|
|||
Annotation 10 страница Вопрос 2. Показатели защищенности СВТ от НСД Данный руководящий документ устанавливает классификацию СВТ по уровню защищенности от НСД к информации на базе перечня показателей защищенности и совокупности описывающих их требований. Под СВТ понимается совокупность программных и технических элементов систем обработки данных, способных функционировать самостоятельно или в составе других систем. Данные показатели содержат требования защищенности СВТ от НСД к информации и применяются к общесистемным программным средствам и операционным системам. Конкретные перечни показателей определяют классы защищенного СВТ и описываются совокупностью требований. Совокупность всех средств защиты составляет комплекс средств защиты (КСЗ). Установлено семь классов защищенности СВТ от НСД к информации. Самые низкие требования представляются к системам, соответствующим седьмому классу, самые высокие – к первому. Классы подразделяются на четыре группы, отличающиеся качественным уровнем защиты:
• первая группа содержит только один седьмой класс; • вторая группа характеризуется дискреционной защитой и содержит шестой и пятый классы; • третья группа характеризуется мандатной защитой и содержит четвертый, третий и второй классы; • четвертая группа характеризуется верифицированной защитой и содержит только первый класс. Выбор класса защищенности СВТ для автоматизированных систем (АС), создаваемых на базе защищенных СВТ, зависит от грифа секретности обрабатываемой в АС информации, условий эксплуатации и расположения объектов системы. Показатели защищенности и установленные требования к классам приведены в таблице 1. Распределение показателей защищенности по классам СВТ
Таблица 1
Обозначения: «-» – нет требований к данному классу; «+» – новые или дополнительные требования; «=» – требования совпадают с требованиями к СВТ предыдущего класса; Конкретные требования, предъявляемые к различным классам СВТ изложены в соответствующем документе ГТК. Седьмой класс присваивают СВТ, к которым предъявлялись требования по защите от НСД к информации, но при оценке защищенность СВТ оказалась ниже уровня требований шестого класса. Оценка класса защищенности СВТ проводится группой экспертов. Эксперты должны знать все нормативные требования и документы по проблемам защиты СВТ от НСД к информации, назначение и функционирование СВТ и пройти соответствующую аттестацию на допуск к таким работам. Выполняется два вида работ: • оценка проекта; • оценка класса защищенности СВТ. Оценка проекта (создаваемого СВТ или модернизируемого с целью повышения уровня защищенности) проводится путем всестороннего изучения конструкторской (проектной) документации на СВТ и ее соответствия требованиям заданного класса защищенности. Результат – предварительное техническое заключение экспертов о достаточности предлагаемых мер и соответствии предъявленным требованиям. Оценка класса защищенности СВТ проводится в два этапа: • первый этап – изучают документацию к СВТ: описание принципов работы, описание ПРД, описание КСЗ, тесты, отчеты о проведенных исследованиях и другие документы. (Техническое заключение по данному этапу должно отражать соответствие описанных в документации свойств СВТ и предъявленных требований); • второй этап – проводят всестороннее тестирование СВТ (как функциональное, так и на проникновение) по специальной программе и методике, а также оценку эффективности реализации средств защиты. Испытания могут, при необходимости, дополняться в установленном порядке другими проверками, а также включать оценку тестов разработчика. По итогам второго этапа оценки СВТ составляется техническое заключение, в котором излагается: • описание комплекса средств защиты; • оценка класса защищенности СВТ в соответствии с заданными показателями; • наличие и соответствие дополнительных требований; • аргументация оценки: объяснение соответствия КСЗ требованиям данных показателей, посредством каких средств обеспечивается выполнение каждого требования; • описание испытаний, которым подвергалось СВТ (с указанием состава технических и программных средств); • вывод о соответствии СВТ определенному классу защищенности и объяснение, почему СВТ не может быть сертифицировано по более высокому классу защищенности; Вопрос 3. Классы защищенности автоматизированных систем Под АС понимается ориентированная на конкретных пользователей система обработки данных. Документы ГТК устанавливают девять классов защищенности АС от НСД, каждый из которых характеризуется определенной совокупностью требований к средствам защиты. Классы подразделяются на три группы, отличающиеся спецификой обработки информации в АС. Группа АС определяется на основании следующих признаков: • наличие в АС информации различного уровня конфиденциальности, • уровень полномочий пользователей АС на доступ к конфиденциальной информации: • режим обработки данных в АС (коллективный или индивидуальный. В пределах каждой группы соблюдается иерархия классов защищенности. Класс, соответствующий высшей степени защищенности для данной группы. обозначается индексом «NА», где N – номер группы (от 1 до 3). Третья группа включает АС с одним пользователем, допущенным ко всей информации АС, размещенной на носителях одного уровня конфиденциальности. Группа содержит два класса – ЗБ и ЗА. Вторая группа включат АС, в которых пользователи имеют одинаковые полномочия доступа ко всей информации, обрабатываемой и/или хранимой в АС на носителях различного уровня конфиденциальности. Группа содержит два класса – 2Б и 2А. Первая группа включает многопользовательские АС. в которых одновременно обрабатывается или хранится информация разных уровней конфиденциальности. Не все пользователи имеют равные права доступа. Группа содержит пять классов – 1Д, 1Г, 1В, 1Б и 1А. В общем случае, комплекс программно-технических средств и организационных (процедурных) решений по защите информации от НСД реализуется в рамках системы защиты информации от НСД (СЗИ НСД), условно состоящей из следующих четырех подсистем: • управления доступом; • криптографической; • регистрации и учета; • обеспечения целостности. В зависимости от класса АС в рамках этих подсистем должны быть реализованы требования в соответствии с таблицей 2. Подробно требования для каждого класса сформулированы в соответствующем документе ГТК. В таблице 2 приведены требования к подсистемам защиты для каждого класса.
Данные требования являются составной частью критериев защищенности автоматизированных систем обработки информации от НСД. Требования сгруппированы вокруг реализующих их подсистем защиты. В отличие от стандартов других государств, отсутствует раздел, содержащий требования по обеспечению работоспособности системы, зато присутствует раздел, посвященный криптографическим средствам (стандарты других государств рассматривают их в качестве механизма, реализующего остальные требования, такие, как аутентификацию, контроль целостности и т. д. ).
При разработке АС для обработки или хранения информации, являющейся собственностью государства и отнесенной к категории секретной, необходимо ориентироваться на классы защищенности АС не ниже (по группам) 3А, 2А, 1А, 1Б, 1В и использовать сертифицированные СВТ (в соответствии с РД «Средства вычислительной техники. Защита от несанкционированного доступа к информации. Показатели защищенности СВТ»): • не ниже 4 класса для класса защищенности АС 1В; • не ниже 3 класса для класса защищенности АС 1Б; • не ниже 2 класса для класса защищенности АС 1А. Организационные мероприятия в рамках СЗИ НСД в АС, обрабатывающих или хранящих информацию, являющуюся собственностью государства и отнесенную к категории секретной, должны отвечать государственным требованиям по обеспечению режима секретности проводимых работ. При обработке или хранении в АС информации, не отнесенной к категории секретной, в рамках СЗИ НСД государственным, коллективным, частным и совместным предприятиям, а также частным лицам рекомендуются следующие оргмероприятия: • выявление конфиденциальной информации и ее документальное оформление в виде перечня сведений, подлежащих защите; • определение порядка установления уровня полномочий субъекта доступа, а также круга лиц, которым это право предоставлено; • установление и оформление правил разграничения доступа, т. е. совокупности правил, регламентирующих права доступа субъектов к объектам; • ознакомление субъекта доступа с перечнем защищаемых сведений и его уровнем полномочий, а также с организационно-распорядительной и рабочей документацией, определяющей требования и порядок обработки конфиденциальной информации; • получение от субъекта доступа расписки о неразглашении доверенной ему конфиденциальной информации; • обеспечение охраны объекта, на котором расположена защищаемая АС, (территория, здания, помещения, хранилища информационных носителей) путем установления соответствующих постов, технических средств охраны или любыми другими способами, предотвращающими или существенно затрудняющими хищение средств вычислительной техники (СВТ), информационных носителей, а также НСД к СВТ и линиям связи; • выбор класса защищенности АС в соответствии с особенностями обработки информации (технология обработки, конкретные условия эксплуатации АС) и уровнем ее конфиденциальности; • организация службы безопасности информации, осуществляющей учет, хранение и выдачу информационных носителей, паролей, ключей, ведение служебной информации СЗИ НСД (генерацию паролей, ключей, сопровождение правил разграничения доступа), приемку включаемых в АС новых программных средств, а также контроль за ходом технологического процесса обработки конфиденциальной информации и т. д.; • разработка СЗИ НСД, включая соответствующую организационно-распорядительную и эксплуатационную документацию; • осуществление приемки СЗИ НСД в составе АС. Лекция 9
Учебные вопросы: 1. Основные понятия защиты от НСД. 2. Формальные модели защиты. 3. Системы разграничения доступа. Вопрос 1. Основные понятия защиты от НСД Защита конфиденциальной и ценной информации от несанкционированного доступа (НСД) и модификации призвана обеспечить решение одной из наиболее важных задач защиты имущественных прав владельцев и пользователей ЭВМ – защиту собственности, воплощенной в обрабатываемой с помощью ЭВМ информации, от всевозможных злоумышленных покушений, которые могут нанести существенный экономический и другой материальный и нематериальный ущерб. К ней примыкает задача защиты государственных секретов, где в качестве собственника информации выступает государство. В рамках проблемы защиты информации от НСД целесообразно рассматривать также задачу защиты материальной собственности, воплощенной в виде технических (программно-аппаратных) средств ЭВМ, включая носители данных, от непреднамеренного или злоумышленного разрушения и кражи. Для борьбы с этими угрозами реализуется комплекс организационно-технических мер защиты, традиционно применяемый по отношению к любым другим объектам материальной собственности, в частности такие, как охрана и ограничение доступа посторонних лиц к ЭВМ и хранилищам носителей данных; создание барьеров безопасности путем оборудования помещений обычными, кодовыми и электронными замками, решетками, системами внутреннего телевидения и тревожной сигнализации; ограждение зданий и территорий заборами с электронными системами контроля проникновения, создание резервных вычислительных ресурсов и хранилищ носителей данных и т. п. Другой проблемой является задача защиты информационных и вычислительных ресурсов от несанкционированного (бесплатного) использования. К специальным мерам, ориентированным на борьбу с угрозами данного вида относятся средства контроля включения питания и загрузки программного обеспечения в ЭВМ, реализуемые на базе механических и электронных ключей, а также средства парольной защиты при " входе " в ЭВМ, как со стороны локальных, так и со стороны удаленных пользователей. В более общем случае можно рассматривать данный вид защиты как частный случай проблемы разграничения полномочий и доступа, описанной ниже, и использовать соответствующие меры защиты. Центральной в проблеме защиты информации от НСД является задача разграничения функциональных полномочий и доступа к информации, направленная не только на предотвращение возможности потенциального нарушителя " читать" хранящуюся в компьютере информацию, но и на предотвращение возможности нарушителя модифицировать ее штатными и нештатными средствами. 4 Требования по защите от НСД в различных приложениях могут существенно варьироваться, однако они всегда направлены на достижение (в определенном сочетании) трех основных свойств защищаемой информации: – конфиденциальность (засекреченная информация должна быть доступна только тому, кому она предназначена); – целостность (информация, на основе которой принимаются важные решения, должна быть достоверной, точной и защищенной от возможных непреднамеренных и злоумышленных искажений); – готовность (информация и соответствующие автоматизированные службы должны быть доступны, готовы к обслуживанию всегда, когда в них возникает необходимость). На практике существует весьма широкий спектр различных подходов и методов реализации программных и аппаратных средств разграничения доступа (СРД), в том числе с применением криптографии. Однако для всех СТД присуши некоторые общие черты и единообразные базисные компоненты, такие, как диспетчер доступа, модель зашиты и блок аутентификации. Реализуемый в виде совокупности программно-аппаратных механизмов, диспетчер доступа обеспечивает необходимую дисциплину разграничения доступа субъектов (активных элементов вычислительного процесса: пользователей, процессов, процедур и т. п. ) к объектам (пассивным информационным элементам и контейнерам данных: файлам, томам данных, устройствам, программам и т. п. ), описываемую посредством математически строгой модели защиты. На основании полномочий субъекта и свойств объекта данных, записанных в базе полномочий, и характеристик доступа, диспетчер принимает решение разрешить доступ, либо отказать в нем. В идеале диспетчер доступа (ДЦ) должен отвечать следующим фундаментальным требованиям: – формальная модель защиты – алгоритм принятия решения о доступе, закладываемый в основу СРД, должен базироваться на формальной модели защиты, обеспечивающей возможность математически строгого анализа характеристик безопасности защищаемой вычислительной системы; – верифицируемость – программно-аппаратные механизмы СРД должны быть достаточно простыми, небольшими по объему и хорошо структурированными для того, чтобы была обеспечена возможность их верификации, то есть подтверждения корректности и соответствия логики их функционирования заданной модели защиты; – защищенность механизмов – программно-аппаратные механизмы и информационные структуры СРД должны быть надежно защищены от случайной или преднамеренной модификации; – полнота контроля – СРД должна контролировать все обращения к защищаемому объекту по всем возможным каналам доступа. Формальная модель защиты является математической абстракцией, отображающей взаимоотношения между пользователем и данными в вычислительной системе. Она необходима и как инструмент для 38 исследования поведения вычислительной системы с точки зрения возможной утечки информации, так и в качестве алгоритмической базы для реализации, программно-аппаратных механизмов диспетчера доступа. Одним из важных элементов СРД является блок аутентификации, ответственный за достоверное опознание (или, как иногда говорят, за подтверждение подлинности) пользователя. В большинстве практических случаев вполне приемлемым может считаться способ аутентификации, основанный на проверке предъявляемого пользователем секретного пароля (признаком является знание человеком некоторого индивидуального секрета)' Достоверность процедуры автоматического опознания личности может быть усилена за счет применения дополнительных устройств – электронных и механических ключей различного вида (дополнительный признак – " владение" определенным предметом). В ответственных случаях можно рекомендовать применение средств биометрической аутентификации, осуществляющих опознание человека по его неотъемлемым психофизическим характеристикам, таким, как форма и динамика рукописной подписи, " почерк" работы на клавиатуре, рисунок капилляров сетчатки глаза, форма отпечатка пальца и т. п. Для объективной оценки защищенности вычислительных систем от НСД общепринятым является подход, основанный на методе экспертной оценки совокупности функциональных и качественных характеристик операционной среды, зафиксированных в соответствующих национальных и международных стандартах (таких, например, как европейский стандарт " Критерии оценки безопасности информационных технологии" ). При этом одним из наиболее сложных вопросов аттестации защищенности является подтверждение невозможности " прокола" операционной системы со стороны пользовательских программ. С этой целью необходимо использовать трудоемкие и дорогостоящие методы разработки доказательно корректного" (доверенного) программного обеспечения, методы формальной верификации программ и т. п. В качестве альтернативного подхода предлагается шире использовать методы криптографического разграничения доступа. Средства разграничения функциональных полномочий и доступа находят применение не только для защиты информационной собственности, но могут широко использоваться в целях обеспечения непрерывности, корректности и надежности функционирования АС, информационных служб. Вопрос 2. Формальные модели защиты Рассмотрим так называемую матричную модель защиты, получившую на сегодняшний день наибольшее распространение на практике. В терминах матричной модели, состояние системы защиты описывается тройкой:
(S, О, М),
где S – множество субъектов доступа, являющихся активными структурными элементами модели (в большинстве случаев субъекты в свою очередь могут рассматриваться как объекты доступа, т. е. S является подмножеством О); О – множество объектов доступа, являющихся пассивными защищаемыми элементами модели; каждый объект однозначно идентифицируется с помощью имени объекта; М – матрица доступа, в которой строки соответствуют субъектам, а столбцы объектам; значение элемента матрицы М[S, О] определяет права доступа субъекта S к объекту О. Права доступа регламентируют способы обращения субъекта 5 к различным типам объектов доступа. Так, например, права доступа к файлам или сегментам памяти обычно определяют как чтение (К), запись (АУ) и выполнение (Е). В некоторых системах используется еще одно право доступа – дополнение (А), означающее право субъекта производить запись данных в свободные области объекта без перекрытия имеющихся данных. С помощью матрицы доступа может быть описано состояние любой, сколь угодно сложной системы защиты в произвольный момент ее существования. Однако, несмотря на гибкие изобразительные возможности, матричным моделям присущи и серьезные недостатки. Во-первых, низкий, излишне детализированный уровень описания отношений субъектов и объектов затрудняет анализ соблюдения так называемых правил разграничения доступа, то есть тех высокоуровневых отношений между субъектами – людьми и объектами – документами, которые приняты в социальных группах для регулирования доступа к секретным’ «и другим охраняемым данным. Во-вторых, вследствие трудно поддающегося регулированию разрастания размеров матриц доступа в реальных системах, процедуры по их обслуживанию и поддержанию в адекватном изменяемым условиям] состоянии оказываются весьма трудоемкими. Централизованная в руках администратора защиты служба сопровождения становится узким местом в работе систем, обладающих большой динамикой состава пользователей и программ. Для преодоления указанных выше недостатков матричных моделей разработаны так называемые многоуровневые модели защиты, классическими примерами которых являются модель конечных состояний Белла и Ла Падулы и решетчатая модель Деннинга. Многоуровневые модели переносят в операционную среду ЭВМ, в мир " электронных" документов, общепринятые и хорошо отработанные принципы обращения с бумажными секретными, особо важными, конфиденциальными документами, в течение многих лет применяемые на практике. Для последующего выявления аналогий с организационными мерами защиты напомним основные правила обращения с секретными документами, определенные соответствующими инструкциями. Каждому охраняемому документу присваивается метка, отражающая уровень конфиденциальности (секретности) содержащихся в этом документе сведений. Помимо этого документу может быть присвоена одна или несколько меток, отражающих категории конфиденциальности (секретности) документа. Любому лицу, привлекаемому к работе с секретными, конфиденциальными документами, также приписывается аналогичный набор признаков, определяющих возможность его доступа к информации определенного уровня. И при этом уровню конфиденциальности документа соответствует уровень допуска лица, а категории конфиденциальности документа – категория допуска лица. Набор категорий определяется организационной принадлежностью лица. Дисциплина разграничения доступа к документам определяется следующими двумя фундаментальными правилами: – лицо допускается к работе с документом только в том случае, если уровень допуска лица равен или выше уровня конфиденциальности Документа, а в наборе категорий доступа данного лица содержатся все категории, определенные для данного документа; – только специально уполномоченное лицо может снизить уровень Документа или исключить признак категории документа. Более детальное разграничение доступа (при обязательном выполнении Указанных правил) достигается за счет явного указания взаимосвязи конкретных документов с конкретными лицами по принципу " положено знать". Для этого в документ включается специальный список, определяющий полный перечень лиц, которым ознакомление с данным документом разрешено и необходимо для выполнения своих прямых производственных, функциональных обязанностей. Многоуровневая модель защиты определяет аналогичные взаимоотношения между элементами, участвующими в вычислительном процессе. Активные элементы вычислительного процесса (пользователи, задачи и т. п. ) наделяются определенными правами доступа, надежно зафиксированными в мандате субъекта. Для задачи (процесса) они, например, могут, определятся в соответствии с уровнем допуска лица, обслуживаемого данной задачей. Пассивные элементы вычислительного процесса – разнообразные] контейнеры данных (периферийные устройства внешней памяти, тома и наборы данных, файлы, разделы, сегменты внешней и основной памяти т. п. ) наделяются определенными признаками конфиденциальности, зависящими от уровня содержащейся в этих контейнерах информации. Признаки конфиденциальности надежно фиксируются в метке объекта. (В связи с использованием терминов " мандат" и " метка" многоуровневую защиту часто называют мандатной защитой или защитой с метками конфиденциальности). Права доступа каждого субъекта и характеристики конфиденциальности каждого объекта отображаются в виде совокупности уровня конфиденциальности и набора категорий конфиденциальности (возможно пустого). Уровень конфиденциальности может принимать одно из строго упорядоченного ряда фиксированных значений, например, конфиденциально, секретно, только для узкого круга лиц, несекретно и т. п. Отдельно взятые категории равнозначны, однако их наборы (множества) могут быть упорядочены на основании отношения включения подмножеств. Практика показывает, что многоуровневые модели защиты находятся гораздо ближе к потребностям реальной жизни, нежели матричные модели, и представляют собой хорошую основу для построения автоматизированных систем разграничения доступа. За счет более высокого " интеллекта", содержащегося в решетчатых моделях, системы защиты с контролем доступа на уровне потоков данных во многих случаях могут без вмешательства человека принимать решения о допуске пользователей к охраняемым данным, что снижает опасность образования узких мест, связанных с деятельностью администратора защиты. Однако в реализации многоуровневых систем разграничения доступа имеются серьезные теоретические и технические проблемы. Одна из них – возникновение состояний избыточной конфиденциальности (секретности), связанных с необходимостью автоматической деклассификании конфиденциальных данных. Другие проблемы, связанные с трудностями реализации многоуровневых систем разграничения доступа, рассматриваются в последующем материале. Вопрос 3. Системы разграничения доступа На практике системы разграничения доступа (СРД), базирующиеся на моделях матричного типа, реализуются обычно в виде специальных компонент универсальных операционных систем (ОС) или систем управления базами данных (СУБД). Зачастую такие компоненты поставляются в виде самостоятельных программных изделий. Например, такие известные программные средства защиты, как RACF (Resource Access Control Facility) фирмы «IBM», SECURE5ЕС1ЖЕ фирмы «Boole and Baddige» и TOPSECRET фирмы «CGA Computer Ivc», предназначены для расширения функциональных возможностей широко распространенных ОС IBM System/370 MVS и VSI возможностями аутентификации пользователей и матричного разграничения доступа к томам и наборам данных на магнитных дисках, томам данных на магнитной ленте, терминалам, а также транзакциям IMS и CICS и некоторым другим объектам данных. В более современных ОС, таких, как UNIX и VAX/VMS, функции разграничения доступа к элементам файловой структуры интегрированы непосредственно в управляющую программу. Существенной особенностью матричных СРД для наиболее широко используемых на сегодняшний день универсальных ОС является принципиальная децентрализованность механизмов диспетчера доступа, что приводит к невозможности строгого выполнения изложенных выше Требований верифицируемости, защищенности и полноты контроля этих механизмов. В области многоуровневых СРД доминирующей идеей, в течение последнего десятилетия определявшей основное направление исследований, является концепция разработки защищенной универсальной ОС на базе так называемого ядра безопасности. Под ядром безопасности понимают локализованную, минимизированную, четко ограниченную и надежно изолированную совокупность программно-аппаратных механизмов, доказательно правильно реализующих функции диспетчера доступа (и ряд других сопутствующих служебных функций, например доверенных процессов). Демонстрация корректности функционирования ядра безопасности проводится путем полной формальной верификации его программ и пошаговым доказательством их соответствия заданной математической модели защиты на всех стадиях разработки. Важно отметить, что сама концепция ядра безопасности своим рождением обязана стремлению преодолеть трудности реализации средств защиты в рамках традиционных ОС. В упрощенной трактовке этот тезис выглядит следующим образом: " Если невозможно создать верифицируемую систему защиты для произвольной ОС, то необходимо создать специальную ОС (а может и специальную ЭВМ), средства защиты которой допускали бы формальную верификацию". Создатели ядра безопасности обеспечивают выполнение требований к диспетчеру доступа за счет специфической структуры ОС и самого ядра, применения специальных методов и технологии разработки, а также при определенной архитектурной поддержке, реализуемой в аппаратных средствах ЭВМ. Стремление к снижению объема и внутренней логической сложности ядра продиктовано необходимостью выполнения требований верифицируемости. Той же цели служит специальная технология разработки программ ядра и некоторых других компонентов ОС (использование средств формальной спецификации программ и автоматизированной проверки их корректности, применение специфических приемов программирования и специальных компиляторов и т. п. ). Выполнению требования защищенности собственных механизмов СРД способствует использование специальной аппаратной поддержки и включение в состав контролируемых ядром объектов важнейших управляющих структур самой ОС. Последняя мера направлена на предотвращение возможности несанкционированного перехода пользовательских процессов в привилегированное состояние (или, как говорят, " прокола" ОС). Для традиционных универсальных ОС именно задача доказательства отсутствия таких проколов является одной из наиболее трудноразрешимых (требование полноты контроля). К аппаратным средствам поддержки защиты и изоляции ядра безопасности относятся: – многоуровневые, привилегированные режимы выполнения команд (с числом уровней больше двух);
|
|||
|