Построение комплексной защиты автоматизированных систем

Учебные вопросы:
1. Основы проектирования комплексной защиты информационной системы от НСД.
2. Критерии оценки защищенности автоматизированных систем.
3. Методы обеспечения информационной безопасности защищенных автоматизированных систем
4. Деятельность персонала по эксплуатации защищенных автоматизированных систем и подсистем безопасности автоматизированных систем.

1 Основы проектирования комплексной защиты
информационной системы от НСД
На предыдущем занятии мы рассмотрели защиту информации от утечки по электромагнитным, электрическим и акустическим каналам.
При анализе общей проблемы безопасности информации еще выделяются такие направления, в которых преднамеренная или непреднамеренная деятельность человека, а также неисправности ТС, ошибки программного обеспечения могут привести к утечке, модификации или уничтожению информации. Такие направления относятся к несанкционированному доступу к информации (НСД).
Под НСД понимается доступ к информации, нарушающий установленные правила разграничения доступа, с использованием штатных средств, предоставляемых АС.
Под штатными средствами понимается совокупность программного, микропрограммного и технического обеспечения АС.
СПОСОБЫ НДС. К основным способам НСД относятся:
непосредственное обращение к объектам доступа;
создание программных и технических средств, выполняющих обращение к объектам доступа в обход средств защиты;
модификация средств защиты, позволяющая осуществить НСД;
внедрение в технические средства или АС программных или технических механизмов, нарушающих предполагаемую структуру и функции АС и позволяющих осуществить НСД.

Рассмотрим автоматизированную систему обработки информации как объект, в котором имеется некоторое множество возможных каналов несанкционированного доступа к предмету защиты. Для построения защиты информации в данной системе на каждом возможном канале несанкционированного доступа (ВКНСД), а если возможно, сразу на нескольких установить соответствующую преграду. Чем большее количество ВКНСД перекрыто средствами защиты и ниже вероятность их преодоления нарушителем, тем выше безопасность информации.
Структура защиты будет носить многозвенный и многоуровневый характер. Количество перекрываемых ВКНСД при этом будет зависеть от заданной квалификации нарушителя.
Нарушители могут быть:
нарушитель-профессионал;
нарушитель высокой квалификации;
относительно квалифицированный нарушитель-непрофессионал;
безответственный пользователь.
Поведение потенциального нарушителя может быть следующим:
1. Нарушитель может появиться в любое время и в любом месте периметра автоматизированной системы.
2. Квалификация и осведомленность нарушителя может быть на уровне разработчика данной системы.
3. Постоянно хранимая информация, включая секретную, принципы работы системы нарушителю известны.
4. Для достижения своей цели нарушитель выверит наиболее слабое звено в защите.
5. Нарушителем может быть законный пользователь системы.
6. Нарушитель действует один.

В этих условиях в систему построения защиты должны быть положены принципы:
1. Необходимо «построить» вокруг предмета защиты постоянно действующий замкнутый контур защиты.
2. Свойства преграды, составляющие защиту должны, по возможности, соответствовать ожидаемой квалификации и осведомленности нарушителя.
3. Для входа в систему законного пользователя необходима переменная секретная информация, известная только ему.
4. Итоговая прочность защитного контура определяется его слабейшим звеном.
5. При наличии нескольких законных пользователей полезно обеспечить разграничение их доступа к информации в соответствии с полномочиями и выполняемыми функциями.
Можно установить следующее распределение ВКНСД по классам:
1. Все ВКНСД, возможные в данной системе и в данный момент времени.
2. Все ВКНСД, кроме машинных носителей с остатками информации, подлежащей защите специальными криптографическими методами.
3. Только следующие ВКНСД:
терминалы пользователей;
аппаратура регистрации, документирования, отображения информации;
машинные и бумажные носители информации;
средства загрузки программного обеспечения;
технологические пульты и органы управления;
внутренний монтаж аппаратуры;
линии связи между аппаратными средствами

