- •Тема 1. Понятие информационной безопасности. Понятие угрозы. Международные стандарты информационного обмена. 36
- •Тема 2. Информационная безопасность в условиях функционирования в России глобальных сетей. 48
- •Тема 3. Виды противников или "нарушителей". Понятия о видах вирусов. Понятие угрозы. Наиболее распространенные угрозы. Классификация угроз 75
- •Тема 4. Виды возможных нарушений информационной системы. Виды защиты. Типовая операция враждебного воздействия . 102
- •Тема 7. Анализ способов нарушений информационной безопасности. Использование защищенных компьютерных систем. Методы криптографии. Криптографические методы защиты информации 159
- •Тема 8 Основные технологии построения защищенных эис. Защита от разрушающих программных воздействий. Программные закладки. Raid-массивы и raid - технология. 205
- •Тема 9. Место информационной безопасности экономических систем в национальной безопасности страны. Концепция информационной безопасности. 246
- •A. Государственный образовательный стандарт по дисциплине Информационная безопасность
- •B. Рабочая программа учебной дисциплины b.1. Цели и задачи дисциплины, ее место в учебном процессе
- •B.2. Протокол согласования рабочей программы с другими дисциплинами специальности на 200 учебный год
- •B.3. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •B.4. Содержание дисциплины b.4.1. Тематический план
- •B.4.2. Лекционный курс
- •B.4.4. Лабораторный практикум
- •B.4.5. Самостоятельная работа студентов
- •B.5. Список рекомендуемой литературы для изучения дисциплины
- •B.6. Курсовое проектирование
- •B.7. Список рекомендуемой литературы для курсового проектирования
- •B.8. Вопросы к экзамену по дисциплине информационная безопасность
- •B.9. Рейтинг-план
- •B.10. Тематический план
- •Тема 1. Понятие информационной безопасности. Основные составляющие информационной безопасности. Важность проблемы. Международные стандарты информационного обмена. Понятие угрозы.
- •Тема 2. Информационная безопасность в условиях функционирования в России глобальных сетей.
- •Тема 3. Виды противников или "нарушителей". Понятия о видах вирусов. Понятие угрозы. Наиболее распространенные угрозы. Классификация угроз
- •Тема 4. Виды возможных нарушений информационной системы. Виды защиты. Типовая операция враждебного воздействия
- •Тема 9. Место информационной безопасности экономических систем в национальной безопасности страны. Концепция информационной безопасности.
- •Введение
- •Курс лекций Тема 1. Понятие информационной безопасности. Понятие угрозы. Международные стандарты информационного обмена.
- •1.1. Понятие «информационная безопасность»
- •1.2. Составляющие информационной безопасности
- •1.3. Классификация угроз информационной безопасности
- •1.4. Каналы несанкционированного доступа к информации
- •Технические каналы утечки информации
- •Важность и сложность проблемы иб
- •Тема 2. Информационная безопасность в условиях функционирования в России глобальных сетей.
- •2.1. Общие сведения о безопасности в компьютерных сетях
- •Специфика средств защиты в компьютерных сетях
- •2.2. Сетевые модели передачи данных Понятие протокола передачи данных
- •Принципы организации обмена данными в вычислительных сетях
- •Транспортный протокол tcp и модель tcp/ip
- •2.3. Модель взаимодействия открытых систем os1/iso Сравнение сетевых моделей передачи данных tcp/ip и osi/iso
- •Распределение функций безопасности по уровням модели osi/iso
- •2.4. Адресация в глобальных сетях
- •Классы адресов вычислительных сетей
- •Система доменных имен
- •2.5. Классификация удаленных угроз в вычислительных сетях
- •2.6. Типовые удаленные атаки и их характеристика
- •Тема 3. Виды противников или "нарушителей". Понятия о видах вирусов. Понятие угрозы. Наиболее распространенные угрозы. Классификация угроз
- •3.1. Угрозы информационной безопасности
- •3.1.1. Каналы несанкционированного доступа к информации
- •3.1.2. Наиболее распространенные угрозы нарушения доступности информации
- •3.1.3. Основные угрозы нарушения целостности информации
- •3.1.4. Основные угрозы нарушения конфиденциальности информации
- •3.2. Компьютерные вирусы как особый класс разрушающих программных воздействий.
- •3.2.1 Классификация компьютерных вирусов Классификация компьютерных вирусов по среде обитания
- •Классификация компьютерных вирусов по особенностям алгоритма работы
- •Классификация компьютерных вирусов по деструктивным возможностям
- •3.2.2. Характеристика «вирусоподобных» программ
- •3.2.3 Механизмы заражения вирусами компьютерной системы Механизмы заражения загрузочными вирусами
- •Механизмы заражения файловыми вирусами
- •Механизмы заражения загрузочно-файловыми вирусами
- •Полиморфные вирусы
- •3.2.4. Антивирусные программы
- •Классификация антивирусных программ
- •Факторы, определяющие качество антивирусных программ
- •3.2.5. Профилактика компьютерных вирусов
- •Характеристика путей проникновения вирусов в компьютеры
- •Правила защиты от компьютерных вирусов
- •Обнаружение макровируса
- •Тема 4. Виды возможных нарушений информационной системы. Виды защиты. Типовая операция враждебного воздействия .
- •4.1. Типовая операция враждебного воздействия.
- •Подготовительный этап
- •I. Подготовительный этап
- •II. Несанкционированный доступ
- •III. Основной этап (разведывательный, диверсионный)
- •IV. Скрытая передача информации
- •V. Сокрытие следов воздействия
- •4.2. Программные закладки
- •5.1. Обзор Российского законодательства в области информационной безопасности
- •Правовые акты общего назначения, затрагивающие вопросы информационной безопасности:
- •Ис органов государственной власти, которые обрабатывают информацию с ограниченным доступом, и средства защиты ис подлежат обязательной сертификации.
- •Глава 5. Защита информации и прав субъектов в области информационных процессов и информатизации
- •5.3. Обзор зарубежного законодательства в области информационной безопасности
- •5.5. Информационная безопасность распределительных систем. Рекомендации х.800
- •5.6. СтандартIso/ieс 15408 «Критерии оценки безопасности информационных технологий» 01.12.91
- •Руководящие документы Гостехкомиссии России
- •5.8. Европейские критерии безопасностиинформационных технологий
- •6.1. Идентификация и аутентификация
- •Механизм идентификации и аутентификации пользователей
- •6.2. Криптография и шифрование Структура криптосистемы
- •Классификация систем шифрования данных
- •Симметричные и асимметричные методы шифрования
- •Электронная цифровая подпись
- •6.3. Методы разграничение доступа Виды методов разграничения доступа
- •Мандатное и дискретное управление доступом
- •6.4. Регистрация и аудит Определение и содержание регистрации и аудита информационных систем
- •Этапы регистрации и методы аудита событий информационной системы
- •6.5. Межсетевое экранирование Классификация межсетевых экранов
- •Характеристика межсетевых экранов
- •6.6. Технология виртуальных частных сетей (vpn)
- •Понятие «туннеля» при передаче данных в сетях
- •Тема 7. Анализ способов нарушений информационной безопасности. Использование защищенных компьютерных систем. Методы криптографии. Криптографические методы защиты информации
- •Элементарные понятия криптографии
- •7.1. Методы шифрования информации.
- •7.1.1. Методы замены.
- •7.1.2. Методы перестановки
- •Современные блочные шифры.
- •Des - алгоритм
- •7.1.3. Аналитические методы шифрования
- •7.1.4. Аддитивные методы шифрования
- •7.1.5 Системы шифрования с открытым ключом
- •7.1.6. Стандарты шифрования. Российский стандарт гост 28147-89.
- •Криптосистема rsa
- •Цифровая (электронная) подпись
- •Стандарт сша – des.
- •7.2. Сжатие информации.
- •7.3. Понятие кодирования и декодирования.
- •Процесс кодирования.
- •Виды кодов.
- •7.4. Стеганография.
- •Компьютерная стеганография
- •Тема 8 Основные технологии построения защищенных эис. Защита от разрушающих программных воздействий. Программные закладки.Raid-массивы иRaid- технология.
