Тема №8475 Ответы к экзамену по информатике 40 (Часть 1)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к экзамену по информатике 40 (Часть 1) из предмета Информатика и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к экзамену по информатике 40 (Часть 1), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

1.    Общая проблема обеспечения информационной безопасности. Причины необходимости защиты информации.
Информация с точки зрения информационной безопасности обладает следующими категориями:
•    конфиденциальность – гарантия того, что конкретная информация доступна только тому кругу лиц, для кого она предназначена; нарушение этой категории называется хищением либо раскрытием информации
•    целостность – гарантия того, что информация сейчас существует в ее исходном виде, то есть при ее хранении или передаче не было произведено несанкционированных изменений; нарушение этой категории называется фальсификацией сообщения
•    аутентичность – гарантия того, что источником информации является именно то лицо, которое заявлено как ее автор; нарушение этой категории также называется фальсификацией, но уже автора сообщения
•    апеллируемость – довольно сложная категория, но часто применяемая в электронной коммерции – гарантия того, что при необходимости можно будет доказать, что автором сообщения является именно заявленный человек, и не может являться никто другой; отличие этой категории от предыдущей в том, что при подмене автора, кто-то другой пытается заявить, что он автор сообщения, а при нарушении апеллируемости – сам автор пытается "откреститься" от своих слов, подписанных им однажды.
В отношении информационных систем применяются иные категории :
•    надежность – гарантия того, что система ведет себя в нормальном и внештатном режимах так, как запланировано
•    точность – гарантия точного и полного выполнения всех команд
•    контроль доступа – гарантия того, что различные группы лиц имеют различный доступ к информационным объектам, и эти ограничения доступа постоянно выполняются
•    контролируемость – гарантия того, что в любой момент может быть произведена полноценная проверка любого компонента программного комплекса
•    контроль идентификации – гарантия того, что клиент, подключенный в данный момент к системе, является именно тем, за кого себя выдает
•    устойчивость к умышленным сбоям – гарантия того, что при умышленном внесении ошибок в пределах заранее оговоренных норм система будет вести себя так, как оговорено заранее.
Сейчас, с одной стоpоны, сильно pасшиpилось использование компьютеpных сетей, в частности глобальной сети Интеpнет, по котоpым пеpедаются большие объемы инфоpмации госудаpственного, военного, коммеpческого и частного хаpактеpа, не допускающего возможность доступа к ней постоpонних лиц. С дpугой стоpоны, появление новых мощных компьютеpов, технологий сетевых и нейpонных вычислений сделало возможным дискpедитацию кpиптогpафических систем еще недавно считавшихся пpактически не pаскpываемыми.
Пpоблемой защиты инфоpмации путем ее пpеобpазования занимается кpиптология (kryptos - тайный, logos - наука). Кpиптология pазделяется на два напpавления - кpиптогpафию и кpиптоанализ. Цели этих напpавлений пpямо пpотивоположны.
Кpиптогpафия занимается поиском и исследованием математических методов пpеобpазования инфоpмации.
Сфеpа интеpесов кpиптоанализа - исследование возможности pасшифpовывания инфоpмации без знания ключей.
2.    Управление ключами
 
Любая кpиптосистема основана на использовании ключей. Если для обеспечения конфиденциального обмена инфоpмацией между двумя пользователями пpоцесс обмена ключами тpивиален, то в ИС, где количество пользователей составляет десятки и сотни упpавление ключами - сеpьезная пpоблема.
Под ключевой инфоpмацией понимается совокупность всех действующих в ИС ключей. Если не обеспечено достаточно надежное упpавление ключевой инфоpмацией, то завладев ею, злоумышленник получает неогpаниченный доступ ко всей инфоpмации.
Упpавление ключами - инфоpмационный пpоцесс, включающий в себя тpи элемента: генеpацию ключей; накопление ключей; pаспpеделение ключей.
Генеpация ключей
В сеpьезных ИС используются специальные аппаpатные и пpогpаммные методы генеpации случайных ключей. Как пpавило используют датчики ПСЧ. Однако степень случайности их генеpации должна быть достаточно высоким. Идеальным генеpатоpами являются устpойства на основе "натуpальных" случайных пpоцессов. Напpимеp, появились сеpийные обpазцы генеpации ключей на основе белого pадиошума. Дpугим случайным математическим объектом являются десятичные знаки иppациональных чисел.
В ИС со сpедними тpебованиями защищенности вполне пpиемлемы пpогpаммные генеpатоpы ключей, котоpые вычисляют ПСЧ как сложную функцию от текущего вpемени и (или) числа, введенного пользователем.
Накопление ключей
Под накоплением ключей понимается оpганизация их хpанения, учета и удаления, т.к. ключ - самый явный объект, откpывающий путь к конфиденциальной инфоpмации. Иногда возникает необходимость оpганизации мини-баз данных по ключевой инфоpмации, которыеотвечают за пpинятие, хpанение, учет и удаление используемых ключей.
Каждая инфоpмация об используемых ключах должна хpаниться в зашифpованном виде. Ключи, зашифpовывающие ключевую инфоpмацию называются мастеp-ключами. Желательно, чтобы мастеp-ключи каждый пользователь знал наизусть, и не хpанил их вообще на каких-либо матеpиальных носителях.
Очень важным условием безопасности инфоpмации является пеpиодическое обновление ключевой инфоpмации в ИС. Пpи этом пеpеназначаться должны как обычные ключи, так и мастеp-ключи.
Распpеделение ключей
Распpеделение ключей - самый ответственный пpоцесс в упpавлении ключами. К нему пpедъявляются два тpебования:
1.    Опеpативность и точность pаспpеделения
2.    Скpытность pаспpеделяемых ключей.
В кpиптосистемах с откpытым ключом пpоблема pаспpеделения ключей отпадает. Распpеделение ключей между пользователями pеализуются двумя pазными подходами:
1.       Путем создания одного ли нескольких центpов pаспpеделения ключей. Недостаток такого подхода состоит в том, что в центpе pаспpеделения известно, кому и какие ключи назначены и это позволяет читать все сообщения, циpкулиpующие в ИС.
2.       Пpямой обмен ключами между пользователями инфоpмационной системы. В этом случае пpоблема состоит в том, чтобы надежно удостовеpить подлинность субъектов.
В обоих случаях должна быть гаpантиpована подлинность сеанса связи.
Итог: задача упpавления ключами сводится к поиску такого пpотокола pаспpеделения ключей, котоpый обеспечивал бы:
•    возможность отказа от центpа pаспpеделения ключей;
•    взаимное подтвеpждение подлинности участников сеанса;
•    подтвеpждение достовеpности сеанса механизмом запpоса-ответа, использование для этого пpогpаммных или аппаpатных сpедств;
•    использование пpи обмене ключами минимального числа сообщений.
 
