Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем

По цели воздействия на защищаемые ресурсы различают три основных типа угроз безопасности информации:

угрозы нарушения конфиденциальности информации;

угрозы нарушения целостности информации;

угрозы нарушения работоспособности системы (отказа в обслуживании).

Под конфиденциальностью информации понимается статус, предоставляемый информации и определяющий требуемую степень ее защиты. По существу конфиденциальность является свойством информации быть известной только допущенным и прошедшим проверку субъектам системы (пользователям, процессам, 100рограмммам). Для остальных субъектов системы эта информация должна быть неизвестной [1].

Целостность информации обеспечивается в случае, если данные в системе не отличаются в семантическом отношении от данных в исходных документах, т.е. если не произошло их случайного или преднамеренного искажения или разрушения [2].

Угрозы нарушения работоспособности (отказ в обслуживании) направлены на создание таких ситуаций, когда определенные действия либо снижают работоспособность АСК, либо блокируют доступ к некоторым ее ресурсам. Блокирование доступа к ресурсу может быть постоянным или временным.

В зависимости от характера воздействия нарушителя могут быть выделены активные и пассивные угрозы безопасности информации [1].

При пассивном вторжении (перехвате информации) нарушитель только наблюдает за прохождением информации в АСК, не вторгаясь ни в информационный поток, ни в содержание передаваемой информации.

При активном вторжении нарушитель стремиться изменить информацию, передаваемую в сообщении.

Реализация перечисленных классов угроз может осуществляться посредством воздействия на аппаратные средства, ПО, данные или обслуживающий персонал. В табл.1 представлены способы воздействия на перечисленные объекты, реализующие основные угрозы безопасности информации в АСК.

Таблица 1

Способы реализации основных угроз безопасности информации

Как видно из табл. 1, рассмотренные способы воздействия на аппаратные средства и программное обеспечение могут быть осуществлены только непосредственно авторизованными пользователями (должностными лицами органов управления, обслуживающим персоналом). Кроме того, воздействия на ПО и данные, могут осуществляться удаленно, используя сетевые ресурсы АСК. Исполнение угроз осуществляется посредством программных атак.

По технологии исполнения атаки могут быть классифицированы следующим образом:

подбора паролей – реализующие угрозы, направленные на нарушение или обход парольной защиты;

выполнения деструктивного кода – приводящие к несанкционированному выполнению программного кода, оказывающего деструктивные воздействия на элементы АСК;

анализа протокола – проводящие анализ информационных потоков в АСК с целью перехвата конфиденциальной информации;

сканирования – данная атака направлена на поиск уязвимости в АСК;

подмены имен пользователей или хоста – атака направлена на получение несанкционированного доступа от имени авторизованного пользователя;

отказа в обслуживании (атаки на службы сетевого оборудования, сетевые службы ОС, программы ОС) – реализуют угрозу нарушения работоспособности (вывод из строя аппаратного оборудования или программного обеспечения).

Анализ существующей статистики угроз для различных ОС показывает, что большинство из них уязвимы с точки зрения безопасности. В табл. 2 приведены статистические данные о количестве известных успешных атак в зависимости от типа используемой ОС [3].

Так как большинство атак для ОС, построенных на базе UNIX, достаточно похожи, их можно объединить в одну группу. Тоже самое можно сделать и для семейства ОС MS Windows. Таим образом, для MS Windows количество успешных атак – 230, а для UNIX – 660.

Таблица 2

Статистические данные о количестве успешных атак

Эта статистика актуальна и для АСК, рассмотренных выше, так как ОС в них являются функционально усеченная версия MS Windows NT4 и специализированная защищенная ОС МСВС 3.0, являющаяся функциональным аналогом ОС Linux.

Все подвергавшиеся анализу атаки использовали методы, позволяющие несанкционированно вмешаться в работу АСК. Данные методы в зависимости от цели атаки и характера используемых уязвимостей можно разделить на следующие группы:

1. Позволяющие несанкционированно запустить исполняемый код;

2. Позволяющие осуществить несанкционированные операции чтения/записи файловых или других объектов;

3. Позволяющие обойти установленные разграничения прав доступа;

4. Приводящие к отказу в обслуживании;

5. Использующие встроенные недокументированные возможности (ошибки и закладки);

6. Использующие недостатки системы хранения или выбора (недостаточная длина) данных об аутентификации (пароли) и позволяющие путем реверсирования, подбора или полного перебора всех вариантов получить эти данные;

7. Троянские программы;

8. Прочие.

