Программные и программно-аппаратные методы и средства обеспечения защиты сетей

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Программные и программно-аппаратные методы и средства обеспечения защиты сетей (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

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.

Средства управления доступом позволяют специфицировать и контролировать действия, которые пользователи и вычислительные процессы могут выполнять над информацией и другими компьютерными ресурсами, то есть речь идет о логическом управлении доступом, который реализуется программными средствами. 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 (брандмауары (firewalls)), устанавливаемые для защиты локальной сети организации, имеющей выход в открытую среду. [22].

Эффективность программных средств защиты зависит от правильности действий пользователя, которые могут быть выполнены ошибочно или со злым умыслом. Поэтому следует предпринять следующие организационные меры защиты:

общее регулирование доступа, включающее систему паролей и сегментацию винчестера;

обучение персонала технологии защиты;

обеспечение физической безопасности компьютера и магнитных носителей;

выработка правил архивирования;

хранение отдельных файлов в шифрованном виде;

Восстановление винчестера и испорченной информации. [8]. Программными называются средства защиты данных, функционирующие в составе программного обеспечения. Среди них можно выделить и подробнее рассмотреть следующие:

§ средства архивации данных;
§ антивирусные программы;
§ криптографические средства;
§ средства идентификации и аутентификации пользователей;
§ протоколирование и аудит.

Архивация — это сжатие одного или более файлов с целью экономии памяти и размещение сжатых данных в одном архивном файле. Архивация данных — это уменьшение физических размеров файлов, в которых хранятся данные, без значительных информационных потерь. Архивация проводится в следующих случаях:

— Когда необходимо создать резервные копии наиболее ценных файлов;— Когда необходимо освободить место на диске.

Архивный файл представляет собой набор из нескольких файлов (одного файла), помещенных в сжатом виде в единый файл, из которого их можно при необходимости извлечь в первоначальном виде. Архивный файл содержит оглавление, позволяющее узнать, какие файлы содержатся в архиве. В оглавлении архива для каждого содержащегося в нем файла хранится следующая информация:

§ Имя файла;
§ размер файла на диске и в архиве;
§ сведения о местонахождения файла на диске;
§ дата и время последней модификации файла;
§ код циклического контроля для файла, используемый для проверки целостности архива;
§ степень сжатия.

Любой из архивов имеет свою шкалу степени сжатия. Чаще всего можно встретить следующую градацию методов сжатия:

§ Без сжатия (соответствует обычному копированию файлов в архив без сжатия).
§ Скоростной.
§ Быстрый (характеризуется самым быстрым, но наименее плотным сжатием).
§ Обычный.
§ Хороший.
§ Максимальный (максимально возможное сжатие является одновременно и самым медленным методом сжатия).

Архиваторы — это программы (комплекс программ) выполняющие сжатие и восстановление сжатых файлов в первоначальном виде. Процесс сжатия файлов называется архивированием. Процесс восстановления сжатых файлов — разархивированием. Современные архиваторы отличаются используемыми алгоритмами, скоростью работы, степенью сжатия (WinZip 9.0, WinAce 2.5, PowerArchiver 2003 v.8.70, 7Zip 3.13, WinRAR 3.30, WinRAR 3.70 RU).

Другие названия архиваторов: утилиты-упаковщики, программы-упаковщики, служебные программы, позволяющие помещать копии файлов в сжатом виде в архивный файл.

WinRAR — это 32 разрядная версия архиватора RAR для Windows. Это — мощное средство создания архивов и управления ими. Есть несколько версий RAR, для разных операционных систем: Windows, Linux, UNIX, DOS, OS/2 и т. д.

Существует две версии RAR для Windows:

§ версия с графическим пользовательским интерфейсом — WinRAR. EXE;
§ Консольная версия RAR. EXE пульт линии команды (способ текста) версия — Rar.exe.