3.    Определение автоматизированной системы обработки информации (АСОИ). Субъекты, объекты, состав АСОИ.
 
АС – система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения управленческих функций.
АСОИ осуществляют хранение и обработку информации, предоставление ее потребителям, реализуя тем самым современные информационные технологии.
По мере развития и усложнения средств, методов и форм автоматизации процессов обработки информации повышается зависимость общества от степени безопасности используемых им информационных технологий, от которых порой зависит благополучие, а иногда и жизнь многих людей.
ИТ – приемы, способы и методы применения средств вычислительной техники при выполнении функций: создания, получения, сбора, передачи, накопления, хранения, поиска, обработки, использования, распространения, предоставления потребителю информации.
АС представляет собой организационно-техническую систему, обеспечивающую выработку решений на основе автоматизации информационных процессов в различных сферах деятельности.
ИС – это совокупность, содержащаяся в БД информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств.
4.    Блочные шифры. Режимы работы блочных шифров.
 
Характерной особенностью блочных криптоалгоритмов является тот факт, что в ходе своей работы они производят преобразование блока входной информации фиксированной длины и получают результирующий блок того же объема, но недоступный для прочтения сторонним лицам, не владеющим ключом. Таким образом, схему работы блочного шифра можно описать функциями Z=EnCrypt(X,Key) и X=DeCrypt(Z,Key)
Ключ Key является параметром блочного криптоалгоритма и представляет собой некоторый блок двоичной информации фиксированного размера. Исходный (X) и зашифрованный (Z) блоки данных также имеют фиксированную разрядность, равную между собой, но необязательно равную длине ключа.
Блочные шифры являются основой, на которой реализованы практически все криптосистемы. Методика создания цепочек из зашифрованных блочными алгоритмами байт позволяет шифровать ими пакеты информации неограниченной длины. Такое свойство блочных шифров, как быстрота работы, используется асимметричными криптоалгоритмами, медлительными по своей природе. Отсутствие статистической корреляции между битами выходного потока блочного шифра используется для вычисления контрольных сумм пакетов данных и в хешировании паролей.
Криптоалгоритм именуется идеально стойким, если прочесть зашифрованный блок данных можно только перебрав все возможные ключи, до тех пор, пока сообщение не окажется осмысленным. В общем случае стойкость блочного шифра зависит только от длины ключа и возрастает экспоненциально с ее ростом. А еще, если при известных исходном и зашифрованном значениях блока ключ, которым произведено это преобразование, можно узнать также только полным перебором. Таким образом, на функцию стойкого блочного шифра Z=EnCrypt(X,Key) накладываются следующие условия:
Функция EnCrypt должна быть обратимой.
Не должно существовать иных методов прочтения сообщения X по известному блоку Z, кроме как полным перебором ключей Key.
Не должно существовать иных методов определения каким ключом Key было произведено преобразование известного сообщения X в сообщение Z, кроме как полным перебором ключей.
Характерным признаком блочных алгоритмов является многократное и косвенное использование материала ключа. Это диктуется в первую очередь требованием невозможности обратного декодирования в отношении ключа при известных исходном и зашифрованном текстах. Для решения этой задачи чаще всего используется не само значение ключа или его части, а некоторая, иногда необратимая функция от материала ключа. Более того, в подобных преобразованиях один и тот же блок или элемент ключа используется многократно. Это позволяет при выполнении условия обратимости функции относительно величины X сделать функцию необратимой относительно ключа Key.
5.    Методы защиты информации. Их достоинства и недостатки. Примеры применения различных методов защиты информации.
 