Анализ возможных каналов НСД к информации показывает, что данные каналы необходимо разделить на 2 вида:
1. Контролируемые:
терминалы пользователей;
аппаратура регистрации, документирования, отображения информации;
средства загрузки программного обеспечения;
технологические пульты и органы управления;
внутренний монтаж аппаратуры;
побочные наводки информации на сетях электропитания и заземления аппаратуры, вспомогательных и посторонних коммуникациях, размещенных вблизи ТС.
2. Неконтролируемые:
машинные носители ПО и информации, выносимые за пределы системы;
долговременные запоминающие устройства с остатками информации, выносимыми за пределы системы;
внешние каналы связи;
Основная тактика защиты информации от НСД заключаются в выполнении следующих задач:
Предупреждении и контроле попыток НСД.
Своевременном обнаружении места и блокировки несанкционированных действий.
Регистрации и документировании событий.
Установление и устранение причины НСД.
Ведение статистики и прогнозирования НСД.

2 Критерии оценки защищенности автоматизированных систем
Одним из необходимых условий проектирования систем защиты информации (СЗИ) от несанкционированного доступа (НСД) для автоматизированных систем (АС) является анализ потенциальных угроз безопасности с целью определения исходных данных и граничных условий для разработки средств защиты. Чем полнее и детальнее будет описано множество угроз, тем с большей вероятностью будут найдены адекватные средства и способы защиты.
С другой стороны, решение задачи эффективности средств защиты невозможно без системы критериев и показателей защищенности АС от НСД. При этом, если характеристики угроз являются исходными данными для проектирования системы защиты, то система критериев и показателей защищенности позволяет не только оценивать результаты разработки, но и контролировать ее ход.
Для решения этой задачи на этапе проектирования СЗИ выполняются следующие работы:
анализ исходных данных и потенциальных угроз;
выявление уязвимых мест и каналов потенциальных нарушений безопасности АС;
построение модели потенциальных угроз;
определение вероятностей угроз;
оценка вероятного ущерба при реализации угроз;
построение модели защиты;
определение системы критериев и показателей защищенности;
оценка защищенности АС.

Перечень угроз, оценка вероятностей их реализации, а также модель угроз являются основой для определения требований к СЗИ. На практике задача формального описания полного множества угроз чрезвычайно сложна вследствие очень большого числа факторов, влияющих на процессы хранения и обработки информации в современных АС. Поэтому для защищаемой системы определяют, как правило, не полный перечень угроз, а перечень классов угроз в соответствии с принятой классификацией. При этом классификация возможных угроз информационной безопасности АС проводится по ряду базовых признаков, например:
по природе возникновения;
по степени преднамеренности проявления;
по непосредственному источнику угроз;
по положению источника угроз;
по степени зависимости от активности АС;
по степени воздействия на АС и т.п.
В свою очередь, использование методов классификации угроз предопределяет классификацию методов защиты и обусловливает существование систем показателей защищенности классификационно-описательного типа.
Примером могут служить критерии и показатели защищенности, изложенные в руководящих документах (РД) Гостехкомиссии (ГТК) России, посвященных вопросам защиты информации в АС и средствах вычислительной техники (СВТ). РД ГТК определяют две группы требований к безопасности – показатели защищенности СВТ от НСД и критерии защищенности АС обработки информации. Различие подходов к проблеме защищенности АС и СВТ обусловлено тем, что СВТ представляют собой элементы, на основе которых строятся АС и по отношению к которым можно говорить лишь о защищенности СВТ от НСД. При рассмотрении АС появляются дополнительные характеристики (например, полномочия пользователей, модель нарушителя, технология обработки информации и др.).

Применительно к СВТ в РД ГТК устанавливается классификация СВТ по уровню защищенности от НСД к информации на базе перечня показателей защищенности и совокупности описывающих их требований. Конкретные перечни показателей определяют классы защищенности СВТ. Совокупность всех средств защиты составляет комплекс средств защиты (КСЗ).
РД ГТК устанавливает семь классов защищенности СВТ от НСД к информации. Самый низкий класс – седьмой, самый высокий – первый. РД содержат требования к классам, являющиеся примером применения необходимых условий оценки качества защиты, при которых наличие определенного механизма класса защиты является основанием для отнесения СВТ к некоторому классу.
Относительно АС устанавливается девять классов защищенности от НСД, распределенных по трем группам. Каждый класс характеризуется определенной совокупностью требований к средствам защиты.
Являясь основным официальным документом, регламентирующим создание средств защиты от НСД, РД ГТК содержит исключительно описательные требования к КСЗ, причем ранжирование требований по классам защищенности значительно упрощено и сведено до определения наличия или отсутствия заданного набора механизмов защиты, что существенно снижает гибкость требований и возможность их практического применения.
В самом деле, разработчик решает на практике по сути задачу оптимального синтеза СЗИ для заданного множества угроз.

Необходимым условием решения задачи синтеза СЗИ является определение в явном виде функции эффективности E= W(S,C). где S – параметры структуры, C – параметры управления.
Использование расчетных показателей эффективности позволяет автоматизировать процедуру оптимизации при синтезе СЗИ для заданных условий на этапах: проектирование, создание дистрибутива (установщика программ), генерация конкретной версии, настройка конкретной версии.
При этом на этапах проектирования и создания дистрибутива описательные требования к СЗИ должны обеспечить разработку соответствующих аппаратных средств и дистрибутива программного обеспечения.
Анализ множества угроз с использованием моделей угроз, моделей защиты и расчетных показателей эффективности позволяет уточнить состав СЗИ и дистрибутива.
На этапе генерации конкретной версии уточняются состав и функции СЗИ. И если на этапе проектирования основными могут быть ограничения, накладываемые на процесс разработки и эксплуатации (например ограничения на полные затраты на разработку), то на этапе генерации конкретной версии определяющими становятся ограничения на процесс эксплуатации СЗИ.
Кроме того, если в составе СЗИ присутствуют средства параметрической настройки, обеспечивающие тонкую настройку СЗИ на этапе эксплуатации с целью минимизации влияния средств СЗИ на производительность базовой АС, можно рассматривать задачу параметрического синтеза СЗИ.

3. Методы обеспечения информационной безопасности
защищенных автоматизированных систем
При разработке ЗАС должно быть предусмотрено:
мониторинг показателей и разработка, использование и совершенствование средств защиты информации и методов контроля эффективности этих средств, развитие защищенных телекоммуникационных систем, повышение надежности специального программного обеспечения;
создание систем и средств предотвращения несанкционированного доступа к обрабатываемой информации и специальных воздействий, вызывающих разрушение, уничтожение, искажение информации, а также изменение штатных режимов функционирования систем и средств информатизации и связи;
выявление технических устройств и программ, представляющих опасность для нормального функционирования информационно-телекоммуникационных систем, предотвращение перехвата информации по техническим каналам, применение криптографических средств защиты информации при ее хранении, обработке и передаче по каналам связи, контроль за выполнением специальных требований по защите информации;
сертификация средств защиты информации, лицензирование деятельности в области защиты государственной тайны, стандартизация способов и средств защиты информации;
совершенствование системы сертификации телекоммуникационного оборудования и программного обеспечения автоматизированных систем обработки информации по требованиям информационной безопасности;
контроль за действиями персонала в защищенных информационных системах;
формирование системы информационной безопасности.
Для обеспечения информационной безопасности защищенных автоматизированных систем используются следующие методы:
управление доступом;
препятствие;
маскировка;
регламентация;
принуждение;
побуждение.

Управление доступом – метод ЗИ регулированием использования всех ресурсов ЗАС. Управление доступом включает следующие функции защиты:
идентификация пользователей, персонала и ресурсов системы;
аутентификация объектов и субъектов;
проверка полномочий субъекта на соответствие регламенту безопасности;
разрешение и создание условий работы в пределах регламента;
регистрация обращений к защищаемым ресурсам;
реагирование при попытках несанкционированных действий (отказ в запросе, задержка работы, отключение, сигнализация).
Препятствие – метод физического преграждения пути злоумышленнику к ресурсам информационной системы.
Маскировка – методы криптографической защиты.
Регламентация – метод защиты информации, создающий такие условия автоматизированной обработки, хранения и передачи защищаемой информации, при которых возможности несанкционированного доступа к ней сводились бы к минимуму.
Принуждение – метод защиты, при использовании которого пользователи и персонал ЗАС вынуждены соблюдать правила обработки, передачи и использования защищаемой информации под угрозой материальной, административной или уголовной ответственности.
Побуждение – такой метод защиты, который побуждает пользователей и персонал системы не нарушать сложившиеся моральные нормы.

Перечисленные методы ИБ реализуются на практике применением различных средств защиты, которые делятся на два класса:
Формальные – выполняющие защитные функции по заранее определенной процедуре без непосредственного участия человека;
Неформальные – определяются целенаправленной деятельностью человека либо регламентируют эту деятельность.
Средства защиты информации:
Технические средства реализуются в виде электрических, электромеханических и электронных устройств (делятся на аппаратные и физические).
Под аппаратными средствами понимают устройства, встраиваемые непосредственно в аппаратуру ЗАС, или устройства, которые сопрягаются с этой аппаратурой по стандартному интерфейсу (электронные ключи, схемы аппаратного шифрования).
Физические средства реализуются в виде автономных устройств и систем (оборудование сигнализации, двери, решетки).
Программные средства представляют собой ПО, специально предназначенное для выполнения функций защиты информации. Программные средства по функциям делятся на:
средства контроля доступа,
средства аудита,
средства блокирования атак (межсетевые экраны),
средства поиска уязвимостей (сканеры безопасности),
средства анализа кодов программ,

Организационные средства защиты представляют собой организационно-технические и организационно-правовые мероприятия, осуществляемые на всех этапах жизненного цикла ЗАС (строительство помещений, проектирования ИС, монтаж и наладка оборудования, испытания и эксплуатация).
Законодательные средства защиты определяются законами и другими документами, регламентирующими правила использования, обработки и передачи ключевой информации и устанавливающими ответственность за нарушение правил.
Морально-этические средства защиты реализуются в виде всевозможных норм, которые складываются по мере развития информационных технологий. Эти нормы не являются обязательными как законы, но их несоблюдение может привести к потере авторитета или престижа человека или организации.
В настоящее время имеются следующие тенденции развития средств обеспечения информационной безопасности:
аппаратная реализация основных функций защиты;
создание комплексных средств защиты, выполняющих несколько защитных функций;
унификация и стандартизация алгоритмов и технических средств.

4. Деятельность персонала по эксплуатации защищенных автоматизированных систем и подсистем безопасности автоматизированных систем
Каждое лицо, входящее в состав персонала АСУ, должно применять соответствующие информационные модели и работать с техническими средствами и документацией, определяющей порядок его деятельности.
Персонал автоматизированных систем может быть условно разделен на три основные категории:
1. разработчиков средств программного, технического, информационного, лингвистического и организационно-технологического обеспечения системы;
2. персонал, обслуживающий систему;
3. пользователей системы.
В зависимости от характера каждой конкретной системы, этапов ее развития, а также видов выполняемых в определенный момент времени работ, отдельные лица, относящиеся к персоналу системы, могут выступать в ней в качестве представителей различных категорий (например, разработчика, представителя обслуживающего персонала и/или пользователя).
Администратор баз данных (АБД) – лицо, отвечающее за выработку требований к базе данных, реализацию, эффективное использование и сопровождение. В зависимости от сложности автоматизированной системы в ней может функционировать один АБД или несколько администраторов.
В процессе эксплуатации системы АБД руководит работой системных программистов и других лиц в части поддержания штатного режима функционирования системы. Используя соответствующие программные и аппаратные средства АБД контролирует работоспособность БД. АБД является ключевой фигурой в правильной организации и эффективном использовании БД.
Аналитик – специалист в области и конкретной прикладной области, в функции которого входит анализ проблем, оптимизация их решения и постановка задач на проектирование или совершенствование автоматизированных систем.

Системный интегратор – специалист по проектированию программно-аппаратных комплексов автоматизированных систем. Термин также применяется для определения характера деятельности специалистов, ориентированных на поддержку работы интегрированных вычислительных систем.
Администратор сети, системный администратор – специалист, отвечающий за нормальное функционирование и использование ресурсов автоматизированной системы и/или вычислительной сети.
Программист – специалист в области разработки, отладки или сопровождения работы средств программного обеспечения автоматизированных систем. В зависимости от характера деятельности программисты могут подразделяться на программистов – аналитиков, прикладных и системных программистов (см. ниже).
Некоторые разновидности должностей программистов:
Программист-аналитик – специалист, сочетающий функции программиста и аналитика.
Прикладной программист – программист, осуществляющий разработку и отладку прикладных программ. Квалифицированный прикладной программист должен быть одновременно специалистом в предметной области, с которой связаны разрабатываемые им программные продукты.
Системный программист – программист, в функции которого входит эксплуатация и сопровождение средств программного обеспечения системы, а также разработка отдельных (как правило, вспомогательных) программных модулей, совершенствующих ее работу.
По другим признакам различаются также:
Ведущий/главный программист – программист, осуществляющий руководство разработкой средств программного обеспечения (программ) и непосредственно участвующий в проектировании отдельных их частей.
Местный/собственный программист – программист, состоящий в штате сотрудников определенной автоматизированной системы или вычислительного центра.

Инженер. Квалификация специалиста с высшим техническим образованием, дополняется указанием области его профессиональной подготовки.
Некоторые разновидности инженерных должностей:
Инженер-программист – инженер, занимающийся разработкой и эксплуатацией средств программного обеспечения (см. также «программист»).
Инженер-системотехник – инженер, занимающийся ремонтом и поддержкой в рабочем состоянии аппаратных средств автоматизированных систем. В отечественной языковой практике в указанном значении используется также термин инженер-электронщик.
Инженер по эксплуатационному обслуживанию – специалист в области электроники или вычислительной техники, инженер по образованию, в функции которого входит организация эксплуатации и поддержка в исправном состоянии технических средств автоматизированной системы.
Инженер знаний – специалист по искусственному интеллекту с инженерным образованием, занимающийся разработкой баз знаний или экспертных систем.
Инженерия знаний – область информатики, связанная с теорией искусственного интеллекта, прикладная направленность которой ориентирована на создание экспертных систем различного назначения и, в частности, - разработку баз знаний, способов их актуализации и управления ими.
Оператор:
Специалист, управляющий работой автоматизированного устройства.
Лицо, ответственное за текущий контроль состояния аппаратных (технических) средств системы.
Специалист, входящий в штат сотрудников организации (фирмы, предприятия), обслуживаемой автоматизированной системой, если они выполняют свои функциональные обязанности с использованием ее терминальных средств.

Пользователь – лицо, использующее услуги автоматизированной системы для получения информации или решения различных задач.
Виды пользователей:
Абонент – лицо, группа лиц или организация, имеющие право на пользование услугами системы в качестве ее внешних или конечных пользователей.
Внешний (конечный) пользователь – пользователь, обращающийся к информационным ресурсам автоматизированной системы или вычислительной сети для решения различных задач и, как правило, не входящий в состав персонала соответствующей системы.
Внутренний пользователь – пользователь, относящийся к персоналу системы, предоставляющей свои ресурсы в вычислительную сеть.
Диалоговый/интерактивный пользователь – пользователь, работающий с системой в диалоговом (интерактивном) режиме.
Терминальный пользователь – пользователь, взаимодействующий с автоматизированной системой со своего терминала, например, ПЭВМ.
Удаленный пользователь – пользователь, осуществляющий доступ к ресурсам системы с удаленного терминала с использованием каналов связи.