Идентификация и аутентификация

Прежде чем получить доступ к АСОИ, пользователь должен идентифицировать себя, а затем средства защиты системы должны подтвердить подлинность этого пользователя, т.е. проверить, является ли данный пользователь действительно тем, за кого он себя выдает. В случае успешной аутентификации пользователь авторизируется в системе, т.е. ему предоставляется санкционированный доступ к информации в соответствии с его правами доступа. Если на этапе идентификации/аутентификации злоумышленнику удастся выдать себя за легального пользователя, то он получит несанкционированный доступ к системе. Поэтому, надежность процедур идентификации/аутентификации во многом определяют эффективность защиты от НСД в целом.

Идентификация пользователя является относительно не сложной процедурой, в отличие от аутентификации. И более того, именно от аутентификации, прежде всего, и зависти качество защиты. Способы аутентификации пользователей в АСОИ можно подразделить на три группы.

К первой группе относятся способы аутентификации, основанные на том, что пользователь знает некоторую подтверждающую его подлинность информацию (парольная аутентификация и аутентификация на основе модели "рукопожатия").

Ко второй группе относятся способы аутентификации, основанные на том, что пользователь имеет некоторый материальный объект, который может подтвердить его подлинность (например, пластиковую карту с идентифицирующей пользователя информацией).

К третьей группе относятся способы аутентификации, основанные на таких данных, которые позволяют однозначно считать, что пользователь и есть тот самый субъект, за которого себя выдает (биометрические данные, особенности клавиатурного почерка и росписи мышью и т.п.).

5.2.1 Аутентификация пользователя на основе паролей и процедуры "рукопожатия"

Традиционно каждый законный пользователь компьютерной системы получает идентификационный номер и/или пароль. В начале сеанса работы пользователь указывает системе свой идентификационный номер (идентификатор пользователя), которая затем запрашивает у пользователя пароль.

Простейший метод подтверждения подлинности с использованием пароля основан на сравнении представляемого пользователем пароля Р_А исходным значением Р'_А, хранящимся в компьютерном центре (рис. 5.1). Поскольку пароль должен храниться в тайне, его следует шифровать перед пересылкой по незащищенному каналу. Если значения Р_А и Р'_А совпадают, то пароль Р_А считается подлинным, а пользователь – законным. E_K и D_K –процедуры шифрования и расшифрования соответственно.

Рис. 5.1. Схема простой аутентификации с помощью пароля.

Практика показала, что парольная аутентификация является слабым звеном, так как пароль можно подслушать или подсмотреть, пароль можно перехватить, а то и просто разгадать. Для защиты самого пароля выработаны определенные рекомендации, как сделать пароль более надежным:

1) пароль должен быть секретным:

· пароль не должен отображаться на экране и в распечатках;

· пароль нельзя записывать в местах, доступных неавторизованным лицам, например, на листочках, приклеиваемых к монитору;

· всегда, когда это возможно, пароль не следует сохранять в компьютере даже в специальных защищенных файлах – на соответствующее приглашение операционной системы или других программ нужно всегда отвечать отказом;

· файл паролей должен иметь надежную защиту от несанкционированного доступа и, желательно, криптографическую защиту;

· пароль не должен пересылаться по электронной почте, передаваться по телефону, факсу или по другим недостаточно надежно защищенным каналам связи;

2) пароль должен эффективно противостоять подбору или угадыванию:

· пароль должен состоять не менее чем из 6 – 8 символов, иначе он легко может быть взломан программами прямого перебора;

· пароль должен содержать не только буквы, как прописные, так и строчные, но и цифры, а также различные символы (' ! @ # $ % ^ &*() _ + - = { } [ ] \ : " ; < > ? , . /), причем, желательно, с изменениями раскладки клавиатуры;

· недопустимо совпадение пароля с логином или использование в качестве пароля имени, фамилии, дней рождения, номеров телефонов пользователя или его родственников, клички любимых собак или кошек, название футбольной команды;

· для защиты от атаки со словарем пароль не должен представлять собой распространенные слова и имена;

· не следует использовать подсказки к паролям, предлагающие при задании пароля указать дополнительные сведения (рост, любимое блюдо, девичью фамилию матери и т.п.) и в случае, если пользователь забыл пароль, разрешающие допуск в систему, при правильном ответе на соответствующий пароль – злоумышленнику может оказаться легче подобрать ответ на подсказку, чем пароль;

· лучшими паролями являются пароли, сгенерированные как случайные последовательности;

3) пароль должен быть непредсказуемым:

· пароль должен значительно отличаться от паролей, использовавшихся ранее;

· пароль должен регулярно меняться, но изменения должны осуществляться случайным образом, а не по графику;

· каждый пароль должен использоваться уникально – только одним пользователем и для получения доступа только к одной из систем или программ, т. е. нельзя использовать один и тот же пароль для доступа, например, к сеансу работы с компьютером и для доступа к электронному почтовому ящику.

Если кто-нибудь, не имеющий полномочий для входа в систему, узнает каким-либо образом пароль и идентификационный номер законного пользователя, он получит доступ в систему.

Иногда получатель не должен раскрывать исходную открытую форму пароля. В этом случае отправитель должен пересылать вместо открытой формы пароля отображение пароля, получаемое с использованием односторонней функции a(^.). Это преобразование должно гарантировать невозможность раскрытия противником пароля по его отображению, так как противник наталкивается на неразрешимую числовую задачу.

Например, функция a(^.) может быть определена следующим образом:

a (Р) = Е_P(ID),

где Р – пароль отправителя; ID – идентификатор отправителя; Ер – процедура шифрования, выполняемая с использованием пароля Р в качестве ключа.

Такие функции особенно удобны, если длина пароля и длина ключа одинаковы. В этом случае подтверждение подлинности с помощью пароля состоит из пересылки получателю отображения a(Р) и сравнения его с предварительно вычисленным и хранимым эквивалентом a'(Р).

На практике пароли состоят только из нескольких букв, чтобы дать возможность пользователям запомнить их. Короткие пароли уязвимы к атаке полного перебора всех вариантов. Для того чтобы предотвратить такую атаку, функцию a(Р) определяют иначе, а именно:a(Р) = Е_{Р Å К}(ID), где К и ID – соответственно ключ и идентификатор отправителя.

Очевидно, значение a(Р) вычисляется заранее и хранится в виде a'(Р) в идентификационной таблице у получателя (рис. 5.2). Подтверждение подлинности состоит из сравнения двух отображений пароля a(Р_А) и a'(Р_А) и признания пароля Р_А, если эти отображения равны. Конечно, любой, кто получит доступ к идентификационной таблице, может незаконно изменить ее содержимое, не опасаясь, что эти действия будут обнаружены.

Рис. 5.2. Схема аутентификации с помощью пароля с использованием идентификационной таблицы.

Несмотря на то, что с помощью применения перечисленных выше правил парольную аутентификацию можно сделать более безопасной, она все-таки остается уязвимой. Для дальнейшего ее усиления могут использоваться так называемые одноразовые пароли.

Идея этого подхода состоит в следующем: пользователь получает список паролей P₁, P₂,…,P_i, …, P_n. Каждый из паролей действует только на один сеанс получения доступа (P₁ – на первый, P₂ – на второй и т.д.). В этом случае знание уже использовавшегося пароля ничего не даст злоумышленнику, а при каждом входе легального пользователя возможна проверка на использование данного пароля кем-либо еще.

Недостатками такой схемы одноразовых паролей является:

· организация защищенного хранения длинного списка паролей;

· неясность с номером следующего пароля, если после ввода предыдущего пароля из списка вход пользователя в систему не был осуществлен из-за сбоя в работе системы аутентификации.

Эти недостатки могут быть устранены, если список паролей не хранить, а генерировать с помощью некоторой односторонней функции, например функции хэширования. Пусть P – начальный пароль пользователя, a(^.) – одностороння функция, a ⁱ(P^.) = a(a(…a(P)…)) – функция a(^.) примененная последовательно i раз, тогда список одноразовых паролей создается следующим образом: P₁ = a ⁿ(P), P₂ = a ^n–1(P),…, P_n–1 =a (a(P^.)), P_n =a(P).

При сбое в процессе входа пользователя в систему всегда осуществляется выбор следующего пароля из списка, а система последовательно применяет функцию a ( ) к введенному пользователем паролю, вплоть до совпадения с последним принятым от него паролем (и тогда пользователь допускается к работе в системе) или до превышения длины списка паролей (в этом случае попытка доступа отвергается).

Обычно стороны, вступающие в информационный обмен, нуждаются во взаимной проверке подлинности друг друга. Этот процесс взаимной аутентификации выполняют в начале сеанса связи. Для взаимной проверки подлинности обычно используют процедуру "рукопожатия". Эта процедура базируется на указанных выше механизмах контроля и заключается во взаимной проверке ключей, используемых сторонами. Иначе говоря, стороны признают друг друга законными партнерами, если докажут друг другу, что обладают правильными ключами. Процедуру рукопожатия обычно применяют в компьютерных сетях при организации сеанса связи между пользователями, пользователем и хост-компьютером, между хост-компьютерами и т.д.

Рассмотрим в качестве примера процедуру рукопожатия для двух пользователей А и В. (Это допущение не влияет на общность рассмотрения. Такая же процедура используется, когда вступающие в связь стороны не являются пользователями). Пусть применяется симметричная криптосистема. Пользователи А и В разделяют один и тот же секретный ключ К_АВ. Вся процедура показана на рис. 5.3.

Последовательность действий процедуры рукопожатия следующая.

1. Пользователь А инициирует процедуру рукопожатия, отправляя пользователю В свой идентификатор ID_А в открытой форме.

2. Пользователь В, получив идентификатор ID_А, находит в базе данных секретный ключ К_АВ и вводит его в свою криптосистему.

3. Тем временем пользовательА генерирует случайную последовательность S с помощью псевдослучайного генератора PG и отправляет ее пользователю Вв виде криптограммы Е_КАВ(S).

4. Пользователь В расшифровывает эту криптограмму и раскрывает исходный вид последовательности S.

5. Затем оба пользователя А и В преобразуют последовательность S, используя открытую одностороннюю функцию a(^.).

6. Пользователь В шифрует сообщение a(S) и отправляет эту криптограмму пользователюА.

7. Наконец, пользователь А расшифровывает эту криптограмму и сравнивает полученное сообщение a'(S) с исходным a(S). Если эти сообщения равны, пользователь А признает подлинность пользователя В.

Рис. 5.3. Схема процедуры рукопожатия (пользователь A проверяет подлинность пользователя B).

Очевидно, пользователь В проверяет подлинность пользователя А таким же способом. Обе эти процедуры образуют процедуру рукопожатия, которая обычно выполняется в самом начале любого сеанса связи между любыми двумя сторонами в компьютерных сетях.

Достоинством модели рукопожатия является то, что ни один из участников сеанса связи не получает никакой секретной информации во время процедуры подтверждения подлинности.