- •8.1. Современные методы и средства обеспечения безопасности в каналах ивс и телекоммуникаций
- •8.2. Анализ типовых мер обеспечения безопасности пэвм
- •8.3. Методы защиты информации от нсд в сетях эвм
- •8.4. Оценка безопасности связи в сетиInternet
- •8.5. Сетевые средства защиты от несанкционированного доступа
- •8.6. Методы криптографической защиты сети
- •8.7. Методы сохранения и дублирования информации. Рейдмассивы. Рейдтехнология.
- •Организации raid
- •Информация на raid
- •Raid 0. Дисковый массив без отказоустойчивости (Striped Disk Array without Fault Tolerance)
- •Raid 1. Дисковый массив с зеркалированием (mirroring)
- •Raid 2. Отказоустойчивый дисковый массив с использованием кода Хемминга (Hamming Code ecc)
- •Raid 3. Отказоустойчивый массив с параллельной передачей данных и четностью (Parallel Transfer Disks with Parity)
- •Raid 4. Отказоустойчивый массив независимых дисков с разделяемым диском четности (Independent Data disks with shared Parity disk)
- •Raid 5. Отказоустойчивый массив независимых дисков с распределенной четностью
- •Raid 6. Отказоустойчивый массив независимых дисков с двумя независимыми распределенными схемами четности
- •Raid 7. Отказоустойчивый массив, оптимизированный для повышения производительности
- •Jbod (Just a Bunch Of Drives).
- •Комбинированные уровни raid массивов
- •Причины потерь данных на raid массивах
- •Тема 9. Место информационной безопасности экономических систем в национальной безопасности страны. Концепция информационной безопасности.
- •9.1 Информационная безопасность и информационные технологии
- •9.2. Средства защиты информации
- •Технология работы в глобальных сетях Solstice FireWall-1
- •9.3.Пример реализации политики безопасности
- •9.4. Еще один пример реализации политики безопасности
- •9.4. Разработка сетевых аспектов политики безопасности
- •9.5. Безопасность программной среды
- •9.8. Правила этикета при работе с компьютерной сетью.
- •Практические задания практическая работа 1 Восстановление зараженных файлов
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 2 Профилактика проникновения «троянских программ»
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 3 Настройка безопасности почтового клиента Outlook Express
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 4 Настройка параметров аутентификации Windows 2000 (хр)
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 5 Шифрующая файловая система efs и управление сертификатами в Windows 2000 (хр)
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 6 Назначение прав пользователей при произвольном управлении доступом в Windows 2000 (хр)
- •Задания для самостоятельной работы
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 7 Настройка параметров регистрации и аудита вWindows2000 (xp)
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 8 Управление шаблонами безопасности в Windows 2000 (хр)
- •Задания для самостоятельной работы
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 9 Настройка и использование межсетевого экрана в Windows 2000 (хр) Краткие теоретические сведения
- •Алгоритм выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 10 Создание vpn-подключения средствами Windows 2000 (хр)
- •Алгоритм выполнения работы
- •Задания для самостоятельной работы
- •Контрольные вопросы
- •Практическая работа 11 Знакомство с сертифицированными программными и программно-аппаратными средствами защиты информации и контроля доступа. Аппаратные и программные средства защиты информации»
- •Практическая работа 12 Защита программ и файлов от несанкционированного доступа
- •Пароль для доступа к информации в документах Word
- •Шифрование документа.
- •Практическая работа 13 Шифрование информации средствами операционной системы
- •Практическая работа 14 Настройка, изучение режимов работы и сравнение различных антивирусных пакетов. Антивирусное программное обеспечение. Компьютерные вирусы
- •Практическая работа 15. Криптографические методы защиты информации.
- •Методические указания к курсовому проекту
- •1.1. Общая структурная схема курсового проекта.
- •1.2. Краткое содержание разделов курсового проекта.
- •Раздел 1. «Анализ объекта исследования».
- •Раздел 2 «Разработка программных средств для обеспечения информационной безопасности объекта исследования».
- •Раздел 3. «Заключение».
- •Раздел 4. «Список используемой литературы».
- •Раздел 5. «Приложения»
- •Заключение
- •Словарь терминов
- •Варианты тестовых контрольных заданииий Вариант №1
- •Вариант №2
- •Вариант №3
7.1.1. Методы замены.
Сущность методов замены (подстановки) заключается в замене символов исходной информации, записанных в одном алфавите, символами из другого алфавита по определенному правилу . Самым простым является метод прямой замены. Символам s0iисходного алфавита A0, с помощью которых записывается исходная информация, однозначно ставятся в соответствие символы s1iшифрующего алфавита А1. В простейшем случае оба алфавита могут состоять из одного и того же набора символов. Например, оба алфавита могут содержать буквы русского алфавита.
Задание соответствия
между символами обоих алфавитов
Алгоритм моноалфавитной замены может быть представлен в виде последовательности шагов.
Шаг 1. Формирование числового кортежа L0hпутем замены каждого символа, представленного в исходном алфавите A0размера [1xK], на число h0i(s0i), соответствующее порядковому номеру символа s0iв алфавите A0.
Шаг 2. Формирование числового кортежа L1hпутем замены каждого числа кортежа L0hна соответствующее число h1iкортежа L1h, вычисляемое по формуле:
hli=(k1*h0i(s0i)+k2)(mod R),
где k1– десятичный коэффициент; k2- коэффициент сдвига. Выбранные коэффициенты k1, k2должны обеспечивать однозначное соответствие чисел h0iи h1i, а при получении h1i=0 выполнить замену h1i=R.
Шаг 3. Получение шифртекста Т1путем замены каждого числа hli(sli) кортежа L1hсоответствующим символомалфавита шифрования A1размера [1xR].
Шаг 4. Полученный шифртекст разбивается на блоки фиксированной длины b. Если последний блок оказывается неполным, то в конец блока помещаются специальные символы-заполнители (например, символ *).
Пример. Исходными данными для шифрования являются:
T0=<М Е Т О Д _ Ш И Ф Р О В А Н И Я>;
A0=<А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я _>;
A1=<О Р Щ Ь Я Т Э _ Ж М Ч Х А В Д Ы Ф К С Е З П И Ц Г Н Л Ъ Ш Б У Ю>;
R=32; k1=3; k2=15; b=4.
Пошаговое выполнение алгоритма приводит к получению следующих результатов.
Шаг 1. L0h=<12, 6, 18, 14, 5, 32, 24, 9, 20, 16, 14, 3, 1, 13, 9, 31>.
Шаг 2. L1h=<19, 1, 5, 25, 30, 15, 23, 10, 11, 31, 25, 24, 18, 22, 10, 12>.
Шаг 3. T1=<С О Я Г Б Д И М Ч У Г Ц К П М Х>.
Шаг 4. T2=<С О Я Г Б Д И М Ч У Г Ц К П М Х>.
При расшифровании сначала устраняется разбиение на блоки. Получается непрерывный шифртекст T1длиной K символов. Расшифрование осуществляется путем решения целочисленного уравнения:
k1h01+k2=nR+h1i,
При известных целых величинах k1, k2, h1iи R величина h0iвычисляется методом перебора n.
Последовательное применение этой процедуры ко всем символам шифртекста приводит к его расшифрованию.
По условиям приведенного примера может быть построена таблица замены, в которой взаимозаменяемые символы располагаются в одном столбце (табл. 1).
таблица 1
Использование таблицы замены значительно упрощает процесс шифрования. При шифровании символ исходного текста сравнивается с символами строки s0iтаблицы. Если произошло совпадение в i-м столбце, то символ исходного текста заменяется символом из строки s1i, находящегося в том же столбце i таблицы.
Расшифрование осуществляется аналогичным образом, но вход в таблицу производится по строке s1i.
Основным недостатком метода прямой замены является наличие одних и тех же статистических характеристик исходного и закрытого текста. Зная, на каком языке написан исходный текст и частотную характеристику употребления символов алфавита этого языка, криптоаналитик путем статистической обработки перехваченных сообщений может установить соответствие между символами обоих алфавитов.
Существенно более стойкими являются методы полиалфавитной замены. Такие методы основаны на использовании нескольких алфавитов для замены символов исходного текста. Формально полиалфавитную замену можно представить следующим образом. При N - алфавитной замене символ s01из исходного алфавита A0заменяется символом s11из алфавита A1, s02заменяется символом s22из алфавита А2и так далее. После замены s0Nсимволом sNNиз АNсимвол s0(N+1)замещается символом s1(N+1)из алфавита A1и так далее.
Наибольшее распространение получил алгоритм полиалфавитной замены с использованием таблицы (матрицы) Вижинера TB, которая представляет собой квадратную матрицу [RxR], где R - количество символов в используемом алфавите. В первой строке располагаются символы в алфавитном порядке. Начиная со второй строки, символы записываются со сдвигом влево на одну позицию. Выталкиваемые символы заполняют освобождающиеся позиции справа (циклический сдвиг). Если используется русский алфавит, то матрица Вижинера имеет размерность [32 x 32].
Рис. 2. Матрица Вижинера
Шифрование осуществляется с помощью ключа, состоящего из М неповторяющихся символов. Из полной матрицы Вижинера выделяется матрица шифрования Тш, размерностью [(М+1), R]. Она включает первую строку и строки, первые элементы которых совпадают с символами ключа. Если в качестве ключа выбрано слово <ЗОНД>, то матрица шифрования содержит пять строк (рис. 3).
Рис. 3. Матрица шифрования для ключа <ЗОНД>
Алгоритм зашифрования с помощью таблицы Вижинера представляет собой следующую последовательность шагов.
Шаг 1.Выбор ключа К длиной М символов.
Шаг 2.Построение матрицы шифрования Тш=(bij) размерностью [(М+1), R] для выбранного ключа К.
Шаг 3.Под каждым символом s0rисходного текста длиной I символов размещается символ ключа km(рис. 2.1.2). Ключ повторяется необходимое число раз.
Шаг 4.Символы исходного текста последовательно замещаются символами, выбираемыми из Тшпо следующему правилу:
определяется символ km ключа К, соответствующий замещаемому символу sor;
находится строка i в Тi, для которой выполняется условие km=bi1;
определяется столбец j, для которого выполняется условие: sor=b1j;
символ sor замещается символом bij.
Шаг 5. Полученная зашифрованная последовательность разбивается на блоки определенной длины, например, по четыре символа. Последний блок дополняется, при необходимости, служебными символами до полного объема.
Расшифрование осуществляется в следующей последовательности:
Шаг 1.Под шифртекстом записывается последовательность символов ключа по аналогии с шагом 3 алгоритма зашифрования.
Шаг 2.Последовательно выбираются символы s1rиз шифртекста и соответствующие символы ключа Km. В матрице Тшопределяется строка i, для которой выполняется условие Km= bi1. В строке 1 определяется элемент bij= s1r. В расшифрованный текст на позицию r помещается символ b1j.
Шаг 3.Расшифрованный текст записывается без разделения на блоки. Убираются служебные символы.
Пример.
Требуется с помощью ключа К = <ЗОНД> зашифровать исходный текст Т = <БЕЗОБЛАЧНОЕ_НЕБО>.
Механизмы зашифрования и расшифрования представлены на рис. 4.
Исходный текст |
БЕЗОБЛАЧНОЕ_НЕБО |
Ключ |
ЗОНДЗОНДЗОНДЗОНД |
Текст после замены |
ИУФТИШНЫФЫТГФУОТ |
Шифртекст |
ИУФТ ИШНЫ ФЫТГ ФУОТ |
Ключ |
ЗОНД ЗОНД ЗОНД ЗОНД |
Расшифрованный текст |
БЕЗО БЛАЧ НОЕ_ НЕБО |
Исходный текст |
БЕЗОБЛАЧНОЕ_НЕБО |
Рис. 4. Пример шифрования с помощью матрицы Вижинера
Криптостойкость методов полиалфавитной замены значительно выше методов простой замены, так как одни и те же символы исходной последовательности могут заменяться разными символами. Однако стойкость шифра к статистическим методам криптоанализа зависит от длины ключа.
Для повышения криптостойкости может использоваться модифицированная матрица шифрования. Она представляет собой матрицу размерности [11, R], где R - число символов алфавита. В первой строке располагаются символы в алфавитном порядке. Остальные 10 строк нумеруются от 0 до 9. В этих строках символы располагаются случайным образом.
В качестве ключей используются, например, непериодические бесконечные числа π, е и другие. Очередной n-й символ исходного текста заменяется соответствующим символом из строки матрицы шифрования, номер которой совпадает с n-й цифрой бесконечного числа.