Возможности WinRAR:

§ Позволяет распаковывать архивы CAB, ARJ, LZH, TAR, GZ, ACE, UUE, BZ2, JAR, ISO, и обеспечивает архивирование данных в форматы ZIP и RAR.
§ Обеспечивает полную поддержку архивов ZIP и RAR.
§ Имеет специальные алгоритмы, оптимизированные для текста и графики. Для мультимедиа сжатие можно использовать только с форматами RAR.
§ Поддерживает технологию перетаскивания. Имеет интерфейс командной строки.
§ Может осуществлять непрерывное архивирование, что обеспечивает более высокую степень сжатия по сравнению с обычными методами сжатия, особенно при упаковке большого количества небольших файлов однотипного содержания.
§ Обеспечивает поддержку многотомных архивов, то есть осуществляет разбивку архива на несколько томов (например, для записи большого архива на диски).
§ Создает самораспаковывающиеся архивы обычные и многотомные архивы, обеспечивает защиту их паролями.
§ Обеспечивает восстановление физически поврежденных архивов.
§ Имеет средства восстановления, позволяющие восстанавливать отсутствующие части многотомного архива.
§ Поддерживает UNICODE в именах файлов.

WinRAR имеет и другие дополнительные функции. Он способен создать архив в двух различных форматах: RAR и ZIP.

Рассмотрим преимущества каждого формата. Архив в формате ZIP, преимущество формата ZIP — его популярность. Например, большинство архивов в Internet — это архивы ZIP. Поэтому приложение к электронной почте лучше всего направлять в формате ZIP. Можно также направить самораспаковывающийся архив. Такой архив является немного большим, но может быть извлечен без внешних программ. Другое преимущество ZIP — скорость. Архив ZIP обычно создается быстрее, чем RAR. Архив в формате RAR, большинстве случаев обеспечивает значительно лучшее сжатие, чем ZIP. Кроме того, формат RAR обеспечивает поддержку многотомных архивов, имеет средства восстановления поврежденных файлов, архивирует файлы практически неограниченных размеров. Необходимо отметить, что при работе в файловой системе FAT32 архивы могу достигать только 4 гигабайт. Работа с большими размерами архива поддерживается только в файловой системе NTFS. [42]. Программа архивации Microsoft Backup, позволяет защитить данные от случайной утери в случае, если в системе возникает сбой оборудования или носителя информации. С помощью Backup можно создать резервную копию данных на жестком диске, а затем создать архив на другом носителе данных. Носителем архива может быть логический диск или отдельное устройство (съемный диск). Программа архивации создает снимок состояния тома, представляющий собой точную копию содержимого диска на определенный момент времени, в том числе открытых файлов, используемых системой. Во время выполнения программы архивации пользователь может продолжать работать с ОС без риска потери данных.

Программа архивации предоставляет следующие возможности:

§ Архивация выбранных файлов и папок на случай сбоя жесткого диска или случайного удаления файлов (архивировать можно на жесткий диск или съемный диск и т. д.). Backup восстанавливает архивированные файлы и папки на жесткий диск.
§ Архивация данных состояния системы. Программа позволяет архивировать копии важных системных компонентов, таких как реестр, загрузочные файлы и база данных службы каталогов. Программа архивации позволяет восстанавливать копии важных системных компонентов, таких, как реестр, загрузочные файлы и база данных службы каталогов.