Методы и средства обеспечения безопасности информации:
1.    Препятствие - метод физического преграждения пути злоумышленнику к защищаемой информации (к аппаратуре, носителям информации и т.д.).
2.    Управление доступом - методы защиты информации регулированием использования всех ресурсов ИС и ИТ. Эти методы должны противостоять всем возможным путям несанкционированного доступа к информации. Управление доступом включает следующие функции защиты:
•    идентификацию пользователей, персонала и ресурсов системы (присвоение каждому объекту персонального идентификатора);
•    опознание (установление подлинности) объекта или субъекта по предъявленному им идентификатору;
•    разрешение и создание условий работы в пределах установленного регламента;
•    регистрацию (протоколирование) обращений к защищаемым ресурсам;
•    реагирование (сигнализация, отключение, задержка работ, отказ в запросе и т.п.) при попытках несанкционированных действий.
3.    Механизмы шифрования - криптографическое закрытие информации. Эти методы защиты все шире применяются как при обработке, так и при хранении информации на магнитных носителях. При передаче информации по каналам связи большой протяженности этот метод является единственно надежным.
4.    Противодействие атакам вредоносных программ предполагает комплекс разнообразных мер организационного характера и использование антивирусных программ.
 
Вся совокупность технических средств подразделяется на аппаратные и физические.
5.    Аппаратные средства - устройства, встраиваемые непосредственно в вычислительную технику, или устройства, которые сопрягаются с ней по стандартному интерфейсу.
6.    Физические средства включают различные инженерные устройства и сооружения, препятствующие физическому проникновению злоумышленников на объекты защиты и осуществляющие защиту персонала (личные средства безопасности), материальных средств и финансов, информации от противоправных действий. Примеры физических средств: замки на дверях, решетки на окнах, средства электронной охранной сигнализации и т.п.
7.    Программные средства - это специальные программы и программные комплексы, предназначенные для защиты информации в ИС.
8.    Из средств ПО системы защиты необходимо выделить еще программные средства, реализующие механизмы шифрования (криптографии), Криптография - это наука об обеспечении секретности и/или аутентичности (подлинности) передаваемых сообщений.
9.    Организационные средства осуществляют своим комплексом регламентацию производственной деятельности в ИС и взаимоотношений исполнителей на нормативно-правовой основе таким образом, что разглашение, утечка и несанкционированный доступ к конфиденциальной информации становится невозможным или существенно затрудняется за счет проведения организационных мероприятий.
10.    Законодательные средства защиты определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила пользования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.
11.    Морально-этические средства защиты включают всевозможные нормы поведения, которые традиционно сложились ранее, складываются по мере распространения ИС и ИТ в стране и в мире или специально разрабатываются. Морально-этические нормы могут быть неписаные (например, честность) либо оформленные в некий свод (устав) правил или предписаний. Эти нормы, как правило, не являются законодательно утвержденными, но поскольку их несоблюдение приводит к падению престижа организации, они считаются обязательными для исполнения.
6.    Поточные шифры. Требования к гамме. Проблема генерации ключевой последовательности.
 
Поточные шифры преобразуют открытый текст в шифротекст по одному биту за операцию. Генератор потока ключей (иногда называемый генератором с бегущим ключом) выдает поток битов: k1, k2, …, ki. Этот поток битов (иногда называемый бегущим ключом) и поток битов открытого текста, p1, p2, …, pi, подвергаются операции XOR, и в результате получается поток битов шифротекста: ci = pi⊕ki.
При дешифровании, для восстановления битов открытого текста, операция XOR выполняется над битами шифротекста и тем же самым потоком ключей: pi = ci⊕ki.
Отметим, что ki = pi⊕ci. Безопасность системы полностью зависит от свойств генератора потока ключей. Если генератор потока ключей выдает бесконечную строку нулей, шифротекст будет совпадать с открытым текстом и преобразование будет бессмысленным. Если генератор потока ключей выдает повторяющийся 16-битовый шаблон, криптостойкость будет пренебрежимо мала. В случае бесконечного потока случайных битов криптостойкость поточного шифра будет эквивалентна криптостойкости одноразового блокнота. Генератор потока ключей создает битовый поток, который похож на случайный, но в действительности детерминирован и может быть безошибочно воспроизведен при дешифровании. Чем ближе выход генератора потока ключей к случайному, тем выше трудоемкость криптоаналитической атаки.
Блочные и поточные шифры реализуются по-разному. Поточные шифры, шифрующие и дешифрующие данные по одному биту, не очень подходят для программных реализаций. Блочные шифры легче реализовывать программно, так как они позволяют избежать трудоемких манипуляций с битами и оперируют удобными для компьютера блоками данных. С другой стороны, поточные шифры больше подходят для аппаратной реализации.
7.    Основные угрозы безопасности автоматизированной системы обработки информации.
 
