуальной памятью компьютера;
-распределение процессорного времени между задачами в многозадачной операционной системе;
-синхронизация выполнения параллельных задач в многозадачной
операционной системе;
-обеспечение совместного доступа задач к ресурсам операционной
системы.
Перечисленные задачи в значительной степени решаются с помощью
аппаратно реализованных функций процессоров и других узлов компьютера.
Содержание проблемы защиты информации специалистами интерпретируются следующим образом. По мере развития и усложнения средств, методов и форм автоматизации процессов обработки информации повышается ее уязвимость. Основными факторами, способствующими повышению этой уязвимости, являются:
-резкое увеличение объемов информации, накапливаемой, хранимой и обрабатываемой с помощью ЭВМ и других средств автоматизации;
-сосредоточение в единых базах данных информации различного назначения и различных принадлежностей;
-резкое расширение круга пользователей, имеющих непосредственный доступ к ресурсам вычислительной системы и находящимся в ней данных;
-усложнение режимов функционирования технических средств вычислительных систем: широкое внедрение многопрограммного режима, а также режимов разделения времени и реального времени;
-автоматизация межмашинного обмена информацией, в том числе и на больших расстояниях.
В этих условиях возникает уязвимость двух видов: с одной стороны, возможность уничтожения или искажения информации (т.е. нарушение ее физической целостности), а с другой - возможность несанкционированного использования информации (т.е. опасность утечки информации ограниченного пользования). Второй вид уязвимости вызывает особую озабоченность пользователей ЭВМ.
1.Информационная безопасность.
Быстро развивающиеся компьютерные информационные технологии вносят заметные изменения в нашу жизнь. Информация стала товаром, который можно приобрести, продать, обменять. При этом стоимость информации часто в сотни раз превосходит стоимость компьютерной системы, в которой она хранится.
От степени безопасности информационных технологий в настоящее время зависит благополучие, а порой и жизнь многих людей. Такова плата за усложнение и повсеместное распространение автоматизированных систем обработки информации.
Под информационной безопасностью понимается защищенность информационной системы от случайного или преднамеренного вмешательства, наносящего ущерб владельцам или пользователям информации.
На практике важнейшими являются три аспекта информационной безопасности:
доступность (возможность за разумное время получить требуемую информационную услугу);
целостность (актуальность и непротиворечивость информации, ее защищенность от разрушения и несанкционированного изменения);
конфиденциальность (защита от несанкционированного прочтения).
Нарушения доступности, целостности и конфиденциальности информации могут быть вызваны различными опасными воздействиями на информационные компьютерные системы.[1]
Современная информационная система представляет собой сложную систему, состоящую из большого числа компонентов различной степени автономности, которые связаны между собой и обмениваются данными. Практически каждый компонент может подвергнуться внешнему воздействию или выйти из строя. Компоненты автоматизированной информационной системы можно разбить на следующие группы:
аппаратные средства - компьютеры и их составные части (процессоры, мониторы, терминалы, периферийные устройства - дисководы, принтеры, контроллеры, кабели, линии связи и т.д.);
программное обеспечение - приобретенные программы, исходные, объектные, загрузочные модули; операционные системы и системные программы (компиляторы, компоновщики и др.), утилиты, диагностические программы и т.д.;
данные - хранимые временно и постоянно, на магнитных носителях, печатные, архивы, системные журналы и т.д.;
персонал - обслуживающий персонал и пользователи.
Опасные воздействия на компьютерную информационную систему можно подразделить на случайные и преднамеренные. Анализ опыта проектирования, изготовления и эксплуатации информационных систем показывает, что информация подвергается различным случайным воздействиям на всех этапах цикла жизни системы. Причинами случайных воздействий при эксплуатации могут быть:
аварийные ситуации из-за стихийных бедствий и отключений электропитания;
отказы и сбои аппаратуры;
ошибки в программном обеспечении;
ошибки в работе персонала;
помехи в линиях связи из-за воздействий внешней среды.
