2.5.4. Средства защиты данных в субд

2.5.4.1. Безопасность реляционных СУБД

Тербования к безопасности:

• данные в любой таблице для выборки и изменения должны быть доступны ограниченному кругу пользователей;

• для некоторых таблицы необходимо обеспечить выборочный доступ к ее столбцам;

• некоторым пользователя должен быть запрещен непосредственный (через запросы) доступ к таблицам, но разрешен доступ к этим же таблицам в диалоге с прикладной программой.

Схема доступа к данным в реляционных СУБД базируется на принципах:

1. СУБД от имени конкретного пользователя выполняет операции над базой данных в зависимости от того, обладает ли конкретный пользователь правами на выполнение конкретных операций над конкретным объектом БД.

2. Объекты доступа – это элементы БД, доступом к которым можно управлять (разрешать или запрещать). Конкретный пользователь обладает конкретными правами доступа к конкретному объекту.

3. Привилегии (priveleges) – это операции, которые разрешено выполнять пользователю над конкретными объектами.

2.5.4.2. Механизм ролей в СУБД

Способы определения групп пользователей:

• один и тот же идентификатор используется для доступа к БД целой группы физических лиц (например, сотрудников одного отдела);

• конкретному физическому лицу присваивается уникальный идеентификатор.

Применяется также смешанный способ, при котором хранится идентификатор группы и уникальный идентификатор пользователя. Чаще всего группа пользователей соответствует структурному подразделению организации. Привилегии устанавливаются не только для отдельных пользователей, но и для их групп.

2.5.5. Защита информации в сетях

2.5.5.1. Общая характеристика сетевых атак

Классификация удаленных атак выполняется по различным критериям:

1. По характеру воздействия:

- пассивные – внешние, никак не влияют на работу вычислительной системы и на передаваемые данные (например, простое прослушивание);

- активные – оказывают непосредственное влияние на работу системы (изменение конфигурации распределенной вычислительной системы (РВС), нарушение работоспособности и т. д.).

2. По цели воздействия:

- угроза раскрытия (утечки) информации, т.е. перехват информации без цели модификации;

- угроза целостности – несанкционированный доступ к информации и возможность ее модификации;

- угроза отказа в обслуживании – нарушение работоспособности системы.

3. По моменту начала атаки:

- по запросу от атакуемого объекта (DNS,ARP– запросы);

- по наступлению ожидаемого события на атакуемом объекте (например, разрыв TCPсоединения);

- безусловные атаки – осуществляются немедленно и безотносительно к состоянию системы и атакуемого объекта.

4. По наличию обратной связи:

- с обратной связью (на некоторые запросы, переданные на атакуемый объект, атакующему требуется получить ответ);

- без обратной связи.

5. По расположению субъекта атаки (источника атаки):

- внутрисегментное расположение источника;

- межсегментное.

6. По уровню OSI(МВОС)

2.5.5.2. Типовые угрозы безопасности

Типовая удаленная атака– это удаленное информационное разрушающее воздействие, программно осуществляемое по каналу связи, характерное для любой распределенной вычислительной системы (РВС).

Приведем характеристики типовых угроз в соответствии с рассмотренной классификацией:

1. Анализ сетевого трафика – внутрисегментные пассивные угрозы раскрытия без обратной связи, применяемые на физическом или канальном уровне.

2. Подмена объекта вычислительной системы – при установлении виртуального соединения, активное воздействие, угроза раскрытия или угроза целостности. Выполняется по событию. Захватывает канальный, сетевой или транспортный уровни.

3. Внедрение ложного объекта:

а) навязывание ложного маршрута, возможно из-за наличия протоколов, позволяющих удаленно изменять маршрутизацию в Интернет (протоколы RIP, OSPF, ICMP, SNMP);

б) использование недостатков алгоритмов удаленного доступа (протокол TCP, DNS-запрос).

4. Отказ в обслуживании (DoS) - активное воздействие; безусловная; межсегментное и внутрисегментное; на транспортном и прикладном уровнях.

2.5.5.3. Типовые атаки в сетях TCP/IP

Анализ трафика (sniffing)

Sniffingпозволяет изучить логику работыPBC, позволяет перехватить потоки данных, которыми обмениваются объекты – несанкционированный доступ к сети без модификации данных.

Защита: шифрование данных; также можно шифровать файлы и обмениваться на файловом уровне; коммутация Ethernet (рисунок 7); выделенный канал связи между объектами РВС.

Ложный ARP сервер.

Связь между двумя удаленными хостами осуществляется путем передачи по сети сообщений, которые заключены в пакеты обмена. В поле данных помещаются либо непосредственно данные, либо другой пакет более высокого уровня OSI. Так, например, пакет транспортного уровня может быть вложен в пакет сетевого уровня, который, в свою очередь, вложен в пакет канального уровня. Спроецировав это утверждение на сетевую ОС, использующую протоколы TCP/IP, можно утверждать, что пакет TCP (транспортный уровень) вложен в пакет IP (сетевой уровень), который, в свою очередь, вложен в пакет Ethernet (канальный уровень). Таким образом, структура TCP-пакета выглядит так, как показано на рисунке 8.

Для получения Ethernetадреса служит протоколARP. Он ставит в соответствие адресу сетевой карты адрес конкретного компьютера. Он работает следующим образом:

а) ЭВМ посылает широковещательный (всем сразу) ARP-запрос с требуемымIP-адресом.

б) ЭВМ с затребованным адресом посылает на Ethernet-адрес автора запроса ответ с указанием своегоEthernet-адреса. Запрашиваемая ЭВМ получает ответ и записывает паруIPиEthernetадресов в свою локальнуюARPтаблицу.

Рисунок 7. Анализ сетевого трафика

Рисунок 8. Структура TCP-пакета

Механизм атаки: hostатакующего посылает ложныйARPответ и в будущем будет получать все данные, адресованные на другой адрес (рисунок 9).

Ложный DNS-сервер

Ложный DNSработает следующим образом:

1. Hostпосылает запрос на определение адреса информационно поисковомуDNSсерверу.

2. Если домен локальный, то сервер сам отвечает на запрос, иначе отсылает запрос корневому DNSсерверу.

3. Корневой сервер определяет локальный сервер для домена и отсылает ответ ему.

На любом этапе ответы кэшируются сервером и клиентом.

Выделяют 3 сценария атаки:

1) Перехват запроса и попытка ложного ответа.

2) Шторм ложных DNS ответов от имени настоящего DNS сервера.

3) Шторм ложных DNS ответов на атакуемый DNS сервер.

Как видно из приведенных формулировок, идеи атак достаточно близки к идее ложного ARP-сервера. СлужбаDNSработает по протоколуUDP, который отличается отTCPтем, что не гарантирует установление соединения и доставку.

Первый сценарий проиллюстрирован рисунком 10. Атакующий должен находиться на пути основного трафика или в сегменте настоящего DNS сервера.

а) б) в)

Рисунок 9. Атака путем использования ложного ARP-сервера а – фаза ожидания ARP-запроса; б – фаза атаки; в – фаза приема, анализа, воздействия и передачи перехваченной информации на ложном ARP-сервере

а) б) в)

Рисунок 10. Атака путем перехвата запроса к DNS-серверу а – фаза ожидания DNS-запроса; б – фаза передачи атакующим ложного DNS-ответа; в – фаза приема, анализа, воздействия и передачи перехваченной информации на ложном DNS-сервере

Суть второго сценария в том, что ложные DNS-ответы генерируются атакующим хостом постоянно, и атакуемый хост, обратившись сDNS-запросом, сразу получаетDNS-ответ от атакующего. В нем в качествеIP-адреса хоста поставлен адрес атакующего. В результате все запросы атакуемый будет направлять на адрес атакующего (рисунок 11).

Третий сценарий состоит в организации направленного потока ответов на DNS-сервер, в результате чего один из этих ответов сервер воспринимает как ответ на свой запрос и заносит его результаты, т.е.IP-адрес атакующего хоста, в свой кэш (рисунок 12).

Защита:

• использование файла hosts. (неудобный способ для большого количества машин);

• использование протоколов ТСР вместо UDP;

• для защищенности сети стараются избегать применения DNS – службы вообще.

Защита от Интернет-атак:

• фильтры на входе и на выходе из сети, контроль маршрутов;

• фиктивные адреса и шлюзы (socks,proxy);

• использования TCP, а неUDP(named,NFS);

• статические ARPиDNS;

• шифрование трафика (IPSEC,SKIP,SSL,SSH);

• туннелирование с шифрованием;

• избегание широковещательных технологий (коммутация Ethernet, отказ от радиодоступа и асимметричных спутниковых подключений);

• контроль за сообщениями CERTиCIAC(американские центры по компьютерной безопасности:www.cert.orgиwww.ciac.org);

• применение антивирусных средств (на почтовых серверах и в браузерах);

• применение ОС с опубликованными исходными текстами (ошибки выявляются быстрее);

• использование средств автоматизированного контроля безопасности (SATAN,SAFEsuite,RealSecure,JohnTheRipper,Orge).

Кроме того, для защиты от проникновения путем использования Web-приложений применяют следующие решения:

• отключение Javaи всех видов языков сценариев, кромеJavaScript(не будут работать многие страницы);

• применение онлайновых антивирусов (AVP);

• выделение специальной ЭВМ для доступа в Интернет.

На сегодняшний день из технологий динамических страниц более-менее безопасными для клиентской ЭВМ в Интернете можно назвать только DHTML(HTML4.0) иJavaScript. Все остальное лучше отключить.

а) б) в)

Рисунок 11. Атака путем организации шторма DNS-ответов от ложного сервера а – фаза организации шторма ложных DNS-ответов; б – фаза получения атакуемым хостом DNS-ответа на свой запрос; в – фаза приема, анализа, воздействия и передачи перехваченной информации на ложном DNS-сервере

а) б) в)

Рисунок 12. Атака путем организации шторма DNS-ответов на атакуемый DNS-сервер а – фаза ожидания атакующим DNS-запроса от DNS-сервера (для ускорения атакующий генерирует необходимый DNS-запрос); б – фаза передачи атакующим ложного DNS-ответа на DNS-сервер; в – DNS-сервер выдает IP-адрес атакующего хоста в ответ на запросы

2.5.5.4. Международные стандарты и рекомендации

Стандарт Х.800 описывает основы безопасности в привязке к эталонной семиуровневой модели. Стандарт предусматривает следующие сервисы безопасности:

• аутентификация (имеются в виду аутентификация партнеров по общению и аутентификация источника данных);

• управление доступом — обеспечивает защиту от несанкционированного использования ресурсов, доступных по сети;

• конфиденциальность данных — в Х.800 под этим названием объединены существенно разные вещи — от защиты отдельной порции данных до конфиденциальности трафика;

• целостность данных – данный сервис подразделяется на подвиды в зависимости от того, что контролируется — целостность сообщений или потока данных, обеспечивается ли восстановление в случае нарушения целостности;

• неотказуемость — данный сервис относится к прикладному уровню, т. е. имеется в виду невозможность отказаться от содержательных действий, таких, например, как отправка или прочтение письма.

Стандарт Х.509 описывает процедуру аутентификации с использованием службы каталогов. Впрочем, наиболее ценной в стандарте оказалась не сама процедура, а ее служебный элемент — структура сертификатов, хранящих имя пользователя, криптографические ключи и сопутствующую информацию. Подобные сертификаты — важнейший элемент современных схем аутентификации и контроля целостности.

Рекомендации IETF. Сообществом Интернет под эгидой Те­матической группы по технологии Интернет (InternetEngineeringTaskForce–IETF) разработан ряд рекомендаций по отдельным аспектам сетевой безопасности.

Рекомендации периодически организуемых конференций по архитектуре безопасности Интернет носят весьма общий, а порой и формальный характер. Основная идея состоит в том, чтобы средствами оконечных систем обеспечивать сквозную безопасность. От сетевой инфраструктуры в лучшем случае ожидается устойчивость по отношению к атакам на доступность.

Базовые протоколы, наиболее полезные с точки зрения безопасности, включают в себя — Ipsec,DNSsec,S/MIME,X.509v3,TLSи ассоциированные с ними. Наиболее проработанными на сегодняшний день являются вопросы защиты наIP-уровне. Спецификации семействаIPsecрегламентируют следующие аспекты:

• управление доступом;

• контроль целостности на уровне пакетов;

• аутентификация источника данных;

• защита от воспроизведения;

• конфиденциальность (включая частичную защиту от анализа трафика);

• администрирование (управление криптографическими ключами).

Протоколы обеспечения аутентичности и конфиденциальности могут использоваться в двух режимах: транспортном и туннельном. В первом случае защищается только содержимое пакетов и, быть может, некоторые поля заголовков. Как правило, транспортный режим используется хостами. В туннельном режиме защищается весь пакет — он инкапсулируется в другой IP-пакет. Туннельный режим (туннелирование) обычно реализуют на специально выделенных защитных шлюзах (в роли которых могут выступать маршрутизаторы или межсетевые экраны).

Туннелирование может применяться как на сетевом, так и прикладном уровнях. Например, стандартизовано туннелирование для IР и двойное конвертование для почты Х.400.

На транспортном уровне аутентичность, конфиденциальность и целостность потоков данных обеспечиваются протоколом TLS(TransportLayerSecurity,RFC2246). Подчеркнем, что здесь объектом защиты являются не отдельные сетевые пакеты, а именно потоки данных (последовательности пакетов). Злоумышленник не сможет переупорядочить пакеты, удалить некоторые из них или вставить свои.

На основе TLSмогут строиться защищенные протоколы прикладного уровня. В частности, предложены спецификации для НТТР надTLS.

2.5.5.5. Архитектура механизмов защиты информации в сетях ЭВМ

В модели ВОС различают следующие основные активные способы несанкционированного доступа к информации:

• маскировка одного логического объекта под другой, обладающий большими полномочиями (ложная аутентификация абонента);

• переадресация сообщений (преднамеренное искажение адресных реквизитов);

• модификация сообщений (преднамеренное искажение информационной части сообщения);

• блокировка логического объекта с целью подавления некоторых типов сообщений (выборочный или сплошной перехват сообщений определенного абонента, нарушение управляющих последовательностей и т. п.).

Перечень видов услуг, предоставляемых по защите информации, которые обеспечиваются с помощью специальных механизмов защиты:

1. Аутентификация равнозначного логического объекта (удостоверение подлинности удаленного абонента-получателя). Для аутентификации требуется, чтобы лежащий ниже уровень обеспечивал услуги с установлением соединения.

2. Аутентификация источника данных — подтверждение подлинности источника (абонента-отправителя) сообщения.

3. Управление доступом (разграничение доступа) — обеспечивает защиту от несанкционированного доступа к ресурсам, потенциально доступным посредством ВОС.

4. Засекречивание соединения — обеспечивает конфиденциальность всех сообщений, передаваемых пользователями в рамках данного соединения.

5. Засекречивание в режиме без установления соединения — обеспечивает конфиденциальность всех данных пользователя в сообщении (единственном сервисном блоке данных), передаваемом в режиме без установления соединения.

6. Засекречивание поля данных — обеспечивает конфиденциальность отдельных полей данных пользователя на всем соединении или в отдельном сервисном блоке данных.

7. Засекречивание трафика — препятствует возможности извлечения информации из наблюдаемого графика.

8. Целостность соединения с восстановлением — позволяет обнаружить попытки вставки, удаления, модификации или переадресации в последовательности сервисных блоков данных. При нарушении целостности предпринимается попытка ее восстановления.

9. Целостность соединения без восстановления.

10. Целостность поля данных в режиме с установлением соединения — обеспечивает целостность отдельного поля данных пользователя во всем потоке сервисных блоков данных.

11. Целостность поля данных в режиме без установления соединения — позволяет обнаружить модификацию выбранного поля в единственном сервисном блоке данных.

12. Целостность блока данных в режиме без установления соединения — обеспечивает целостность единственного сервисного блока данных при работе без установления соединения и позволяет обнаружить модификацию и некоторые формы вставки и переадресации.

13. Информирование об отправке данных – позволяет идентифицировать отправителя информации на стороне ее получателя.

14. Информирование о доставке – предоставляет отправителю информацию о факте получения данных адресатом.

Теоретически доказано, а практика защиты сетей подтвердила, что все перечисленные услуги могут быть обеспечены криптографическими средствами защиты, в силу чего эти средства и составляют основу всех механизмов защиты информации в ВС. Центральными при этом являются следующие задачи:

• взаимное опознавание (аутентификация) вступающих в связь абонентов сети;

• обеспечение конфиденциальности циркулирующих в сети данных;

• обеспечение юридической ответственности абонентов за передаваемые и принимаемые данные.

Решение последней из названных задач обеспечивается с помощью так называемой цифровой (электронной) подписи.