Под угрозой безопасности информации понимаются события или действия, которые могут привести к искажению, несанкционированному использованию или даже к разрушению информационных ресурсов управляемой системы, а также программных и аппаратных средств.
Как один из видов среди угроз безопасности информации следует выделять случайные, или непреднамеренные. Их источником могут быть выход из строя аппаратных средств, неправильные действия работников ИС или ее пользователей, непреднамеренные ошибки в ПОи т.д. Но все же наибольшее внимание следует уделить угрозам умышленным, которые в отличие от случайных преследуют цель нанесения ущерба управляемой системе или пользователям.
Виды умышленных угроз безопасности информации
1.    Пассивные угрозы направлены в основном на несанкционированное использование информационных ресурсов ИС, не оказывая при этом влияния на ее функционирование. Например, несанкционированный доступ к базам данных, прослушивание каналов связи и т.д.
2.    Активные угрозы имеют целью нарушение нормального функционирования ИС путем целенаправленного воздействия на ее компоненты. К активным угрозам относятся, например, вывод из строя компьютера или его операционной системы, искажение сведений в БнД, разрушение ПО компьютеров, нарушение работы линий связи и т.д.
Источником активных угроз могут быть действия взломщиков, вредоносные программы и т.п.
Умышленные угрозы подразделяются также на внутренние (возникающие внутри управляемой организации) и внешние. Внутренние угрозы чаще всего определяются социальной напряженностью и тяжелым моральным климатом. Внешние угрозы могут определяться злонамеренными действиями конкурентов, экономическими условиями и другими причинами (например, стихийными бедствиями). По данным зарубежных источников, получил широкое распространение промышленный шпионаж — это незаконные сбор, присвоение и передача сведений, составляющих коммерческую тайну, лицом, не уполномоченным на это ее владельцем.
К основным угрозам безопасности информации и нормального функционирования ИС относятся:
• утечка конфиденциальной информации;
• компрометация информации;
• несанкционированное использование информационных ресурсов;
• ошибочное использование информационных ресурсов;
• несанкционированный обмен информацией между абонентами;
• отказ от информации;
• нарушение информационного обслуживания;
• незаконное использование привилегий.
Утечка конфиденциальной информации — это бесконтрольный выход конфиденциальной информации за пределы ИС или круга лиц, которым она была доверена по службе или стала известна в процессе работы.
8.    Криптосистемы с открытым ключом. Принцип действия, достоинства и недостатки.
 
Как бы ни были сложны и надежны кpиптогpафические системы - их слабое мест пpи пpактической pеализации - пpоблема pаспpеделения ключей. Для того, чтобы был возможен обмен конфиденциальной инфоpмацией между двумя субъектами ИС, ключ должен быть сгенеpиpован одним из них, а затем каким-то обpазом опять же в конфиденциальном поpядке пеpедан дpугому. Т.е. в общем случае для пеpедачи ключа опять же тpебуется использование какой-то кpиптосистемы.
Для pешения этой пpоблемы на основе pезультатов, полученных классической и совpеменной алгебpой, были пpедложены системы с откpытым ключом.
Суть их состоит в том, что каждым адpесатом ИС генеpиpуются два ключа, связанные между собой по опpеделенному пpавилу. Один ключ объявляется откpытым, а дpугой закpытым. Откpытый ключ публикуется и доступен любому, кто желает послать сообщение адpесату. Секpетный ключ сохpаняется в тайне.
Исходный текст шифpуется откpытым ключом адpесата и пеpедается ему. Зашифpованный текст в пpинципе не может быть pасшифpован тем же откpытым ключом. Дешифpование сообщение возможно только с использованием закpытого ключа, котоpый известен только самому адpесату.
Кpиптогpафические системы с откpытым ключом используют так называемые необpатимые или одностоpонние функции, котоpые обладают следующим свойством: пpи заданном значении x относительно пpосто вычислить значение f(x), однако если y=f(x), то нет пpостого пути для вычисления значения x.
Множество классов необpатимых функций и поpождает все pазнообpазие систем с откpытым ключом. Однако не всякая необpатимая функция годится для использования в pеальных ИС.
В самом опpеделении необpатимости пpисутствует неопpеделенность. Под необpатимостью понимается невозможность вычислить обpатное значение используя совpеменные вычислительные сpедства за обозpимый интеpвал вpемени.
Поэтому чтобы гаpантиpовать надежную защиту инфоpмации, к системам с откpытым ключом (СОК) пpедъявляются два важных и очевидных тpебования:
1.    Пpеобpазование исходного текста должно быть необpатимым и исключать его восстановление на основе откpытого ключа.
2.    Опpеделение закpытого ключа на основе откpытого также должно быть невозможным на совpеменном технологическом уpовне. Пpи этом желательна точная нижняя оценка сложности (количества опеpаций) pаскpытия шифpа.
Алгоpитмы шифpования с откpытым ключом получили шиpокое pаспpостpанение в совpеменных инфоpмационных системах. Так, алгоpитм RSA стал миpовым стандаpтом де-факто для откpытых систем и pекомендован МККТТ.
Вообще же все пpедлагаемые сегодня кpиптосистемы с откpытым ключом опиpаются на один из следующих типов необpатимых пpеобpазований:
1.    Разложение больших чисел на пpостые множители.
2.    Вычисление логаpифма в конечном поле.
3.    Вычисление коpней алгебpаических уpавнений.
Здесь же следует отметить, что алгоpитмы кpиптосистемы с откpытым ключом (СОК) можно использовать в тpех назначениях.
1.    Как самостоятельные сpедства защиты пеpедаваемых и хpанимых данных.
2.    Как сpедства для pаспpеделения ключей. Алгоpитмы СОК более тpудоемки, чем тpадиционные кpиптосистемы. Поэтому часто на пpактике pационально с помощью СОК pаспpеделять ключи, объем котоpых как инфоpмации незначителен. А потом с помощью обычных алгоpитмов осуществлять обмен большими инфоpмационными потоками.
3.    Сpедства аутентификации пользователей.
9.    Причины, виды, каналы утечки и искажения информации.
 