Преднамеренные воздействия - это целенаправленные действия нарушителя. В качестве нарушителя могут выступать служащий, посетитель, конкурент, наемник. Действия нарушителя могут быть обусловлены разными мотивами:
недовольством служащего своей карьерой;
взяткой;
любопытством;
конкурентной борьбой;
стремлением самоутвердиться любой ценой.
Можно составить гипотетическую модель потенциального нарушителя:
квалификация нарушителя на уровне разработчика данной системы;
нарушителем может быть как постороннее лицо, так и законный пользователь системы;
нарушителю известна информация о принципах работы системы;
нарушитель выбирает наиболее слабое звено в защите.
Наиболее распространенным и многообразным видом компьютерных нарушений является несанкционированный доступ (НСД). НСД использует любую ошибку в системе защиты и возможен при нерациональном выборе средств защиты, их некорректной установке и настройке.[2]
Проведем классификацию каналов НСД, по которым можно осуществить хищение, изменение или уничтожение информации:
Через человека:
хищение носителей информации;
чтение информации с экрана или клавиатуры;
чтение информации из распечатки.
Через программу:
перехват паролей;
дешифровка зашифрованной информации;
копирование информации с носителя.
Через аппаратуру:
подключение специально разработанных аппаратных средств, обеспечивающих доступ к информации;
перехват побочных электромагнитных излучений от аппаратуры, линий связи, сетей электропитания и т.д.
· Особо следует остановиться на угрозах, которым могут подвергаться компьютерные сети. Основная особенность любой компьютерной сети состоит в том, что ее компоненты распределены в пространстве. Связь между узлами сети осуществляется физически с помощью сетевых линий и программно с помощью механизма сообщений. При этом управляющие сообщения и данные, пересылаемые между узлами сети, передаются в виде пакетов обмена. Компьютерные сети характерны тем, что против них предпринимают так называемые удаленные атаки. Нарушитель может находиться за тысячи километров от атакуемого объекта, при этом нападению может подвергаться не только конкретный компьютер, но и информация, передающаяся по сетевым каналам связи.
· Обеспечение информационной безопасности
Формирование режима информационной безопасности - проблема комплексная. Меры по ее решению можно подразделить на пять уровней:
законодательный (законы, нормативные акты, стандарты и т.п.);
морально-этический (всевозможные нормы поведения, несоблюдение которых ведет к падению престижа конкретного человека или целой организации);
административный (действия общего характера, предпринимаемые руководством организации);
физический (механические, электро- и электронно-механические препятствия на возможных путях проникновения потенциальных нарушителей);
аппаратно-программный (электронные устройства и специальные программы защиты информации).
Единая совокупность всех этих мер, направленных на противодействие угрозам безопасности с целью сведения к минимуму возможности ущерба, образуют систему защиты.
Надежная система защиты должна соответствовать следующим принципам:[3]
Стоимость средств защиты должна быть меньше, чем размеры возможного ущерба.
Каждый пользователь должен иметь минимальный набор привилегий, необходимый для работы.
Защита тем более эффективна, чем проще пользователю с ней работать.
Возможность отключения в экстренных случаях.
Специалисты, имеющие отношение к системе защиты должны полностью представлять себе принципы ее функционирования и в случае возникновения затруднительных ситуаций адекватно на них реагировать.
Под защитой должна находиться вся система обработки информации.
Разработчики системы защиты, не должны быть в числе тех, кого эта система будет контролировать.
Система защиты должна предоставлять доказательства корректности своей работы.
Лица, занимающиеся обеспечением информационной безопасности, должны нести личную ответственность.
Объекты защиты целесообразно разделять на группы так, чтобы нарушение защиты в одной из групп не влияло на безопасность других.
Надежная система защиты должна быть полностью протестирована и согласована.
Защита становится более эффективной и гибкой, если она допускает изменение своих параметров со стороны администратора.
Система защиты должна разрабатываться, исходя из предположения, что пользователи будут совершать серьезные ошибки и, вообще, имеют наихудшие намерения.
Наиболее важные и критические решения должны приниматься человеком.
Существование механизмов защиты должно быть по возможности скрыто от пользователей, работа которых находится под контролем.
2. Аппаратные средства защиты информации
К аппаратным средствам защиты относятся различные электронные, электронно-механические, электронно-оптические устройства. К настоящему времени разработано значительное число аппаратных средств различного назначения, однако наибольшее распространение получают следующие:
специальные регистры для хранения реквизитов защиты: паролей, идентифицирующих кодов, грифов или уровней секретности;
устройства измерения индивидуальных характеристик человека (голоса, отпечатков) с целью его идентификации;
устройства для шифрования информации (криптографические методы).
2.1. Аппаратные ключи защиты
Уже много лет на рынке средств защиты программ от несанкционированного тиражирования присутствуют так называемые аппаратные ключи защиты (Dongles). Разумеется, компании, продающие такие устройства, представляют их если не как панацею, то уж как надежное средство противодействия компьютерному пиратству. Но насколько серьезным препятствием могут служить аппаратные ключи?Аппаратные ключи защиты можно пытаться классифицировать по нескольким признакам.
Если рассматривать возможные типы подключения, то бывают, например, ключи на порт принтера (LPT), последовательный порт (СОМ), USB-порт и ключи, подключаемые к специальной плате, вставляемой внутрь компьютера.
Можно при сравнении ключей анализировать удобство и функциональность сопутствующего программного обеспечения. Например, для некоторых семейств аппаратных ключей разработаны автоматические протекторы, позволяющие защитить программу "за один клик", а для некоторых такие протекторы отсутствуют. Определенный интерес представляет список языков программирования, для которых разработчик ключей предоставил библиотеки и примеры. Поддержка языков (доступ к API ключа из определенной среды) нужна для того, чтобы программист смог более эффективно использовать ключ для защиты разрабатываемой программы. Важен также список аппаратных платформ и операционных систем, для которых поддерживается интерфейс с ключом. Некоторых может заинтересовать применимость ключа для сетевого лицензирования программного обеспечения.[4]
Однако все сказанное о ключах относится скорее к маркетингу, чем к защите информации. Для защиты не важно, какого цвета корпус у ключа и на каком языке можно читать документацию. А по-настоящему важно только то, что в ключе является секретным и неповторимым и способно ли это "нечто" обеспечить необходимым уровень защиты.
Поэтому в дальнейшем ключи рассматриваются исключительно как аппаратные устройства, работающие в определенных условиях и имеющие некоторую функциональность. Полезными признаются только те функции, которые невозможно реализовать чисто программными средствами и для которых не существует эффективной атаки.
Будем исходить из предположения, что у противника есть физический доступ к ключу, а основная задача заключается в том, чтобы за разумное время получить копию программы, функционирующую в отсутствие ключа точно так же, как при его наличии.
Рассматривать атаки на систему, в которой не хватает некоторых узлов необходимых для работы, особого смысла нет - если зашифровать программу и не сообщить противнику ключ шифрования, легко получить высокую стойкость и без применения аппаратных ключей. Только это уже нельзя называть защитой от копирования.
Модификация кода и эмуляция
Для того чтобы заставить программу работать так, как она работала бы с ключом, можно или внести исправления в программу, или эмулировать наличие ключа. Модификация программы, как правило, возможна лишь в тех случаях, когда ответы, полученные от ключа, просто проверяются, но не являются математически необходимыми для обеспечения работоспособности программы. Но это значит, что ключ, по большому счету, не требуется для достижения полной функциональности. Такое случается, когда программа не использует всех возможностей ключа или когда возможности ключа очень ограничены.
При эмуляции никакого воздействия на программу не происходит, т.е., например, не нарушается контрольная сумма исполняемых модулей. И полный эмулятор, если его удается построить, просто повторяет все поведение реального ключа.
Не вдаваясь очень глубоко в технические подробности, будем исходить из предположения, что у противника есть следующие возможности:

• Перехватывать все обращения к ключу;
• Протоколировать и анализировать эти обращения;
• Посылать запросы к ключу;
• Получать ответы от ключа;
• Протоколировать и анализировать эти ответы;
• Посылать ответы от имени ключа.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию