Угрозы безопасности информации в компьютерных системах

Под угрозой безопасности информации понимается потенциально возможное событие, процесс или явление, которое может привести к уничтожению, утрате целостности, конфиденциальности или доступности информации.

Всё множество потенциальных угроз безопасности информации в автоматизированных информационных системах (АИС) или в компьютерных системах (КС) может быть разделено на два класса: случайные угрозы и преднамеренные угрозы.

Угрозы, которые не связаны с преднамеренными действиями злоумышленников и реализуются в случайные моменты времени, называются случайными или непреднамеренными.

К случайным угрозам относятся: стихийные бедствия и аварии, сбои и отказы технических средств, ошибки при разработке АИС или КС, алгоритмические и программные ошибки, ошибки пользователей и обслуживающего персонала.

Реализация угроз этого класса приводит к наибольшим потерям информации (по статистическим данным – до 80% от ущерба, наносимого информационным ресурсам КС любыми угрозами). При этом может происходить уничтожение, нарушение целостности и доступности информации. Реже нарушается конфиденциальность информации, однако при этом создаются предпосылки для злоумышленного воздействия на информацию. Согласно тем же статистическим данным только в результате ошибок пользователей и обслуживающего персонала происходит до 65% случаев нарушения безопасности информации.

Следует отметить, что механизм реализации случайных угроз изучен достаточно хорошо и накоплен значительный опыт противодействия этим угрозам. Современная технология разработки технических и программных средств, эффективная система эксплуатации автоматизированных информационных систем, включающая обязательное резервирование информации, позволяют значительно снизить потери от реализации угроз этого класса.

Угрозы, которые связаны со злоумышленными действиями людей, а эти действия носят не просто случайный характер, а, как правило, являются непредсказуемыми, называются преднамеренными.

К преднамеренным угрозам относятся: традиционный или универсальный шпионаж и диверсии, несанкционированный доступ к информации, электромагнитные излучения и наводки, несанкционированная модификация структур, вредительские программы.

В качестве источников нежелательного воздействия на информационные ресурсы по-прежнему актуальны методы и средства шпионажа и диверсий. К методам шпионажа и диверсий относятся: подслушивание, визуальное наблюдение, хищение документов и машинных носителей информации, хищение программ и атрибутов систем защиты, подкуп и шантаж сотрудников, сбор и анализ отходов машинных носителей информации, поджоги, взрывы, вооруженные нападения диверсионных или террористических групп.

Несанкционированный доступ к информации – это нарушение правил разграничения доступа с использованием штатных средств вычислительной техники или автоматизированных систем. Несанкционированный доступ возможен:

• при отсутствии системы разграничения доступа;
• при сбое или отказе в компьютерных системах;
• при ошибочных действиях пользователей или обслуживающего персонала компьютерных систем;
• при ошибках в системе распределения доступа;
• при фальсификации полномочий.

Процесс обработки и передачи информации техническими средствами компьютерных систем сопровождается электромагнитными излучениями в окружающее пространство и наведением электрических сигналов в линиях связи, сигнализации, заземлении и других проводниках. Всё это получило название: ”побочные электромагнитные излучения и наводки” (ПЭМИН). Электромагнитные излучения и наводки могут быть использованы злоумышленниками, как для получения информации, так и для её уничтожения.

Большую угрозу безопасности информации в компьютерных системах представляет несанкционированная модификация алгоритмической, программной и технической структуры системы.

Одним из основных источников угроз безопасности информации в КС является использование специальных программ, получивших название “вредительские программы”.

В зависимости от механизма действия вредительские программы делятся на четыре класса:

• “логические бомбы”;
• “черви”;
• “троянские кони”;
• “компьютерные вирусы”.

Логические бомбы – это программы или их части, постоянно находящиеся в ЭВМ или вычислительных систем (КС) и выполняемые только при соблюдении определённых условий. Примерами таких условий могут быть: наступление заданной даты, переход КС в определённый режим работы, наступление некоторых событий заданное число раз и тому подобное.

Черви – это программы, которые выполняются каждый раз при загрузке системы, обладают способностью перемещаться в вычислительных системах (ВС) или в сети и самовоспроизводить копии. Лавинообразное размножение программ приводит к перегрузке каналов связи, памяти и блокировке системы.

Троянские кони – это программы, полученные путём явного изменения или добавления команд в пользовательские программы. При последующем выполнении пользовательских программ наряду с заданными функциями выполняются несанкционированные, измененные или какие-то новые функции.

Компьютерные вирусы – это небольшие программы, которые после внедрения в ЭВМ самостоятельно распространяются путём создания своих копий, а при выполнении определённых условий оказывают негативное воздействие на КС.

Защита информации в компьютерных системах обеспечивается созданием комплексной системы защиты. Комплексная система защиты включает:

• правовые методы защиты;
• организационные методы защиты;
• методы защиты от случайных угроз;
• методы защиты от традиционного шпионажа и диверсий;
• методы защиты от электромагнитных излучений и наводок;
• методы защиты от несанкционированного доступа;
• криптографические методы защиты;
• методы защиты от компьютерных вирусов.

Среди методов защиты имеются и универсальные, которые являются базовыми при создании любой системы защиты. Это, прежде всего, правовые методы защиты информации, которые служат основой легитимного построения и использования системы защиты любого назначения. К числу универсальных методов можно отнести и организационные методы, которые используются в любой системе защиты без исключений и, как правило, обеспечивают защиту от нескольких угроз.

Методы защиты от случайных угроз разрабатываются и внедряются на этапах проектирования, создания, внедрения и эксплуатации компьютерных систем. К их числу относятся:

• создание высокой надёжности компьютерных систем;
• создание отказоустойчивых компьютерных систем;
• блокировка ошибочных операций;
• оптимизация взаимодействия пользователей и обслуживающего персонала с компьютерной системой;
• минимизация ущерба от аварий и стихийных бедствий;
• дублирование информации.

При защите информации в компьютерных системах от традиционного шпионажа и диверсий используются те же средства и методы защиты, что и для защиты других объектов, на которых не используются компьютерные системы. К их числу относятся:

• создание системы охраны объекта;
• организация работ с конфиденциальными информационными ресурсами;
• противодействие наблюдению и подслушиванию;
• защита от злоумышленных действий персонала.

Все методы защиты от электромагнитных излучений и наводок можно разделить на пассивные и активные. Пассивные методы обеспечивают уменьшение уровня опасного сигнала или снижение информативности сигналов. Активные методы защиты направлены на создание помех в каналах побочных электромагнитных излучений и наводок, затрудняющих приём и выделение полезной информации из перехваченных злоумышленником сигналов. На электронные блоки и магнитные запоминающие устройства могут воздействовать мощные внешние электромагнитные импульсы и высокочастотные излучения. Эти воздействия могут приводить к неисправности электронных блоков и стирать информацию с магнитных носителей информации. Для блокирования угрозы такого воздействия используется экранирование защищаемых средств.

Для защиты информации от несанкционированного доступа создаются:

• система разграничения доступа к информации;
• система защиты от исследования и копирования программных средств.

Исходной информацией для создания системы разграничения доступа является решение администратора компьютерной системы о допуске пользователей к определённым информационным ресурсам. Так как информация в компьютерных системах хранится, обрабатывается и передаётся файлами (частями файлов), то доступ к информации регламентируется на уровне файлов. В базах данных доступ может регламентироваться к отдельным её частям по определённым правилам. При определении полномочий доступа администратор устанавливает операции, которые разрешено выполнять пользователю. Различают следующие операции с файлами:

• чтение (R);
• запись;
• выполнение программ (E).

Операции записи имеют две модификации:

• субъекту доступа может быть дано право осуществлять запись с изменением содержимого файла (W);
• разрешение дописывания в файл без изменения старого содержимого (A).

Система защиты от исследования и копирования программных средств включает следующие методы:

• методы, затрудняющие считывание скопированной информации;
• методы, препятствующие использованию информации.

Под криптографической защитой информации понимается такое преобразование исходной информации, в результате которого она становится недоступной для ознакомления и использования лицами, не имеющими на это полномочий. По виду воздействия на исходную информацию методы криптографического преобразования информации разделяются на следующие группы:

• шифрование;
• стенография;
• кодирование;
• сжатие.

Вредительские программы и, прежде всего, вирусы представляют очень серьёзную опасность для информации в компьютерных системах. Знание механизмов действия вирусов, методов и средств борьбы с ними позволяет эффективно организовать противодействие вирусам, свести к минимуму вероятность заражения и потерь от их воздействия.

Компьютерные вирусы - это небольшие исполняемые или интерпретируемые программы, обладающие свойством распространения и самовоспроизведения в компьютерных системах. Вирусы могут выполнять изменение или уничтожение программного обеспечения или данных, хранящихся в компьютерных системах. В процессе распространения вирусы могут себя модифицировать.

Все компьютерные вирусы классифицируются по следующим признакам:

• по среде обитания;
• по способу заражения;
• по степени опасности вредительских воздействий;
• по алгоритму функционирования.

По среде обитания компьютерные вирусы подразделяются на:

• сетевые;
• файловые;
• загрузочные;
• комбинированные.

Средой обитания сетевых вирусов являются элементы компьютерных сетей. Файловые вирусы размещаются в исполняемых файлах. Загрузочные вирусы находятся в загрузочных секторах внешних запоминающих устройств. Комбинированные вирусы размещаются в нескольких средах обитания. Например, загрузочно-файловые вирусы.

По способу заражения среды обитания компьютерные вирусы делятся на:

• резидентные;
• нерезидентные.

Резидентные вирусы после их активизации полностью или частично перемещаются из среды обитания в оперативную память компьютера. Эти вирусы, используя, как правило, привилегированные режимы работы, разрешённые только операционной системе, заражают среду обитания и при выполнении определённых условий реализуют вредительскую функцию.

Нерезидентные вирусы попадают в оперативную память компьютера только на время их активности, в течение которого выполняют вредительскую функцию и функцию заражения. Затем они полностью покидают оперативную память , оставаясь в среде обитания.

По степени опасности для информационных ресурсов пользователя вирусы разделяются на:

• безвредные;
• опасные;
• очень опасные.

Безвредные вирусы создаются авторами, которые не ставят себе цели нанести какой-либо ущерб ресурсам компьютерной системы. Однако такие вирусы всё-таки наносят определённый ущерб:

• расходуют ресурсы компьютерной системы;
• могут содержать ошибки, вызывающие опасные последствия для информационных ресурсов;
• вирусы, созданные ранее, могут приводить к нарушениям штатного алгоритма работы системы при модернизации операционной системы или аппаратных средств.

Опасные вирусы вызывают существенное снижение эффективности компьютерной системы, но не приводят к нарушению целостности и конфиденциальности информации, хранящейся в запоминающих устройствах.

Очень опасные вирусы имеют следующие вредительские воздействия:

• вызывают нарушение конфиденциальности информации;
• уничтожают информацию;
• вызывают необратимую модификацию (в том числе и шифрование) информации;
• блокируют доступ к информации;
• приводят к отказу аппаратных средств;
• наносят ущерб здоровью пользователям.

По алгоритму функционирования вирусы подразделяются на:

• не изменяющие среду обитания при их распространении;
• изменяющие среду обитания при их распространении.

Для борьбы с компьютерными вирусами используются специальные антивирусные средства и методы их применения. Антивирусные средства выполняют следующие задачи:

• обнаружение вирусов в компьютерных системах;
• блокирование работы программ-вирусов;
• устранение последствий воздействия вирусов.

Обнаружение вирусов и блокирование работы программ-вирусов осуществляется следующими методами:

• сканирование;
• обнаружение изменений;
• эвристический анализ;
• использование резидентных сторожей;
• вакцинирование программ;
• аппаратно-программная защита.

Устранение последствий воздействия вирусов реализуется следующими методами:

• восстановление системы после воздействия известных вирусов;
• восстановление системы после воздействия неизвестных вирусов.

Главным условием безопасной работы в компьютерных системах является соблюдение правил, которые апробированы на практике и показали свою высокую эффективность.

Правило первое. Обязательное использование программных продуктов, полученных законным путём. Так как в пиратских копиях вероятность наличия вирусов во много раз выше, чем в официально полученном программном обеспечении.

Правило второе. Дублирование информации, то есть создавать копии рабочих файлов на съёмных носителях информации (дискеты, компакт-диски и другие) с защитой от записи.

Правило третье. Регулярно использовать антивирусные средства, то есть перед началом работы выполнять программы-сканеры и программы-ревизоры (Aidstest и Adinf). Эти антивирусные средства необходимо регулярно обновлять.

Правило четвертое. Проявлять особую осторожность при использовании новых съёмных носителей информации и новых файлов. Новые дискеты и компакт-диски необходимо проверять на отсутствие загрузочных и файловых вирусов, а полученные файлы – на наличие файловых вирусов. Проверка осуществляется программами-сканерами и программами, осуществляющими эвристический анализ (Aidstest, Doctor Web, AntiVirus). При первом выполнении исполняемого файла используются резидентные сторожа. При работе с полученными документами и таблицами нужно запретить выполнение макрокоманд встроенными средствами текстовых и табличных редакторов (MS Word, MS Excel) до завершения полной проверки этих файлов на наличие вирусов.

Правило пятое. При работе в системах коллективного пользования необходимо новые сменные носители информации и вводимые в систему файлы проверять на специально выделенных для этой цели ЭВМ. Это должен выполнять администратор системы или лицо, отвечающее за безопасность информации. Только после всесторонней антивирусной проверки дисков и файлов они могут передаваться пользователям системы.

Правило шестое. Если не предполагается осуществлять запись информации на носитель, то необходимо заблокировать выполнение этой операции.

Постоянное выполнение изложенных правил позволяет значительно уменьшить вероятность заражения программными вирусами и обеспечить защиту пользователя от безвозвратных потерь информации.

В особо ответственных системах для борьбы с вирусами используются аппаратно-программные средства (например, Sheriff).

Не смотря на строгое выполнение всех правил профилактики заражения вирусами компьютерной системы, нельзя полностью исключить возможность их заражения. Однако если придерживаться определённой последовательности действий при заражении вирусами, то последствия пребывания вирусов в компьютерной системе можно свести к минимуму.

О наличии вирусов можно судить по следующим событиям:

• появление сообщений антивирусных средств о заражении или о предполагаемом заражении;
• явные проявления присутствия вирусов (сообщения, выдаваемые на монитор или принтер, звуковые эффекты, уничтожение файлов и другие);
• неявные проявления заражения, которые могут быть вызваны сбоями или отказами аппаратных и программных средств, “зависаниями” системы, замедлением выполнения определённых действий, нарушением адресации, сбоями устройств и другими проявлениями.

При получении информации о предполагаемом заражении пользователь должен убедиться в этом. Решить такую задачу можно с помощью всего комплекса антивирусных средств. Если заражение действительно произошло, тогда пользователю следует выполнить следующую последовательность действий:

• выключить ЭВМ для уничтожения резидентных вирусов;
• осуществить загрузку эталонной операционной системы со сменного носителя информации, в которой отсутствуют вирусы;
• сохранить на сменных носителях информации важные файлы, которые не имеют резидентных копий;
• использовать антивирусные средства для удаления вирусов и восстановления файлов, областей памяти. Если работоспособность компьютерной системы восстановлена, то завершить восстановление информации всесторонней проверкой компьютерной системы с помощью всех имеющихся в распоряжении пользователя антивирусных средств. Иначе продолжить выполнение антивирусных действий;
• осуществить полное стирание и разметку (форматирование) несъёмных внешних запоминающих устройств. В персональных компьютерах для этого могут быть использованы программы MS-DOS FDISK и FORMAT. Программа форматирования FORMAT не удаляет главную загрузочную запись на жёстком диске, в которой может находиться загрузочный вирус. Поэтому необходимо выполнить программу FDISKс недокументированным параметром MBR, создать с помощью этой же программы разделы и логические диски на жёстком диске. Затем выполняется программа FORMAT для всех логических дисков;
• восстановить операционную систему, другие программные системы и файлы с резервных копий, созданных до заражения;
• тщательно проверить файлы, сохранённые после обнаружения заражения, и, при необходимости, удалить вирусы и восстановить файлы;
• завершить восстановление информации всесторонней проверкой компьютерной системы с помощью всех имеющихся в распоряжении пользователя антивирусных средств.

Базы данных рассматриваются как надёжное хранилище структурированных данных, снабжённое специальным механизмом для их эффективного использования в интересах пользователей (процессов). Таким механизмом является система управления базами данных (СУБД). Под системой управления базами данных понимается программные или аппаратно-программные средства, реализующие функции управления данными, такие как: просмотр, сортировка, выборка, модификация, выполнение операций определения статистических характеристик и другие.

Базы данных размещаются:

• на компьютерной системе пользователя;
• на специально выделенной ЭВМ (сервере).

На компьютерной системе пользователя, как правило, размещаются личные или персональные базы данных, которые обслуживают процессы одного пользователя.

На серверах базы данных размещаются в локальных и корпоративных компьютерных сетях, которые используются, как правило, централизованно. Общедоступные глобальные компьютерные сети имеют распределённые базы данных. В таких сетях серверы размещаются на различных объектах сети. Серверы – это специализированные ЭВМ, приспособленные к хранению больших объёмов данных и обеспечивающие сохранность и доступность информации, а также оперативность обработки поступающих запросов. В централизованных базах данных решаются проще проблемы защиты информации от преднамеренных угроз, поддержания актуальности и непротиворечивости данных. Достоинством распределённых баз данных является их высокая защищённость от стихийных бедствий, аварий, сбоев технических средств и диверсий, если осуществляется дублирование этих данных.

Особенности защиты информации в базах данных:

• необходимость учёта функционирования СУБД при выборе механизмов защиты;
• разграничение доступа к информации реализуется не на уровне файлов, а на уровне частей баз данных.

При создании средств защиты информации в базах данных необходимо учитывать взаимодействие этих средств не только с операционной системой, но с СУБД. При этом возможно встраивание механизмов защиты в СУБД или использование их в виде отдельных компонент. Для большинства СУБД придание им дополнительных функций возможно только на этапе их разработки. В эксплуатируемые системы управления базами данных дополнительные компоненты могут быть внесены путём расширения или модификации языка управления.

В государстве должна проводиться единая политика в области безопасности информационных технологий. Это требование нашло отражение в “Концепции национальной безопасности Российской Федерации”, утверждённой Указом Президента РФ № 1300 от 17 декабря 1997 года. В этом документе отмечается, что в современных условиях всеобщей информатизации и развития информационных технологий резко возрастает значение обеспечения национальной безопасности РФ в информационной сфере. Значимость обеспечения безопасности государства в информационной сфере подчёркнута и в принятой в сентябре 2000 года “Доктрине информационной безопасности Российской Федерации”. В этих документах определены важнейшие задачи государства в области информационной безопасности:

установление необходимого баланса между потребностью в свободном обмене информацией и допустимыми ограничениями её распространения;

совершенствование информационной структуры, ускорение развития новых информационных технологий и их широкое внедрение, унификация средств поиска, сбора, хранения и анализа информации с учётом вхождения России в глобальную информационную инфраструктуру;

разработка соответствующей нормативной правовой базы в интересах обеспечения информационной безопасности;

координация деятельности органов государственной власти и других органов, решающих задачи обеспечения информационной безопасности;

развитие отечественной индустрии телекоммуникационных и информационных средств, их приоритетное по сравнению с зарубежными аналогами распространение на внутреннем рынке;

защита государственного информационного ресурса и, прежде всего, в федеральных органах власти и на предприятиях оборонного комплекса.

25 февраля 1995 года Государственной Думой принят Федеральный закон “Об информации, информатизации и защите информации”. В законе даны определения основных терминов: информация, информатизация, информационные системы, информационные ресурсы, конфиденциальная информация, собственник и владелец информационных ресурсов, пользователь информации. Государство гарантирует права владельца информации, независимо от форм собственности, распоряжаться ею в пределах, установленных законом. Владелец информации имеет право защищать свои информационные ресурсы, устанавливать режим доступа к ним. В этом законе определены цели и режимы защиты информации, а также порядок защиты прав субъектов в сфере информационных процессов и информатизации.

Другим важным правовым документом, регламентирующим вопросы защиты информации в КС, является закон РФ “О государственной тайне”, принятый 21.07.93 года. Закон определяет уровни секретности государственной информации и соответствующую степень важности информации.

Отношения, связанные с созданием программ и баз данных, регулируются законом РФ от 23.09.92 года “О правовой охране программ для ЭВМ и баз данных” и законом РФ от 09.07.93 года “Об авторском праве и смежных правах”.

Важной составляющей правового регулирования в области информационных технологий является установление ответственности граждан за противоправные действия при работе с КС. Преступления, совершённые с использованием КС или причинившие ущерб владельцам КС, получили название компьютерных преступлений.

В Уголовном кодексе РФ, принятом 1 января 1997 года, включена глава № 28, в которой определена уголовная ответственность за преступления в области компьютерных технологий.

В статье 272 предусмотрены наказания за неправомерный доступ к компьютерной информации. Это правонарушение может наказываться от штрафа в размере 200 минимальных зарплат до лишения свободы на срок до 5 лет.

Статья 273 устанавливает ответственность за создание, использование и распространение вредоносных программ для ЭВМ. Это правонарушение может наказываться от штрафа до лишения свободы на срок до 7 лет.

В статье 274 определена ответственность за нарушение правил эксплуатации ЭВМ, системы ЭВМ или их сети. Если такое деяние причинило существенный вред, то виновные наказываются лишением права занимать определённые должности или заниматься определённой деятельностью на срок до 5 лет. Если те же деяния повлекли тяжкие последствия, то предусмотрено лишение свободы на срок до 4 лет.

Вопросы для самоконтроля

1. Базовая система показателей качества информации.
2. Особенности информации, хранящейся, обрабатываемой и передаваемой в компьютерных системах.
3. Степени секретности государственной тайны.
4. Категории секретности коммерческой тайны.
5. Классы угроз безопасности информации.
6. Классы вредительских программ.
7. Основные правовые документы, регулирующие вопросы защиты информации в компьютерных системах