Наибольшую угрозу представляют для Windows вторая, четвертая, шестая и седьмая группы. А для ОС Unix, первая, четвертая, седьмая и восьмая группы.

К первой группе относятся методы, основанные на переполнении буфера для входных данных (переполнение стека) и последующей передачи управления на исполняемый код, занесенный при этом в стек. Наиболее часто переполнение буфера используется для удаленного запуска исполняемого кода, но может быть использовано и в локальном контексте для увеличения своих привилегий или для получения доступа на уровне администратора сети.

Для Windows, такая атака приводит в основном к сбою прикладного или системного уровня. Для операционных систем из семейства Windows так же реальна угроза осуществления динамической подмены исполняемого кода, используя механизм пересылки сообщений между окнами исполняющихся программ и ядром ОС.

Таким образом, в обоих случаях существует возможность изменения хода выполнения прикладных программ во время работы с ними пользователей.

Литература

1. Оптимальный синтез и анализ эффективности комплексов средств защиты информации: Монография / В.Г. Кулаков и др. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2006. 137 с.

2. Методы и средства автоматизированной оценки и анализа качества функционирования программных систем защиты информации: Монография / М.А. Багаев др. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2004. 181с.

3. Гриняев С.Н. Интеллектуальное противодействие информационному оружию. – М.: Яхтсмен, 1996. 192 с.

ВВТУ ФСО РОССИИ

УДК 681.3

С.В. Хохленкова, Н.В. Герасимова, Л.Н. Никитин

современные оптические носители

Постоянно возрастающие требования к качеству записи, предоставляемому объёму, скорости передачи информации, защите от копирования предопределили появление новых форматов: Blue ray и HD-DVD

В настоящее время, когда наметился переход к телевидению высокой четкости (HDTV), проблема записи на оптические носители такого объема информации стала значительной. Ныне используемые DVD диски не соответствуют предъявляемым требованиям как в плане предоставляемого объема, скорости передачи информации, так, что немаловажно, защите дисков от копирования. Это и предопределило появление новых оптических носителей.

В настоящее время в борьбу по созданию новых носителей включились практически все гранды мирового IT-рынка, а в области технологий наметились два подхода: Blue ray и HD-DVD. Проблема заключается в том, что оба контента не совместимы с существующими CD и DVD, предполагают переход на новый технологический процесс (а следовательно – перенастройку линий), что в свою очередь приведет к значительной стоимости младших моделей носителей и средств считывания – записи. Так же немаловажным остается то, что нет однозначного ответа на вопрос, кто станет преемником DVD, так как оба формата поддерживаются большим спектром компаний производителей и киноиндустрии.

Основополагающий принцип работы оптических дисков остается неизменным еще со времен появления CD, и с выходом HD DVD и Blu-ray революции ожидать не стоит. Вообще, диски нового поколения (особенно HD DVD) унаследовали от CD и DVD очень многое, в том числе и геометрические размеры носителя для обратной совместимости. Как и в случае DVD, разработчики решили пойти по пути уменьшения длины волны лазера. Только на этот раз, в отличие от CD и DVD, стал использоваться голубой лазер вместо красного. Длина волны нового лазера составляет 405 нм (нанометров), для сравнения, у DVD – 650 нм. Именно на уменьшении этой величины зиждется большая часть прироста емкости [1].

Blue Ray.

Данный стандарт был анонсирован еще в 2002 г. компаниями Sony и Philips. По сути этот формат разрабатывался практически с нуля. Его создатели не стремились сохранить максимальную преемственность с DVD, что в итоге позволило не только повысить емкость по сравнению с HD DVD, но и достичь большей масштабируемости в будущем. Как мы уже упоминали, для работы используется синий лазер с длиной волны 405 нм. Кроме того, регистрирующий слой переместился гораздо ближе к рабочей поверхности диска: для BR-носителей этот зазор составляет 0,1 мм, тогда как у HD DVD – 0,6 мм, как и у обычного DVD. Кроме того, в BR-приводах применяется линза с увеличенной числовой апертурой, что вместе с приближением регистрирующего слоя, обеспечившим расширение угла обзора OPU накопителя, существенно повысило стабильность считывания данных с носителя, позволив повысить плотность размещения дорожек при сохранении соотношения сигнал/шум. Расстояние между треками для BD составляет 0,32 мкм, тогда как у HD DVD оно равняется 0,4 мкм. Разумеется, увеличение числовой апертуры привело к необходимости переработки механической части накопителя и, как следствие, его удорожанию. Но в то же время снизило требования к качеству самих заготовок, существенно повысив процент выхода годных дисков, что впоследствии приведет к удешевлению BR-носителей.

