Мы приступаем к описанию сервисов безопасности, совокупность которых, на наш взгляд, достаточна для построения защиты, соответствующей современным требованиям.
Современные средства идентификации/аутентификации должны удовлетворять двум условиям:
Первое требование можно выполнить, используя криптографические методы. (Еще раз подчеркнем тот очевидный факт, что современная криптография есть нечто гораздо большее, чем шифрование; соответственно, разные ветви этой дисциплины нуждаются в дифференцированном подходе с нормативной точки зрения.) В настоящее время общепринятыми являются подходы, основанные на системе Kerberos или службе каталогов с сертификатами в стандарте X.509.
Единый вход в сеть — это, в первую очередь, требование удобства для пользователей. Если в корпоративной сети много информационных сервисов, допускающих независимое обращение, то многократная идентификация/аутентификация становится слишком обременительной. К сожалению, пока нельзя сказать, что единый вход в сеть стал нормой, доминирующие решения пока не сформировались.
Дополнительные удобства создает применение биометрических методов аутентификации, основанных на анализе отпечатков (точнее, результатов сканирования) пальцев. В отличие от специальных карт, которые нужно хранить, пальцы "всегда под рукой" (правда, под рукой должен быть и сканер). Подчеркнем, что и здесь защита от нарушения целостности и перехвата с последующим воспроизведением осуществляется методами криптографии.
Разграничение доступа, вероятно, является самой исследованной областью информационной безопасности. "Дискрец" и "мандатное" управление вошли во все теоретические курсы и критерии оценки. Доминируют они и на практике.
К сожалению, в настоящее время следует признать устаревшим (или, по крайней мере, не полностью соответствующим действительности) положение о том, что разграничение доступа направлено на защиту от злоумышленных пользователей. Современные информационные системы характеризуются чрезвычайной сложностью и их внутренние ошибки представляют не меньшую опасность.
Динамичность современной программной среды в сочетании со сложностью отдельных компонентов существенно сужает область применимости самой употребительной — дискреционной модели управления доступом (называемой также моделью с произвольным управлением). При определении допустимости доступа важно не только (и не столько) то, кто обратился к объекту, но и то, какова семантика действия. Без привлечения семантики нельзя выявить троянские программы, противостоять которым произвольное управление доступом, как известно, не в состоянии.
В последнее время появляются новые модели управления доступом, например, модель "песочницы" в Java-технологии. К сожалению, и она не учитывает семантику программ, что, на наш взгляд, является основной причиной выявляемых слабостей в системе безопасности.
Активно развиваемое ролевое управление доступом решает не столько проблемы безопасности, сколько улучшает управляемость систем (что, конечно, очень важно). Суть его в том, что между пользователями и их привилегиями помещаются промежуточные сущности — роли. Для каждого пользователя одновременно могут быть активными несколько ролей, каждая из которых дает ему определенные права.
Мы уже отмечали, что сложность информационной системы характеризуется, прежде всего, числом имеющихся в ней связей. Поскольку ролей много меньше, чем пользователей и привилегий, их (ролей) использование способствует понижению сложности и, следовательно, улучшению управляемости. Кроме того, на основании ролевой модели можно реализовать такие важные принципы, как разделение обязанностей (невозможность в одиночку скомпрометировать критически важный процесс). Между ролями могут быть определены статические или динамические отношения несовместимости (невозможности одному субъекту по очереди или одновременно активизировать обе роли), что и обеспечивает требуемую защиту.
Для некоторых употребительных сервисов, таких как Web, ролевое управление доступом может быть реализовано относительно просто (в Web-случае — на основе cgi-процедур). Правда, следует позаботиться о средствах администрирования, но, разумеется, существуют и они. Так что в данном случае слово за системными администраторами.
Протоколирование/аудит традиционно являлись последним рубежом обороны, обеспечивающим анализ последствий нарушения информационной безопасности и выявление злоумышленников. Такой аудит можно назвать пассивным.
Довольно очевидным обобщением пассивного аудита для сетевой среды является совместный анализ регистрационных журналов отдельных компонентов на предмет выявления противоречий, что важно в случаях, когда злоумышленнику удалось отключить протоколирование или модифицировать журналы.
В современный арсенал защитных средств несколько лет назад вошел активный аудит, направленный на выявление подозрительных действий в реальном масштабе времени. Активный аудит включает два вида действий:
Нетипичное поведение выявляется статистическими методами, путем сопоставления с предварительно полученными образцами. Начало злоумышленной активности обнаруживается по совпадению с сигнатурами известных атак. За обнаружением следует заранее запрограммированная реакция (как минимум — информирование системного администратора, как максимум — контратака на систему предполагаемого злоумышленника).
Важным элементом современной трактовки протоколирования/аудита является протокол автоматизированного обмена информацией о нарушениях безопасности между корпоративными системами, подключенными к одной внешней сети. Работа над этим протоколом ведется под эгидой IETF. В наше время системы не могут считаться изолированными, они не должны жить по закону "каждый за себя"; угрозам следует противостоять сообща.
Экранирование как сервис безопасности выполняет следующие функции:
Современные межсетевые экраны фильтруют данные на основе заранее заданной базы правил, что позволяет, по сравнению с традиционными операционными системами, реализовывать гораздо более гибкую политику безопасности. При комплексной фильтрации, охватывающей сетевой, транспортный и прикладной уровни, в правилах могут фигурировать сетевые адреса, количество переданных данных, операции прикладного уровня, параметры окружения (например, время) и т.п.
Преобразование передаваемых данных может затрагивать как служебные поля пакетов, так и прикладные данные. В первом случае обычно имеется в виду трансляция адресов, помогающая скрыть топологию защищаемой системы. Это — уникальное свойство сервиса экранирования, позволяющее скрывать существование некоторых объектов доступа. Преобразование данных может состоять, например, в их шифровании.
В процессе фильтрации (точнее, параллельно с ней) может выполняться дополнительный контроль (например, антивирусный). Возможны и дополнительные преобразования, наиболее актуальным из которых является исправление заголовков или иной служебной информации, ставшей некорректной после наступления 2000 года. Отметим, впрочем, что протоколы TCP/IP практически свободны от Проблемы 2000.
Применение межсетевого экранирования поставщиками Интернет-услуг в соответствии с рекомендациями [8] позволило бы существенно снизить шансы злоумышленников и облегчить их прослеживание. Данная мера еще раз показывает, как важно рассматривать каждую информационную систему как часть глобальной инфраструктуры и принимать на себя долю ответственности за общую информационную безопасность.
На наш взгляд, туннелирование, как и экранирование, следует рассматривать как самостоятельный сервис безопасности. Его суть состоит в том, чтобы "упаковать" передаваемую порцию данных, вместе со служебными полями, в новый "конверт". Данный сервис может применяться для нескольких целей:
Туннелирование может применяться как на сетевом, так и прикладном уровнях. Например, стандартизовано туннелирование для IP и двойное конвертование для почты X.400.
Комбинация туннелирования и шифрования (с необходимой криптографической инфраструктурой) на выделенных шлюзах позволяет реализовать такое важное в современных условиях защитное средство, как виртуальные частные сети. Такие сети, наложенные обычно поверх Интернет, существенно дешевле и гораздо безопаснее, чем действительно собственные сети организации, построенные на выделенных каналах. Коммуникации на всем их протяжении физически защитить невозможно, поэтому лучше изначально исходить из предположения об уязвимости и соответственно обеспечивать защиту. Современные протоколы, направленные на поддержку классов обслуживания, помогут гарантировать для виртуальных частных сетей заданную пропускную способность, величину задержек и т.п., ликвидируя тем самым единственное на сегодняшний день реальное преимущество сетей собственных.
Шифрование — важнейшее средство обеспечения конфиденциальности и, одновременно, самое конфликтное место информационной безопасности (практически во всех странах, не только в России).
Мы, разумеется, не будем вдаваться в тонкости криптографии. Нам хотелось бы обратить внимание на то, что у компьютерной криптографии две стороны — собственно криптографическая и интерфейсная, позволяющая сопрягаться с другими частями информационной системы. Важно, чтобы были обеспечены достаточное функциональное богатство интерфейсов и их стандартизация. Криптографией, в особенности шифрованием, должны, разумеется, заниматься профессионалы. От них требуется разработка защищенных инвариантных компонентов, которые можно было бы свободно (по крайней мере, с технической точки зрения) встраивать в существующие и перспективные конфигурации.
Отметим, что у современного шифрования есть и внутренние проблемы, как технические, так и нормативные. Из технических наиболее острой является проблема производительности. Программная реализация на универсальных процессорах не является адекватным средством (здесь можно провести аналогию с компрессией видеоизображений). Еще одна техническая задача — разработка широкого спектра продуктов, предназначенных для использования во всех видах компьютерного и сетевого оборудования — от персональных коммуникаторов до мощных шлюзов.
Из нормативных проблем отметим необходимость официального признания допустимости использования зарубежных средств и алгоритмов (поскольку это предписывается, например, спецификациями IPsec).
Контроль целостности относится к числу "благополучных" сервисов безопасности, несмотря на его криптографическую природу. Здесь и проблема производительности стоит не так остро, как в случае шифрования, и отечественные стандарты лучше согласуются с международными.
В современных системах контроль целостности должен распространяться не только на отдельные порции данных, аппаратные или программные компоненты. Он обязан охватывать распределенные конфигурации, защищать от несанкционированной модификации потоки данных.
В настоящее время существует достаточно решений для контроля целостности и с системной, и с сетевой направленностью (обычно контроль выполняется прозрачным для приложений образом как часть общей протокольной активности). Стандартизован программный интерфейс к этому сервису (как часть общего интерфейса службы безопасности, см. [9] ).
Контроль защищенности по сути представляет собой попытку "взлома" информационной системы, осуществляемого силами самой организации или уполномоченными лицами. Идея данного сервиса в том, чтобы обнаружить слабости в защите раньше злоумышленников. В первую очередь, имеются в виду не архитектурные (их ликвидировать сложно), а "оперативные" бреши, появившиеся в результате ошибок администрирования или из-за невнимания к обновлению версий программного обеспечения.
Средства контроля защищенности позволяют накапливать и многократно использовать знания об известных атаках. Очевидна их схожесть с антивирусными средствами; формально последние можно считать их подмножеством. Очевиден и реактивный, запаздывающий характер подобного контроля (он не защищает от новых атак). Впрочем, следует помнить, что оборона должна быть эшелонированной, так что в качестве одного из рубежей контроль защищенности вполне адекватен. Отметим также, что подавляющее большинство атак носит рутинный характер; они возможны только потому, что известные слабости годами остаются неустраненными.
Существуют как коммерческие, так и свободно распространяемые продукты для контроля защищенности. Впрочем, в данном случае важно не просто один раз получить и установить их, но и постоянно обновлять базу данных слабостей. Это может оказаться не проще, чем следить за информацией о новых атаках и рекомендуемых способах противодействия.
Обнаружение отказов и оперативное восстановление относится к числу сервисов, обеспечивающих высокую доступность (готовность). Его работа опирается на элементы архитектурной безопасности, а именно на существование избыточности в аппаратно-программной конфигурации.
В настоящее время спектр программных и аппаратных средств данного класса можно считать сформировавшимся. На программном уровне соответствующие функции берет на себя программное обеспечение промежуточного слоя. Среди аппаратно-программных продуктов стандартом стали кластерные конфигурации. Восстановление производится действительно оперативно (десятки секунд, в крайнем случае минуты), прозрачным для приложений образом.
Важно отметить, что обнаружение отказов и оперативное восстановление может играть по отношению к другим средствам безопасности инфраструктурную роль, обеспечивая высокую готовность последних. Это особенно важно для межсетевых экранов, средств поддержки виртуальных частных сетей, серверов аутентификации, нормальное функционирование которых критически важно для корпоративной информационной системы в целом. Такие комбинированные продукты получают все более широкое распространение.
Управление можно отнести к числу инфраструктурных сервисов, обеспечивающих нормальную работу функционально полезных компонентов и средств безопасности. Сложность современных систем такова, что без правильно организованного управления они постепенно (а иногда и довольно быстро) деградируют как в плане эффективности, так и в плане защищенности.
В контексте данной статьи особенно важной функцией управления является контроль согласованности конфигураций различных компонентов (имеется в виду семантическая согласованность, относящаяся, например, к наборам правил нескольких межсетевых экранов). Процесс администрирования идет постоянно; требуется, однако, чтобы при этом не нарушалась политика безопасности.
Современное управление, на наш взгляд, вступило в переломный этап. Начинают появляться продукты, обладающие достаточной интеллектуальностью, открытостью, расширяемостью, масштабируемостью, продукты, приемлемые по цене и по потребляемым ресурсам. Вероятно, должно пройти еще некоторое время, чтобы они стали достаточно зрелыми, стабилизировались.
Мы перечислили десяток сервисов безопасности. Как объединить их для создания эшелонированной обороны, каково их место в общей архитектуре информационных систем?
На внешнем рубеже располагаются средства выявления злоумышленной активности и контроля защищенности. Далее идут межсетевые экраны, защищающие внешние подключения. Они, вместе со средствами поддержки виртуальных частных сетей (обычно объединяемых с межсетевыми экранами) образуют периметр безопасности, отделяющий корпоративную систему от внешнего мира.
Сервис активного аудита должен присутствовать во всех критически важных компонентах и, в частности, в защитных. Это позволит быстро обнаружить атаку, даже если по каким-либо причинам она окажется успешной.
Управление доступом также должно присутствовать на всех сервисах, функционально полезных и инфраструктурных. Доступу должна предшествовать идентификация и аутентификация субъектов.
Криптографические средства целесообразно выносить на специальные шлюзы, где им может быть обеспечено квалифицированное администрирование. Масштабы пользовательской криптографии следует минимизировать.
Наконец, последний рубеж образуют средства пассивного аудита, помогающие оценить последствия нарушения безопасности, найти виновного, выяснить, почему успех атаки стал возможным.
Расположение средств обеспечения высокой доступности определяется критичностью соответствующих сервисов или их компонентов.
|
|
|
|
| Архитектурная безопасность | Содержание | Возможность практической реализации полного спектра сервисов безопасности в России |
| Copyright ╘ 1993-2000, Jet Infosystems |