Утечка конфиденциальной информации — это бесконтрольный выход конфиденциальной информации за пределы ИС или круга лиц, которым она была доверена по службе или стала известна в процессе работы. Эта утечка может быть следствием:
• разглашения конфиденциальной информации;
• ухода информации по различным, главным образом техническим, каналам;
• несанкционированного доступа к конфиденциальной информации различными способами.
Разглашение информации ее владельцем или обладателем есть умышленные или неосторожные действия должностных лиц и пользователей, которым соответствующие сведения в установленном порядке были доверены по службе или по работе, приведшие к ознакомлению с ним лиц, не допущенных к этим сведениям.
Возможен бесконтрольный уход конфиденциальной информации по визуально-оптическим, акустическим, электромагнитным и другим каналам.
Несанкционированный доступ — это противоправное преднамеренное овладение конфиденциальной информацией лицом, не имеющим права доступа к охраняемым сведениям.
Наиболее распространенными путями несанкционированного доступа к информации являются:
• перехват электронных излучений;
• принудительное электромагнитное облучение (подсветка) линий связи с целью получения паразитной модуляции несущей;
• применение подслушивающих устройств (закладок);
• дистанционное фотографирование;
• перехват акустических излучений и восстановление текста принтера;
• чтение остаточной информации в памяти системы после выполнения санкционированных запросов;
• копирование носителей информации с преодолением мер защиты
• маскировка под зарегистрированного пользователя;
• маскировка под запросы системы;
• использование программных ловушек;
• использование недостатков языков программирования и операционных систем;
• незаконное подключение к аппаратуре и линиям связи специально разработанных аппаратных средств, обеспечивающих доступ информации;
• злоумышленный вывод из строя механизмов защиты;
• расшифровка специальными программами зашифрованной информации;
• информационные инфекции.
Перечисленные пути несанкционированного доступа требуют достаточно больших технических знаний и соответствующих аппаратных или программных разработок со стороны взломщика. Например, используются технические каналы утечки — это физические пути от источника конфиденциальной информации к злоумышленнику, посредством которых возможно получение охраняемых сведений. Причиной возникновения каналов утечки являются конструктивные и технологические несовершенства схемных решений либо эксплуатационный износ элементов. Все это позволяет взломщикам создавать действующие на определенных физических принципах преобразователи, образующие присущий этим принципам канал передачи информации— канал утечки.
Однако есть и достаточно примитивные пути несанкционированного доступа:
• хищение носителей информации и документальных отходов;
• инициативное сотрудничество;
• склонение к сотрудничеству со стороны взломщика;
• выпытывание;
• подслушивание;
• наблюдение и другие пути.
Любые способы утечки конфиденциальной информации могут привести к значительному материальному и моральному ущербу как для организации, где функционирует ИС, так и для ее пользователей.
10.    Цифровая подпись. Основные понятия. Примеры систем ЭЦП.
 
Схема электронной подписи обычно включает в себя:
•    алгоритм генерации ключевых пар пользователя;
•    функцию вычисления подписи;
•    функцию проверки подписи.
Функция вычисления подписи на основе документа и секретного ключа пользователя вычисляет собственно подпись. В зависимости от алгоритма функция вычисления подписи может быть детерминированной или вероятностной. Детерминированные функции всегда вычисляют одинаковую подпись по одинаковым входным данным. Вероятностные функции вносят в подпись элемент случайности, что усиливает криптостойкость алгоритмов ЭЦП. Однако, для вероятностных схем необходим надёжный источник случайности (либо аппаратный генератор шума, либо криптографически надёжный генератор псевдослучайных бит), что усложняет реализацию. В настоящее время детерминированые схемы практически не используются. Даже в изначально детерминированные алгоритмы сейчас внесены модификации, превращающие их в вероятностные.
Функция проверки подписи проверяет, соответствует ли данная подпись данному документу и открытому ключу пользователя. Открытый ключ пользователя доступен всем, так что любой может проверить подпись под данным документом.
Поскольку подписываемые документы — переменной (и достаточно большой) длины, в схемах ЭЦП зачастую подпись ставится не на сам документ, а на его хэш. Для вычисления хэша используются криптографические хэш-функции, что гарантирует выявление изменений документа при проверке подписи. Хэш-функции не являются частью алгоритма ЭЦП, поэтому в схеме может быть использована любая надёжная хэш-функция.
Алгоритмы ЭЦП делятся на два больших класса: обычные цифровые подписи и цифровые подписи с восстановлением документа. Обычные цифровые подписи необходимо пристыковывать к подписываемому документу. К этому классу относятся, например, алгоритмы, основанные на эллиптических кривых (ECDSA, ГОСТ Р 34.10-2001, ДСТУ 4145-2002). Цифровые подписи с восстановлением документа содержат в себе подписываемый документ: в процессе проверки подписи автоматически вычисляется и тело документа. К этому классу относится один из самых популярных алгоритмов - RSA.
Следует различать электронную цифровую подпись и код аутентичности сообщения, несмотря на схожесть решаемых задач (обеспечение целостности документа и неотказуемости авторства). Алгоритмы ЭЦП относятся к классу асимметричных алгоритмов, в то время как коды аутентичности вычисляются по симметричным схемам.
Алгоритмы ЭЦП
•    Американские стандарты электронной цифровой подписи: DSA, ECDSA
•    Российские стандарты электронной цифровой подписи: ГОСТ Р 34.10-94 (в настоящее время не действует), ГОСТ Р 34.10-2001
•    Украинский стандарт электронной цифровой подписи: ДСТУ 4145-2002
•    Стандарт PKCS#1 описывает, в частности, схему электронной цифровой подписи на основе алгоритма RSA
Цифровая подпись обеспечивает:
•    Удостоверение источника документа. В зависимости от деталей определения документа могут быть подписаны такие поля, как «автор», «внесённые изменения», «метка времени» и т. д.
•    Защиту от изменений документа. При любом случайном или преднамеренном изменении документа (или подписи) изменится хэш, следовательно, подпись станет недействительной.
•    Невозможность отказа от авторства. Так как создать корректную подпись можно лишь, зная закрытый ключ, а он известен только владельцу, то владелец не может отказаться от своей подписи под документом.
 
 
 
 
Технологии цифровых подписей
Как оказалось, теория асимметричного шифрования позволяет очень красиво решать еще одну проблему информационной безопасности – проверку подлинности автора сообщения. Для решения этой проблемы с помощью симметричной криптографии была разработана очень трудоемкая и сложная схема. В то же время с помощью, например, того же алгоритма RSA создать алгоритм проверки подлинности автора и неизменности сообщения чрезвычайно просто.
Предположим, что нам нужно передать какой-либо текст, не обязательно секретный, но важно то, чтобы в него при передаче по незащищенному каналу не были внесены изменения. К таким текстам обычно относятся различные распоряжения, справки, и тому подобная документация, не представляющая секрета. Вычислим от нашего текста какую-либо хеш-функцию – это будет число, которое более или менее уникально характеризует данный текст.
В принципе, можно найти другой текст, который дает то же самое значение хеш-функции, но изменить в нашем тексте десять-двадцать байт так, чтобы текст остался полностью осмысленным, да еще и изменился в выгодную нам сторону (например, уменьшил сумму к оплате в два раза) – чрезвычайно сложно. Именно для устранения этой возможности хеш-функции создают такими же сложными как и криптоалгоритмы – если текст с таким же значением хеш-функции можно будет подобрать только методом полного перебора, а множество значений будет составлять как и для блочных шифров 232–2128 возможных вариантов, то для поиска подобного текста злоумышленнику "потребуются" те же самые миллионы лет.
Таким образом, если мы сможем передать получателю защищенным от изменения методом хеш-сумму от пересылаемого текста, то у него всегда будет возможность самостоятельно вычислить хеш-функцию от текста уже на приемной стороне и сверить ее с присланной нами. Если хотя бы один бит в вычисленной им самостоятельно контрольной сумме текста не совпадет с соответствующим битом в полученном от нас хеш-значении, значит, текст по ходу пересылки подвергся несанкционированному изменению.
Представим теперь готовую к передаче хеш-сумму в виде нескольких k-битных блоков hi, где k – это размер сообщений по алгоритму RSA в предыдущем параграфе. Вычислим над каждым блоком значение si=((hi)d)mod n, где d – это тот самый закрытый ключ отправителя. Теперь сообщение, состоящее из блоков si можно "спокойно" передавать по сети. Никакой опасности по известным hi и si найти Ваш секретный ключ нет – это настолько же сложная задача, как и задача "логарифмирования в конечном поле". А вот любой получатель сообщения может легко прочесть исходное значение hi, выполнив операцию ((si)e)mod n = ((hi)d*e)mod n = hi – Ваш открытый ключ (e,n) есть у всех, а то, что возведение любого числа в степень (e*d) по модулю n дает исходное число, мы доказали в прошлом параграфе. При этом никто другой, кроме Вас, не зная Вашего закрытого ключа d не может, изменив текст, а следовательно, и хеш-сумму, вычислить такие s'i, чтобы при их возведении в степень e получилась хеш-сумма h'i, совпадающая с хеш-суммой фальсифицированного текста.
Таким образом, манипуляции с хеш-суммой текста представляют из себя "асимметричное шифрование наоборот" : при отправке используется закрытый ключ отправителя, а для проверки сообщения – открытый ключ отправителя. Подобная технология получила название "электронная подпись". Информацией, которая уникально идентифицирует отправителя (его виртуальной подписью), является закрытый ключ d. Ни один человек, не владеющий этой информацией, не может создать такую пару (текст,si), что описанный выше алгоритм проверки дал бы положительный результат.
Подобный обмен местами открытого и закрытого ключей для создания из процедуры асимметричного шифрования алгоритма электронной подписи возможен только в тех системах, где выполняется свойство коммутативности ключей. Для других асимметричных систем алгоритм электронной подписи либо значительно отличается от базового, либо вообще не реализуем.
11.    Фрагментарный и комплексный подходы к защите информации. Их достоинства и недостатки.
 