Однако приближение регистрирующего слоя к рабочей поверхности диска имеет и отрицательные стороны, увеличивая риск повреждения данных при механических воздействиях. Производители встали перед необходимостью использовать специальные защитные покрытия, повышающие устойчивость BR-дисков к царапинам и загрязнению. Так, механическая прочность рабочей поверхности BD в 100 раз больше, чем DVD. И, наконец, третьим следствием уменьшения защитного слоя стало увеличение масштабируемости BR-заготовок. Так, разработчики планируют в скором времени поднять число регистрирующих слоев до 8, тем самым нарастив общую емкость до 200 GB.

Также был существенно переработан и механизм защиты контента от копирования. Теперь в Blu-ray реализована поддержка AACS (Advanced Access Content System), использующая 128-битовый ключ, меняющийся через каждые 6 Kb записанных на диск данных. Кроме того, AACS включает в себя механизм MMC (Mandatory Managed Copy), позволяющий создать копию лицензионного диска для воспроизведения его с HDD домашнего медиацентра или на портативном плеере, но предотвращающий ее распространение. Для дополнительной защиты служит функция ROM-Mark, с помощью которой каждому BR-диску присваивается свой уникальный идентификатор, что препятствует созданию его нелегальных копий, так как делается это на этапе изготовления и только на сертифицированном оборудовании. В случае маловероятного, но все же взлома алгоритма шифрования в дело вступает функция BD Plus, динамически меняющая ключи шифрования, что делает невозможным создание программ, подобных DeCSS, с помощью которых, однажды раскрыв алгоритм шифрования информации, можно наладить массовое производство пиратских копий всего контента, выпущенного на данном типе носителей [2].

HD-DVD.

Главное преимущество формата в том, что для перехода с выпуска DVD на HD-DVD заводам не потребуется переоборудовать производственные линии. Оба диска состоят из двух склеенных оснований толщиной 0.6 мм. Именно поэтому современные производственные возможности на этой стадии могут быть модифицированы для эффективного производства HD DVD дисков. Модификация производственных возможностей DVD дисков означает, что нет необходимости инвестировать в дополнительное оборудование для перевода существующих линий с производства DVD на производство HD DVD. Технологический процесс включает в себя такие операции как: литье под давлением, охлаждение, нанесение записывающего слоя, центрифугирование, сушка, металлизация, УФ-закрепление, склейка [3].

По большому счету, отличия между DVD и HD-DVD можно сосчитать по пальцам. С уменьшением длины волны лазера у HD-DVD относительно DVD зазор между дорожками уменьшился до 400 нм (у Blu-ray – 320 нм) и минимальная длина пита до 204 нм. Однако если сравнить это с характеристиками Blu-ray, то сразу становится понятно, почему последний выигрывает по вместительности. Емкость однослойного HD-DVD диска равняется строго 15 Гб, также предусмотрены многослойные диски объемом 30 Гб и 45 Гб. При этом скорость записи и чтения одинакова с Blu-ray – 36 Мбит/с для 1х, и 72 Мбит/с для 2х. Для защиты в HD-DVD на смену CSS придет AACS (Advanced Access Content System), который будет основываться на присвоении каждому приводу уникального ключа и дальнейшем занесении их в черный список после нелегальных операций [1].

Не смотря на столь значимые достоинства обоих контентов, для обычных пользователей помимо дороговизны младших моделей BD и HD-DVD, стоит проблема выбора их средств чтения-записи (не каждый может себе позволить покупку двух приводов).

Компанией Ricoh разработано устройство, способное считывать и записывать информацию на диски Blue ray, HD-DVD, DVD, CD. Аппарат представляет собой круглую пластину диаметром 3,5 мм и толщиной 1 мм с особой поверхностью, выполняющей функцию дифракционной решетки. Пластина помещается между лазерами и линзами и позволяет получить оптимальный угол падения светового луча на линзы. При этом свет фокусируется так, как это необходимо для каждого формата диска [4].

Очевидно, что будущее в области оптических дисков лежит за одним из показанных контентов. Кто им станет, покажет ближайшее будущее. Причем значительную роль сыграют как всегда компании киноиндустрии. Но, как известно, тех. прогресс не стоит на месте, поэтому времени, необходимого на разработки и стандартизацию, может быть достаточным для появления какой-то новой технологии, способной затмить все достоинства BD и HD-DVD.

Так, например, компания Iomega в мае этого года запатентовала технологию оптических дисков Articulated Optical Digital Versatile Disc (AO-DVD), которые теоретически способны хранить вплоть до 800 Гб информации. Подобная фантастическая плотность записи достигается благодаря использованию нано-технологий, а также путем того, что различные участки диска будут иметь разную степень наклона. При этом обещается повышение скорости считывания примерно в 30 раз по сравнению с DVD. К сожалению, производство такого устройства пока не возможно из-за отсутствия лазера с требуемой длиной волны, однако в скором времени ситуация может измениться [1].

Литература

1. Материалы сайта http://www.xakep.ru

2. Материалы сайта http://itc.ua

3. Материалы сайта http://hdfilms.ru

4. Материалы сайта http://www.cnews.ru/

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.3

К.Н. Бирюков

СИНТЕЗ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ ЗАЩИТЫ

ИНФОРМАЦИИ

Рассмотрены основные принципы и этапы синтеза программных систем защиты информации в автоматизированных системах

При разработке систем защиты информации в автоматизированных системах (АС) синтез программных систем защиты информации (ПСЗИ) является одной из основных задач проектирования данной системы. Синтез проектных решений по созданию ПСЗИ - основа их проектирования, от того, насколько успешно выполнены процедуры синтеза, в определяющей мере зависят потребительские свойства будущей ПСЗИ. При синтезе ПСЗИ необходимо соблюдать следующие основные принципы проектирования систем, в которых отражаются особенности их построения:

Принцип параллельного проектирования ПСЗИ совместно с разработкой самой защищаемой АС, начиная с формулировки общего замысла её построения, и на всех основных этапах. Невыполнение этого принципа может привести к низкой эффективности защиты, отвлечению дополнительных ресурсов и увеличению затрат на обеспечение информационной безопасности (ИБ).

Разработка ПСЗИ должно осуществляться специалистами такого же уровня, что и самой АС. Кроме того, необходимо привлекать к созданию ПСЗИ специалистов широкого профиля, обеспечивающих комплексное решение вопросов защиты информации (ЗИ).

Обеспечение простоты ПСЗИ, т.е. она должна с минимальной избыточностью удовлетворять требованиям по необходимой эффективности, что повышает ее надежность, экономичность, уменьшает влияние на временные характеристики АС.

Удобство обращения с ПСЗИ, "прозрачность" для пользователя АС.

Отдельным требованием является обеспечение конфиденциальности документов и информации, регламентирующих построение ПСЗИ.

Постановки и методы решения задач синтеза в связи с трудностями формализации не достигли степени обобщения и детализации, свойственной математическому обеспечению процедур анализа. Достигнутая степень обобщения выражается в установлении типичной последовательности действий и используемых видов описаний.

В общем случае, синтез ПСЗИ включает следующие основные этапы:

формирование и анализ исходных данных (назначение, структура, характеристики, состав программного обеспечения (ПО), виды и ценность информации в АС и т.д.), выработка требований к ПСЗИ, формирование набора показателей ее эффективности и установление их граничных значений, обеспечивающих минимально допустимый уровень ИБ;

выявление и анализ всех возможных каналов утечки и несанкционированного доступа (НСД) к информации в АС, определение соответствующего перечня угроз информации, формирование моделей информационных угроз;

выбор содержательной модели поведения потенциальных нарушителей, определение конкретного подмножества из всех выявленных каналов НСД и утечки информации, потенциально возможных каналов для использования нарушителями определенного класса;

формирование структуры ПСЗИ в АС, выбор программных средств защиты информации (определение требований на вновь создаваемые средства в случае отсутствия готовых) и их комплексирование в рамках ПСЗИ таким образом, чтобы перекрыть все заданные каналы утечки и НСД;