Существует достаточно много программных средств антивирусной защиты. Современные антивирусные программы состоят из модулей:

§ Эвристический модуль — для выявления неизвестных вирусов.
§ Монитор — программа, которая постоянно находится в оперативной памяти ПК
§ Устройство управления, которое осуществляет запуск антивирусных программ и обновление вирусной базы данных и компонентов
§ Почтовая программа (проверяет электронную почту)
§ Программа сканер — проверяет, обнаруживает и удаляет фиксированный набор известных вирусов в памяти, файлах и системных областях дисков
§ Сетевой экран — защита от хакерских атак

Антивирус Касперского состоит из следующих компонентов:

§ Файловый Антивирус — компонент, контролирующий файловую систему компьютера. Он проверяет все открываемые, запускаемые и сохраняемые файлы на компьютере.
§ Почтовый Антивирускомпонент проверки всех входящих и исходящих почтовых сообщений компьютера.
§ Веб-Антивирус — компонент, который перехватывает и блокирует выполнение скрипта, расположенного на веб-сайте, если он представляет угрозу.
§ Проактивная защита — компонент, который позволяет обнаружить новую вредоносную программу еще до того, как она успеет нанести вред. Таким образом, компьютер защищен не только от уже известных вирусов, но и от новых, еще не исследованных. [35].

Защита Avast основана на резидентных провайдерах, которые являются специальными модулями для защиты таких подсистем, как файловая система, электронная почта и т. д. К резидентным провайдерам Avast! относятся: Outlook/Exchange, Web-экран, мгновенные сообщения, стандартный экран, сетевой экран, экран P2P, электронная почта.

Norton AntiVirus cостоит из одного модуля, который постоянно находится в памяти компьютера и осуществляет такие задачи как мониторинг памяти и сканирование файлов на диске. Доступ к элементам управления и настройкам программы выполняется с помощью соответствующих закладок и кнопок. Автозащита должна быть всегда включенной, чтобы обеспечить защиту ПК от вирусов. Автозащита работает в фоновом режиме, не прерывая работу. Автозащита выполняет следующие задачи:

— Обнаруживает и защищает ПК от всех типов вирусов, включая макро-вирусы, вирусы загрузочных секторов, вирусы резидента памяти и троянских коней, червей и других вредоносных вирусов.
— Защищает компьютер от вирусов, которые передаются через сеть Интернет, проверяя все файлы, которые загружаются из Интернета. [16].

Метод криптографии — одно из наиболее мощных средств обеспечения конфиденциальности и контроля целостности информации. Основной элемент криптографии — шифрование (или преобразование данных в 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 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 расшифровкию Дополнительным методом защиты шифруемых данных и проверки их целостности является цифровая подпись. [7].

Средства идентификации и аутентификации пользователей характеризуются следующим способом. Идентификация позволяет субъекту (пользователю, процессу, действующему от имени определенного пользователя, или иному аппаратно_программному компоненту) назвать себя (сообщить свое имя). Посредством аутентификации вторая сторона убеждается, что субъект действительно тот, за кого он себя выдает. В качестве синонима слова «аутентификация» иногда используют словосочетание «проверка подлинности» .

Аутентификация бывает односторонней (обычно клиент доказывает свою подлинность серверу) и двусторонней (взаимной). Пример односторонней аутентификации — процедура входа пользователя в систему. [15]. Под протоколированием понимается сбор и накопление информации о событиях, происходящих в информационной системе. У каждого сервиса свой набор возможных событий, но их можно разделить на внешние (вызванные действиями других сервисов), внутренние (вызванные действиями самого сервиса) и клиентские (вызванные действиями пользователей и администраторов). Аудит — это анализ накопленной информации, проводимый оперативно, в реальном времени или периодически (например, раз в день). Оперативный аудит с автоматическим реагированием на выявленные нештатные ситуации называется активным.

Реализация протоколирования и аудита решает следующие задачи:

* обеспечение подотчетности пользователей и администраторов;
* обеспечение возможности реконструкции последовательности событий;
* обнаружение попыток нарушений информационной безопасности;
* предоставление информации для выявления и анализа проблем.

Эффективное протоколирование предполагает регистрацию, как минимум, следующих событий:

вход в систему (успешный или нет);

выход из системы;

обращение к удаленной системе;

операции с файлами (открыть, закрыть, переименовать, удалить);

смена привилегий или иных атрибутов безопасности (режима доступа, уровня благонадежности пользователя и т. п.).