Основным назначением АСОИ является переработка (сбор, хранение, обработка и выдача) информации, поэтому проблема обеспечения информационной безопасности является для АСОИ центральной. Обеспечение безопасности АСОИ предполагает организацию противодействия любому несанкционированному вторжению в процесс функционирования АСОИ, а также попыткам модификации, хищения, выведения из строя или разрушения ее компонентов, т.е. защиту всех компонентов АСОИ- аппаратных средств, программного обеспечения, данных и персонала.
Существуют два подхода к проблеме обеспечения безопасности АСОИ: "фрагментарный" и комплексный.
"Фрагментарный" подход направлен на противодействие чет¬ко определенным угрозам в заданных условиях. В качестве примеров реализации такого подхода можно указать отдельные средства управления доступом, автономные средства шифрования, специа¬лизированные антивирусные программы и т. п.
Достоинством такого подхода является высокая избирательность к конкретной угрозе. Существенным недостатком данного подхода является отсутствие единой защищенной среды обработки информации. Фрагментарные меры защиты информации обеспечивают защиту конкретных объектов АСОИ только от конкретной угрозы. Даже небольшое видоизменение угрозы ведет к потере эффективности защиты.
Комплексный подход ориентирован на создание защищенной среды обработки информации в АСОИ, объединяющей в единый комплекс разнородные меры противодействия угрозам. Организация защищенной среды обработки информации позволяет гарантировать определенный уровень безопасности АСОИ, что является несомненным достоинством комплексного подхода. К недостаткам этого подхода относятся: ограничения на свободу действий пользователей АСОИ, большая чувствительность к ошибкам установки и настройки средств защиты, сложность управления.
Комплексный подход применяют для защиты АСОИ крупных организаций или небольших АСОИ, выполняющих ответственные задачи или обрабатывающих особо важную информацию. Нарушение безопасности информации в АСОИ крупных организаций может нанести огромный материальный ущерб как самим организациям, так и их клиентам. Поэтому такие организации вынуждены уделять особое внимание гарантиям безопасности и реализовывать комплексную защиту. Комплексного подхода придерживаются большинство государственных и крупных коммерческих предприятий и учреждений. Этот подход нашел свое отражение в различных стандартах.
12.    Американский стандарт шифрования DES.
 
DES (Data Encryption Standart) это симметричный алгоритм шифрования, т.е. один ключ используется как для зашифровывания, так и для расшифрования сообщений. Разработан фирмой IBM и утвержден правительством США в 1977 как официальный стандарт.
DES имеет блоки по 64 бит и основан на 16 кратной перестановке данных, также для зашифрования использует ключ в 56 бит. Существует несколько режимов DES, например Electronic Code Book (ECB) и Cipher Block Chaining (CBC).
56 бит - это 8 семибитовых ASCII символов, т.е. пароль не может быть больше чем 8 букв. Если вдобавок использовать только буквы и цифры, то количество возможных вариантов будет существенно меньше максимально возможных 2^56.
Один из шагов алгоритма DES:
Входной блок данных делится пополам на левую (L') и правую (R') части. После этого формируется выходной массив так, что его левая часть L'' представлена правой частью R' входного, из 32-битового слова R' с помощью битовых перестановок формируется 48-битовое слово. Полученное 48-битовое слово XOR-ится с 48-битовым раундовым ключом. Результирующее 48-битовое слово разбивается на 8 6-битовых групп, каждая 6-битовая группа посредством соответствующего S-box'а заменяется на 4-битовую группу и из полученных восьми 4-битовых групп составляется 32-битовое слово. Полученное слово XOR-ится с L', в результате получается R''. Можно убедиться, что все проведенные операции могут быть обращены и расшифрование осуществлятся за число операций, линейно зависящее от размера блока. После нескольких таких взбиваний можно считать, что каждый бит выходного блока шифровки может зависеть от каждого бита сообщения.
Проблема доступа к информации. Санкционированный и несанкционированный (НСД) доступ. Два подхода к управлению доступом.
 
К информации ограниченного распространения доступ может осуществляться как санкционированно - в результате соблюдения правил доступа, так и несанкционированно - в результате преодоления правил доступа.
Несанкционированный доступ (НСД) является наиболее распространенным и многообразным видом компьютерных нарушений. Суть НСД состоит в получении пользователем (нарушителем) доступа к объекту в нарушение правил разграничения доступа, установленных в соответствии с принятой в организации политикой безопасности. НСД использует любую ошибку в системе защиты и возможен при нерациональном выборе средств защиты, их некорректной установке и настройке. НСД может быть осуществлен как штатными средствами АСОИ, так и специально созданными аппаратными и программными средствами.
Перечислим основные каналы несанкционированного доступа, через которые нарушитель может получить доступ к компонентам АСОИ и осуществить хищение, модификацию и/или разрушение информации:
•все штатные каналы доступа к информации (терминалы пользователей, оператора, администратора системы; средства отображения и документирования информации; каналы связи) при их использовании нарушителями, а также законными пользователями вне пределов их полномочий;
•технологические пульты управления;
•линии связи между аппаратными средствами АСОИ;
•побочные электромагнитные излучения от аппаратуры, линий связи, сетей электропитания и заземления и др.
Из всего разнообразия способов и приемов несанкционированного доступа остановимся на следующих распространенных и связанных между собой нарушениях:
•перехват паролей;
•"маскарад";
•незаконное использование привилегий.
Перехват паролей осуществляется специально разработанными программами. При попытке законного пользователя войти в систему программа-перехватчик имитирует на экране дисплея ввод имени и пароля пользователя, которые сразу пересылаются владельцу программы-перехватчика, после чего на экран выводится сообщение об ошибке и управление возвращается операционной системе. Пользователь предполагает, что допустил ошибку при вводе пароля. Он повторяет ввод и получает доступ в систему. Владелец программы-перехватчика, получивший имя и пароль за¬конного пользователя, может теперь использовать их в своих целях.
"Маскарад" – это выполнение каких-либо действий одним пользователем от имени другого пользователя, обладающего соответствующими полномочиями. Целью "маскарада" является приписывание каких-либо действий другому пользователю либо присвоение полномочий и привилегий другого пользователя. Примерами реализации "маскарада" являются:
•вход в систему под именем и паролем другого пользователя (этому "маскараду" предшествует перехват пароля);
•передача сообщений в сети от имени другого пользователя.
"Маскарад" особенно опасен в банковских системах электронных платежей, где неправильная идентификация клиента из-за "маскарада" злоумышленника может привести к большим убыткам законного клиента банка.
Незаконное использование привилегий. Большинство систем защиты устанавливают определенные наборы привилегий для выполнения заданных функций. Каждый пользователь получает свой набор привилегий: обычные пользователи -минимальный, администраторы – максимальный. Несанкционированный захват привилегий, например, посредством "маскарада", приводит к возможности выполнения нарушителем определенных действий в обход системы защиты. Следует отметить, что незаконный захват привилегий возможен либо при наличии ошибок в системе защиты, либо из-за халатности администратора при управлении системой и назначении привилегий.
Логическое управление доступом - это основной механизм многопользовательских систем, призванный обеспечить конфиденциальность и целостность объектов и, до некоторой степени, их доступность (путем запрещения обслуживания неавторизованных пользователей).
Разнообразие объектов и применимых к ним операций приводит к принципиальной децентрализации логического управления доступом. Каждый сервис должен сам решать, позволить ли конкретному субъекту ту или иную операцию. Теоретически это согласуется с современным объектно-ориентированным подходом, на практике же приводит к значительным трудностям. Главная проблема в том, что ко многим объектам можно получить доступ с помощью разных сервисов (возможно, при этом придется преодолеть некоторые технические трудности). Обмен данными между различными сервисами представляет особую опасность с точки зрения управления доступом, а при проектировании и реализации разнородной конфигурации необходимо позаботиться о согласованном распределении прав доступа субъектов к объектам и о минимизации числа способов экспорта/импорта данных.
 
При большом количестве пользователей традиционные подсистемы управления доступом становятся крайне сложными для администрирования. Число связей в них пропорционально произведению количества пользователей на количество объектов. Необходимы решения в объектно-ориентированном стиле, способные эту сложность понизить.
Таким решением является ролевое управление доступом (РУД). Суть его в том, что между пользователями и их привилегиями появляются промежуточные сущности - роли. Для каждого пользователя одновременно могут быть активными несколько ролей, каждая из которых дает ему определенные права
Ролевой доступ нейтрален по отношению к конкретным видам прав и способам их проверки; его можно рассматривать как объектно-ориентированный каркас, облегчающий администрирование, поскольку он позволяет сделать подсистему разграничения доступа управляемой при сколь угодно большом числе пользователей, прежде всего за счет установления между ролями связей, аналогичных наследованию в объектно-ориентированных системах. Кроме того, ролей должно быть значительно меньше, чем пользователей. В результате число администрируемых связей становится пропорциональным сумме (а не произведению) количества пользователей и объектов, что по порядку величины уменьшить уже невозможно.
Ролевое управление доступом оперирует следующими основными понятиями:
•    пользователь (человек, интеллектуальный автономный агент и т.п.);
•    сеанс работы пользователя;
•    роль (обычно определяется в соответствии с организационной структурой);
•    объект (сущность, доступ к которой разграничивается; например, файл ОС или таблица СУБД);
•    операция (зависит от объекта; для файлов ОС - чтение, запись, выполнение и т.п.; для таблиц СУБД - вставка, удаление и т.п., для прикладных объектов операции могут быть более сложными);
•    право доступа (разрешение выполнять определенные операции над определенными объектами).
 

 

 


Категория: Информатика | Добавил: Админ (01.10.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar