Методы и средства аппаратной защиты информации ИС

На первом этапе развития концепций обеспечения безопасности данных преимущество отдавалось программным средствам защиты. Когда практика показала, что для обеспечения безопасности данных этого недостаточно, интенсивное развитие получили всевозможные устройства и системы. Постепенно, по мере формирования системного подхода к проблеме обеспечения безопасности данных, возникла необходимость комплексного применения методов защиты и созданных на их основе средств и механизмов защиты. Обычно на предприятиях в зависимости от объема хранимых, передаваемых и обрабатываемых конфиденциальных данных за информационную безопасность отвечают отдельные специалисты или целые отделы. Рассмотрим кратко основные методы защиты данных. Классификация методов и средств защиты данных представлена на рис. 2.

Рис. 2. Классификация методов и средств защиты данных

Управление представляет собой регулирование использования всех ресурсов системы в рамках установленного технологического цикла обработки и передачи данных, где в качестве ресурсов рассматриваются технические средства, ОС, программы, БД, элементы данных и т.п.

Препятствия физически преграждают нарушителю путь к защищаемым данным.

Маскировка представляет собой метод защиты данных путем их криптографического закрытия.

Регламентация как метод защиты заключается в разработке и реализации в процессе функционирования информационной системы комплексов мероприятий, создающих такие условия технологического цикла обработки данных, при которых минимизируется риск НСД к данным. Регламентация охватывает как структурное построение информационной системы, так и технологию обработки данных, организацию работы пользователей и персонала.

Побуждение состоит в создании такой обстановки и условий, при которых правила обращения с защищенными данными регулируются моральными и нравственными нормами.

Принуждение включает угрозу материальной, административной и уголовной ответственности за нарушение правил обращения с защищенными данными.

Отдельную группу формальных средств защиты составляют криптографические средства, которые реализованы в виде программных, аппаратных и программно-аппаратных средств защиты. Криптография связана с шифрованием и расшифровыванием конфиденциальных данных в каналах коммуникаций. Она также применяется для того, чтобы исключить возможность искажения информации или подтвердить ее происхождение. Криптографические преобразования призваны для достижения двух целей по защите информации. Во-первых, они обеспечивают недоступность ее для лиц, не имеющих ключа и, во-вторых, поддерживают с требуемой надежностью обнаружение несанкционированных искажений.

Криптографические преобразования: шифрование и кодирование. Шифрование возможно осуществить с помощью нескольких методов. Шифрование заменой (подстановка)-символы шифруемого текста заменяются другими символами (А-м, Б-л и т. д.); Шифрование методом перестановки (например, Стул можно зашифровать Тсул), шифрование с использованием ключей: если для шифрования и расшифровывания используется один ключ, то такой криптографический процесс называется симметричным. Недостаток этого процесса в том, что для передачи ключа надо использовать связь, а она должна тоже быть защищенной. Т. е. проблема повторяется. Поэтому в Интернет используют несимметричные криптографические системы, основанные на использовании не одного, а двух ключей, один открытый (Public-публичный), а другой закрытый (private-личный). Например, фирма отправляет клиенту квитанцию о том, что заказ принят к исполнению, она закодирует ее своим закрытым ключом, а клиент прочитает ее, воспользовавшись имеющимся у него публичным ключом данной фирмы.

Кодирование бывает двух типов: Смысловое по специальным таблицам и Символьное - по кодовым алфавитам.

Программно-аппаратные средства защиты информации - это сервисы безопасности, встроенные в сетевые операционные системы. К сервисам безопасности относятся: идентификация и аутентификация, управление доступом, протоколирование и аудит, криптография, экранирование.

Идентификация предназначена для того, чтобы пользователь или вычислительный процесс, действующий по команде определенного пользователя, могли идентифицировать себя путем сообщения своего имени. С помощью аутентификации вторая сторона убеждается, что пользователь, пытающийся войти в операционную систему, действительно тот, за кого себя выдает.

Логическое управление доступом обеспечивает конфиденциальность и целостность объектов путем запрещения обслуживания неавторизированных пользователей. Контроль прав доступа осуществляется посредством различных компонент программной среды - ядром сетевой операционной системы, дополнительными средствами безопасности, системой управления базами данных, посредническим программным обеспечением.

Протоколированием называется процесс сбора и накопления информации о событиях, происходящих в информационной системе предприятия. Возможные события принято делить на три группы:

- внешние события, вызванные действиями других сервисов;

- внутренние события, вызванные действиями самого сервиса;

- клиентские события, вызванные действиями пользователей и администраторов.

Аудитом называется процедура анализа накопленной в результате протоколирования информации. Этот анализ может осуществляться оперативно в реальном времени или периодически.

Экран - это средство разграничения доступа клиентов из одного сетевого множества к серверам, принадлежащим другому сетевому множеству. Функция экрана заключается в контроле всех информационных потоков между двумя множествами систем. Примерами экранов являются межсетевые экраны (бранд-мауары (firewalls)), устанавливаемые для защиты локальной сети организации, имеющей выход в открытую среду.

Метод криптографии - одно из наиболее мощных средств обеспечения конфиденциальности и контроля целостности информации. Основной нечитабельную форму ключей шифрования - расшифровки). В состав криптографической системы входят: один или нескольких алгоритмов шифрования, ключи, используемые этими алгоритмами шифрования, подсистемы управления ключами, незашифрованный и зашифрованный тексты.

При использовании метода криптографии на первом этапе к тексту, который необходимо шифровать, применяются алгоритм шифрования и ключ для получения из него зашифрованного текста. На втором этапе зашифрованный текст передается к месту назначения, где тот же самый алгоритм используется для его расшифровки.

Ключом называется число, используемое криптографическим алгоритмом для шифрования текста.

В криптографии используется два метода шифрования - симметричное и асимметричное.

При симметричном шифровании для шифрования и для расшифровки отправителем и получателем применяется один и тот же ключ, об использовании которого они договариваются заранее. Основной недостаток симметричного шифрования состоит в том, что ключ должен быть известен как отправителю, так и получателю, откуда возникает новая проблема безопасной рассылки ключей.

Существует также вариант симметричного шифрования, основанный на использовании составных ключей, когда секретный ключ делится на две части, хранящиеся отдельно. Таким образом, каждая часть сама по себе не позволяет выполнить расшифровку.

Асимметричное шифрование характеризуется тем, что при шифровании используются два ключа: первый ключ делается общедоступным (публичным) и используется для шифровки, а второй является закрытым (секретным) и используется для расшифровки. Дополнительным методом защиты шифруемых данных и проверки их целостности является цифровая подпись.

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;

- генераторы кодов, предназначенные для автоматического генерирования идентифицирующего кода устройства;

- устройства измерения индивидуальных характеристик человека (голоса, отпечатков) с целью его идентификации;

- специальные биты секретности, значение которых определяет уровень секретности информации, хранимой в ЗУ, которой принадлежат данные биты;

- схемы прерывания передачи информации в линии связи с целью периодической проверки адреса выдачи данных.

Особую и получающую наибольшее распространение группу аппаратных средств защиты составляют устройства для шифрования информации (криптографические методы).