При протоколировании события рекомендуется записывать, по крайней мере, следующую информацию:

* дата и время события;
* уникальный идентификатор пользователя — инициатора действия;
* тип события;
* результат действия (успех или неудача);
* источник запроса (например, имя терминала);
* имена затронутых объектов (например, открываемых или удаляемых файлов);
* описание изменений, внесенных в базы данных защиты (например, новая метка безопасности объекта).

К программно-аппаратным средствам обеспечения информационной безопасности компьютерных сетях относятся:

· программно-аппаратные шифраторы сетевого трафика;
· методика Firewall, реализуемая на базе программно-аппаратных средств;
· программные средства анализа защищенности
· программные средства обнаружения атак
· защищенные сетевые ОС. [30].
· Программно-аппаратные шифраторы сетевого трафика. Аппаратное шифрование процесс шифрования, производимый при помощи специализированных вычислительных устройств. Комплекс шифратора состоит из трех программных и двух аппаратных модулей. К программным относятся «Сервер защиты данных» (ПО, устанавливаемое непосредственно на сервер корпоративной сети), «Консоль управления» (модуль, обеспечивающий удаленное управление системой с компьютера офицера безопасности) и «Тревога» (модуль для подачи тревожного сигнала, может быть инсталлирован на любых компьютерах локальной сети).

К аппаратному обеспечению относятся входящие в комплект токены (компактное устройство, предназначенное для обеспечения информационной безопасности пользователя, также используется для идентификации его владельца, безопасного удаленного доступа к информационным ресурсам) или смарт-карты (пластиковые карты со встроенной микросхемой) для хранения ключей шифрования и «красная кнопка» — проводное или радиоустройство для мгновенной подачи тревожного сигнала.

Система реализует ставший сегодня весьма популярным принцип прозрачного шифрования. Это значит, что вся важная информация всегда находится на жестком диске только в закодированном виде. При обращении к ней данные расшифровываются специальным системным драйвером, после чего передаются пользователю уже в открытом виде. При попытке записи информации происходит обратный процесс и продукт «заточен» для корпоративного использования, а поэтому имеет некоторые важные особенности. Зашифрованный раздел винчестера воспринимается операционными системами как неразмеченное место. Поэтому никакими стандартными средствами навредить ему нельзя. [40].

Методика Firewall, реализуемая на базе программно-аппаратных средств. Сетевой экран (Firewall) — это комплекс аппаратных и программных средств в компьютерной сети, осуществляющий контроль и фильтрацию проходящих через него сетевых пакетов в соответствии с заданными правилами. Основной задачей сетевого экрана является защита сети или отдельных её узлов от несанкционированного доступа. Также сетевые экраны часто называют фильтрами, так как их основная задача — не пропускать (фильтровать) пакеты, не подходящие под критерии, определённые в конфигурации.

Возможности firewall:

· Фильтрация доступа к заведомо незащищенным службам.
· Препятствование получению закрытой информации из защищенной подсети, а также внедрению в защищенную подсеть ложных данных с помощью уязвимых служб.
· Контроль доступа к узлам сети.
· Может регистрировать все попытки доступа как извне, так и из внутренней сети, что позволяет вести учёт использования доступа в Интернет отдельными узлами сети.
· Регламентирование порядка доступа к сети.
· Уведомление о подозрительной деятельности, попытках зондирования или атаки на узлы сети или сам экран. [23]. Программные средства анализа защищенности. Периодически возникает задача проверки, насколько реализованы или используемые механизмы защиты соответствует положениям принятой в организации политики безопасности. Контроль эффективности защиты осуществляется с целью своевременного выявления и предотвращения утечки информации по техническим каналам, за счет несанкционированного доступа к ней, а также предупреждения возможных специальных воздействий, направленных на уничтожение информации или нарушение нормального функционирования средств обработки и передачи информации. Средства анализа защищенности, так называемые сканеры безопасности, помогают определить факт наличия уязвимости на узлах корпоративной сети и своевременно устранить их (до того, как ими воспользуются злоумышленники). Средства анализа защищенности выполняют серию тестов по обнаружению уязвимостей, аналогичных тем, которые применяют злоумышленники при подготовке и осуществлении атак на корпоративные сети. Поиск уязвимостей основывается на использовании базы данных, которая содержит признаки известных уязвимостей сетевых сервисных программ и может обновляться путем добавления новых описаний уязвимостей. Сканирование начинается с получения предварительной информации о системе, например, о разрешенных протоколах и открытых портах, о версиях операционных систем и т. п., и может заканчиваться попытками имитации проникновения, используя широко известные атаки, например, «подбор пароля». [53].

Наиболее известные программные продукты, содержащие указанные функции.

· Nessus Security Scanner
· NetRecon 3.0+SU7
· Internet Scanner
· CyberCop Scanner
· HackerShield
· System Analyst Integrated Network Tool (SAINT)
· Retina

Программные средства обнаружения атак-программное или аппаратное средство, предназначенное для выявления фактов неавторизованного доступа в компьютерную систему или сеть либо несанкционированного управления ими в основном через Интернет. Системы обнаружения вторжений обеспечивают дополнительный уровень защиты компьютерных систем.

Системы обнаружения вторжений используются для обнаружения некоторых типов вредоносной активности, которая может нарушить безопасность компьютерной системы. К такой активности относятся сетевые атаки против уязвимых сервисов, атаки, направленные на повышение привилегий, неавторизованный доступ к важным файлам, а также действия вредоносного программного обеспечения.

Обычно архитектура СОВ включает:

· сенсорную подсистему, предназначенную для сбора событий, связанных с безопасностью защищаемой системы
· подсистему анализа, предназначенную для выявления атак и подозрительных действий на основе данных сенсоров
· хранилище, обеспечивающее накопление первичных событий и результатов анализа
· консоль управления, позволяющая конфигурировать СОВ, наблюдать за состоянием защищаемой системы и СОВ, просматривать выявленные подсистемой анализа инциденты.
· Выделяют активную и пассивную систему обнаружения атак. В пассивной системе при обнаружении нарушения безопасности информация о нарушении записывается в лог приложения, а также сигналы опасности отправляются на консоль и/или администратору системы по определенному каналу связи. В активной системе, также известной как Система предотвращения вторжений. Система ведет ответные действия на нарушение, сбрасывая соединение или перенастраивая межсетевой экран для блокирования трафика от злоумышленника. Ответные действия могут проводиться автоматически либо по команде оператора.

Сетевая операционная система составляет основу любой вычислительной сети. Каждый компьютер в сети автономен, поэтому под сетевой операционной системой в широком смысле понимается совокупность операционных систем отдельных компьютеров, взаимодействующих с целью обмена сообщениями и разделения ресурсов по единым правилам — протоколам. В узком смысле сетевая ОС — это операционная система отдельного компьютера, обеспечивающая ему возможность работать в сети. Средства защиты информации встроены в NetWare на базовых уровнях операционной системы, а не являются надстройкой в виде какого-либо приложения. Поскольку NetWare использует на файл-сервере особую структуру файлов, то пользователи не могут получить доступ к сетевым файлам, даже если они получат физический доступ к файл-серверу. Операционные системы содержат механизмы защиты следующих уровней:

-защита информации о пользователе;
-защита паролем;
-защита каталогов;
-защита файлов;
-межсетевая защита.

С точки зрения защиты сетевых ОС не делает различия между операционными системами рабочих станций. Станции, работающие под управлением DOS, Windows, OS/2, Macintosh и UnixWare, обслуживаются совершенно одинаково, и все функции защиты применяются ко всем операционным системам, которые могут использоваться в сети. [34].

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой