Обеспечение безопасности в компьютерных сетях

Обеспечение безопасности в компьютерных сетях

Реферат

на тему

Обеспечение безопасности в компьютерных сетях

Студент

Т.Д. Зайцева

Пинск 2009

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

1. Введение в теорию обеспечения безопасности программного обеспечения

.1 Зачем и от кого нужно защищать программное обеспечение компьютерных систем

. Средства защиты программ от компьютерных вирусов

2.1 Общая характеристика и классификация компьютерных вирусов

.2 Общая характеристика средств нейтрализации компьютерных вирусов

. Классификация методов защиты от компьютерных вирусов

Заключение

Литература

ВВЕДЕНИЕ

Объектом исследования данной работы является безопасность КС.

Цель работы состоит в том, чтобы определить зачем и от кого нужно защищать программное обеспечение КС, какие существуют вредоносные программы и выявить средства и методы защиты КС.

Современный компьютерный мир представляет собой разнообразную и весьма сложную совокупность вычислительных устройств, систем обработки информации, телекоммуникационных технологий, программного обеспечения и высокоэффективных средств его проектирования.

Чем сложнее задача автоматизации и чем ответственнее область, в которой используются компьютерные информационные технологии, тем все более и более критичными становятся такие свойства как надежность и безопасность информационных ресурсов, задействованных в процессе сбора, накопления, обработки, передачи и хранения компьютерных данных.

Вредоносные воздействия на информацию в процессе функционирования компьютерных систем (КС) различного назначения осуществляется с целью нарушения ее конфиденциальности, целостности и доступности. Решение задач, связанных с предотвращением воздействия непосредственно на информацию, осуществляется в рамках комплексной проблемы обеспечения безопасности информации и имеет достаточно развитую научно-методическую базу. Процесс обеспечения безопасности информации включает в себя и обеспечение безопасности программного обеспечения КС. Данный аспект обеспечения безопасности информации и средств ее обработки именуется эксплуатационной безопасностью, так как соответствует этапу применения КС. В то же время, в последнее время появились новые проблемы обеспечения безопасности, связанные с информационными технологиями, которые, в значительной степени определяют эффективность создаваемых компьютерных систем.

Таким образом, необходимость внесения в программное обеспечение защитных функций на всем протяжении его жизненного цикла от этапа уяснения замысла на разработку программ до этапов испытаний, эксплуатации, модернизации и сопровождения программ не вызывает сомнений.

Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

вирус безопасность программное обеспечение компьютерное

1.1 Зачем и от кого нужно защищать программное обеспечение компьютерных сетей

Безопасность программного обеспечения (ПО) в широком смысле является свойством данного ПО функционировать без проявления различных негативных последствий для конкретной компьютерной системы. Под уровнем безопасности ПО понимается вероятность того, что при заданных условиях в процессе его эксплуатации будет получен функционально пригодный результат. Причины, приводящие к функционально непригодному результату могут быть разными: сбои компьютерных систем, ошибки программистов и операторов, дефекты в ПО. При этом дефекты принято рассматривать двух типов: преднамеренные и непреднамеренные. Первые являются, как правило, результатом злоумышленных действий, вторые - ошибочных действий человека.

При исследовании проблем защиты ПО от преднамеренных дефектов неизбежна постановка следующих вопросов:

·кто потенциально может осуществить практическое внедрение программных дефектов в исполняемый программный код;

·каковы возможные мотивы действий субъекта, осуществляющего разработку таких дефектов;

·как можно идентифицировать наличие программного дефекта;

·как можно отличить преднамеренный программный дефект от программной ошибки;

·каковы наиболее вероятные последствия активизации деструктивных программных средств при эксплуатации КС.

При ответе на первый вопрос следует отметить, что это непосредственные разработчики алгоритмов и программ для компьютерных систем. Они хорошо знакомы с технологией разработки программных средств, имеют опыт разработки алгоритмов и программ для конкретных прикладных систем, знают тонкости существующей технологии отработки и испытаний программных компонентов и представляют особенности эксплуатации и целевого применения разрабатываемой КС. Таким образом, манипуляции подобного рода могут сделать и посторонние высококлассные программисты, имеющие опыт разработки и отладки программ.

Для описания мотивов злоумышленных действий при разработке программных компонентов необходим психологический "портрет" злоумышленника, что требует проведения специальных исследований психологов и криминологов в области психологии программирования. Кроме того, необходимо иметь в виду, что в конструировании вредоносной программы, так или иначе, присутствует притягательное творческое начало, которое само по себе может стать целью. При этом сам "творец" может слабо представлять все возможные результаты и последствия применения своей "конструкции", либо вообще не задумываться о них.

Таким образом, правомерно утверждать, что вредоносные программы, в отличие от широко применяемых электронных закладок, являются более изощренными объектами, обладающими большей скрытностью и эффективностью применения.

Ответы на три последних вопроса можно найти в рамках быстро развивающейся методологии обеспечения безопасности программных средств и оценки уровня их защищенности.

Глава 2. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ПРОГРАММ ОТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ВИРУСОВ

.1 Общая характеристика и классификация компьютерных вирусов

Под компьютерным вирусом (или просто вирусом) понимается автономно функционирующая программа, обладающая способностью к самостоятельному внедрению в тела других программ и последующему самовоспроизведению и самораспространению в информационно-вычислительных сетях и отдельных ЭВМ.

Предшественниками вирусов принято считать так называемые троянские программы, тела которых содержат скрытые последовательности команд (модули), выполняющие действия, наносящие вред пользователям. Наиболее распространенной разновидностью троянских программ являются широко известные программы массового применения (редакторы, игры, трансляторы и т.д.), в которые встроены так называемые "логические бомбы", срабатывающие по наступлении некоторого события. Следует отметить, что троянские программы не являются саморазмножающимися.

Принципиальное отличие вируса от троянской программы состоит в том, что вирус после его активизации существует самостоятельно (автономно) и в процессе своего функционирования заражает (инфицирует) программы путем включения (имплантации) в них своего текста. Таким образом, компьютерный вирус можно рассматривать как своеобразный "генератор троянских программ". Программы, зараженные вирусом, называются вирусоносителями.

Заражение программы, как правило, выполняется таким образом, что-бы вирус получил управление раньше самой программы. Для этого он либо встраивается в начало программы, либо имплантируется в ее тело так, что первой командой зараженной программы является безусловный переход на компьютерный вирус, текст которой заканчивается аналогичной командой безусловного перехода на команду вирусоносителя, бывшую первой до заражения. Получив управление, вирус выбирает следующий файл, заражает его, возможно, выполняет какие-либо другие действия, после чего отдает управление вирусоносителю.

"Первичное" заражение происходит в процессе поступления инфицированных программ из памяти одной машины в память другой, причем в качестве средства перемещения этих программ могут использоваться как магнитные носители (дискеты), так и каналы вычислительных сетей. Вирусы, использующие для размножения сетевые средства, принято называть сетевыми. Цикл жизни вируса обычно включает следующие периоды: внедрение, инкубационный, репликации (саморазмножения) и проявления. В течение инкубационного периода вирус пассивен, что усложняет задачу его поиска и нейтрализации. На этапе проявления вирус выполняет свойственные ему целевые функции, например необратимую коррекцию информации в компьютере или на магнитных носителях.

Физическая структура компьютерного вируса достаточно проста. Он состоит из головы и, возможно, хвоста. Под головой вируса понимается его компонента, получающая управление первой. Хвост - это часть вируса, расположенная в тексте зараженной программы отдельно от головы. Вирусы, состоящие из одной головы, называют несегментированными, тогда как вирусы, содержащие голову и хвост - сегментированными.

Наиболее существенные признаки компьютерных вирусов позволяют провести следующую их классификацию:

1.По режиму функционирования:

·резидентные вирусы - вирусы, которые после активизации постоянно находятся в оперативной памяти компьютера и контролируют доступ к его ресурсам;

·транзитные вирусы - вирусы, которые выполняются только в момент запуска зараженной программы.

2.По объекту внедрения:

·файловые вирусы - вирусы, заражающие файлы с программами;

·загрузочные (бутовые) вирусы - вирусы, заражающие программы, хранящиеся в системных областях дисков.

В свою очередь файловые вирусы подразделяются на вирусы, заражающие:

·исполняемые файлы;

·командные файлы и файлы конфигурации;

·составляемые на макроязыках программирования, или файлы, содержащие макросы (макровирусы);

·файлы с драйверами устройств;

·файлы с библиотеками исходных, объектных, загрузочных и оверлейных модулей, библиотеками динамической компоновки и т.п.

Загрузочные вирусы подразделяются на вирусы, заражающие:

·системный загрузчик, расположенный в загрузочном секторе дискет и логических дисков;

·внесистемный загрузчик, расположенный в загрузочном секторе жестких дисков.

. По степени и способу маскировки:

·вирусы, не использующие средств маскировки;

·stealth-вирусы - вирусы, пытающиеся быть невидимыми на основе контроля доступа к зараженным элементам данных;

·вирусы-мутанты (MtE-вирусы) - вирусы, содержащие в себе алгоритмы шифрования, обеспечивающие различие разных копий вируса. вирусы делятся на:

·обычные вирусы-мутанты, в разных копиях которых различаются только зашифрованные тела, а расшифровщики совпадают;

·полиморфные вирусы, в разных копиях которых различаются не только зашифрованные тела, но их дешифровщики.

Эффекты, вызываемые вирусами в процессе реализации ими целевых функций, принято делить на следующие группы:

·искажение информации в файлах либо таблице размещения файлов (FAT-таблице), которое может привести к разрушению файловой системы в целом;

·имитация сбоев аппаратных средств;

·инициирование ошибок в программах пользователей или операционной системы.

Теоретически возможно создание "вирусных червей" - разрушающих программ, которые незаметно перемещаются между узлами вычислительной сети, не нанося никакого вреда до тех пор, пока не доберутся до целевого узла. В нем программа размещается и перестает размножаться.

.2 Общая характеристика средств нейтрализации компьютерных вирусов

Наиболее распространенным средством нейтрализации КВ являются антивирусные программы (антивирусы). Антивирусы, исходя из реализованного в них подхода к выявлению и нейтрализации вирусов, принято делить на следующие группы:

·детекторы;

·фаги;

·вакцины;

·прививки;

·ревизоры;

·мониторы.

Детекторы обеспечивают выявление вирусов посредством просмотра исполняемых файлов и поиска так называемых сигнатур - устойчивых последовательностей байтов, имеющихся в телах известных вирусов. Наличие сигнатуры в каком-либо файле свидетельствует о его заражении соответствующим вирусом. Антивирус, обеспечивающий возможность поиска различных сигнатур, называют полидетектором.

Фаги выполняют функции, свойственные детекторам, но, кроме того, "излечивают" инфицированные программы посредством "выкусывания" вирусов из их тел. По аналогии с полидетекторами, фаги, ориентированные на нейтрализацию различных вирусов, именуют полифагами.

В отличие от детекторов и фагов, вакцины по своему принципу действия подобны вирусам. Вакцина имплантируется в защищаемую программу и запоминает ряд количественных и структурных характеристик последней. Если вакцинированная программа не была к моменту вакцинации инфицированной, то при первом же после заражения запуске произойдет следующее: активизация вирусоносителя приведет к получению управления вирусом, который, выполнив свои целевые функции, передаст управление вакцинированной программе. В последней, в свою очередь, сначала управление получит вакцина, которая выполнит проверку соответствия запомненных ею характеристик аналогичным характеристикам, полученным в текущий момент. Если указанные наборы характеристик не совпадают, то делается вывод об изменении текста вакцинированной программы вирусом.

Принцип действия прививок основан на учете того обстоятельства, что любой вирус, как правило, помечает инфицируемые программы каким-либо признаком с тем, чтобы не выполнять их повторное заражение. В ином случае имело бы место многократное инфицирование, сопровождаемое существенным и поэтому легко обнаруживаемым увеличением объема зараженных программ. Прививка, не внося никаких других изменений в текст защищаемой программы, помечает ее тем же признаком, что и вирус, который, таким образом, после активизации и проверки наличия указанного признака, считает ее инфицированной и "оставляет в покое".

Ревизоры обеспечивают слежение за состоянием файловой системы, используя для этого подход, аналогичный реализованному в вакцинах. Программа-ревизор в процессе своего функционирования выполняет применительно к каждому исполняемому файлу сравнение его текущих характеристик с аналогичными характеристиками, полученными в ходе предшествующего просмотра файлов. Если при этом обнаруживается, что, согласно имеющейся системной информации, файл с момента предшествующего просмотра не обновлялся пользователем, а сравниваемые наборы характеристик не совпадают, то файл считается инфицированным. Характеристики исполняемых файлов, получаемые в ходе очередного просмотра, запоминаются в отдельном файле (файлах), в связи с чем увеличения длин исполняемых файлов, имеющего место при вакцинации, в данном случае не происходит. Другое отличие ревизоров от вакцин состоит в том, что каждый просмотр исполняемых файлов ревизором требует его повторного запуска.

Монитор представляет собой резидентную программу, обеспечивающую перехват потенциально опасных прерываний, характерных для вирусов, и запрашивающую у пользователей подтверждение на выполнение операций, следующих за прерыванием. В случае запрета или отсутствия подтверждения монитор блокирует выполнение пользовательской программы.

Антивирусы рассмотренных типов существенно повышают вирусозащищенность отдельных ЭВМ и вычислительных сетей в целом, однако, в связи со свойственными им ограничениями, не могут полностью защитить КС от вирусов.

Глава 3. Классификация методов защиты от компьютерных вирусов

Проблему защиты от вирусов необходимо рассматривать в общем контексте проблемы защиты информации от несанкционированного доступа и технологической и эксплуатационной безопасности ПО в целом. Основной принцип, который должен быть положен в основу разработки технологии защиты от вирусов, состоит в создании многоуровневой распределенной системы защиты, включающей:

·регламентацию проведения работ на ПЭВМ,

·применение программных средств защиты,

·использование специальных аппаратных средств.

При этом количество уровней защиты зависит от ценности информации, которая обрабатывается на ПЭВМ. Для защиты от компьютерных вирусов в настоящее время используются следующие методы:

Архивирование является одним из основных методов защиты от вирусов. Остальные методы защиты дополняют его, но не могут заменить полностью.

Входной контроль. Проверка всех поступающих программ детекторами, а также проверка длин и контрольных сумм вновь поступающих программ на соответствие значениям, указанным в документации. Большинство известных файловых и бутовых вирусов можно выявить на этапе входного контроля. Для этой цели используется батарея (несколько последовательно запускаемых программ) детекторов. Набор детекторов достаточно широк, и постоянно пополняется по мере появления новых вирусов. Однако при этом могут быть обнаружены не все вирусы, а только распознаваемые детектором. Следующим элементом входного контроля является контекстный поиск в файлах слов и сообщений, которые могут принадлежать вирусу. Подозрительным является отсутствие в последних 2-3 килобайтах файла текстовых строк - это может быть признаком вируса, который шифрует свое тело. Рассмотренный контроль может быть выполнен с помощью специальной программы, которая работает с базой данных "подозрительных" слов и сообщений, и формирует список файлов для дальнейшего анализа. После проведенного анализа новые программы рекомендуется несколько дней эксплуатировать в карантинном режиме. При этом целесообразно использовать ускорение календаря, т.е. изменять текущую дату при повторных запусках программы. Это позволяет обнаружить вирусы, срабатывающие в определенные дни недели.

Профилактика. Для профилактики заражения необходимо организовать раздельное хранение (на разных магнитных носителях) вновь поступающих и ранее эксплуатировавшихся программ, минимизация периодов доступности дискет для записи, разделение общих магнитных носителей между конкретными пользователями.

Ревизия. Анализ вновь полученных программ специальными средствами (детекторами), контроль целостности перед считыванием информации, а также периодический контроль состояния системных файлов.

Карантин. Каждая новая программа проверяется на известные типы вирусов в течение определенного промежутка времени. Для этих целей целесообразно выделить специальную ПЭВМ, на которой не проводятся другие работы. В случае невозможности выделения ПЭВМ для карантина программного обеспечения, для этой цели используется машина, отключенная от локальной сети и не содержащая особо ценной информации.

Сегментация. Предполагает разбиение магнитного диска на ряд логических томов (разделов), часть из которых имеет статус READ ONLY (только чтение). В данных разделах хранятся выполняемые программы и системные файлы. Базы данных должны храниться в других секторах, отдельно от выполняемых программ.

Фильтрация. Заключается в использовании программ - сторожей, для обнаружения попыток выполнить несанкционированные действия.

Вакцинация. Специальная обработка файлов и дисков, имитирующая сочетание условий, которые используются некоторым типом вируса для определения, заражена уже программа или нет.

Автоконтроль целостности. Заключается в использовании специальных алгоритмов, позволяющих после запуска программы определить, были ли внесены изменения в ее файл.

Терапия. Предполагает дезактивацию конкретного вируса в зараженных программах специальными программами (фагами).

В общем случае технологическая схема защиты может состоять из следующих этапов:

·входной контроль новых программ;

·сегментация информации на магнитном диске;

·защита операционной системы от заражения;

·систематический контроль целостности информации.

Необходимо отметить, что не следует стремиться обеспечить глобальную защиту всех файлов, имеющихся на диске. Это существенно затрудняет работу, снижает производительность системы и, в конечном счете, ухудшает защиту из-за частой работы в открытом режиме. Анализ показывает, что только 20-30% файлов должно быть защищено от записи.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Количество и уровень деструктивности угроз безопасности для программных комплексов КС как со стороны внешних, так и со стороны внутренних источников угроз постоянно возрастает. Это объясняется стремительным развитием компьютерных и телекоммуникационных средств, глобальных информационных систем, необходимостью разработки для них сложного программного обеспечения с применением современных средств автоматизации процесса проектирования программ. Кроме того, это объясняется значительным или даже резким повышением в последнее время активности деятельности хакеров и групп хакеров, атакующих компьютерные системы, криминальных групп компьютерных взломщиков, различных специальных подразделений и служб, осуществляющих свою деятельность в области создания средств воздействия на критически уязвимые объекты информатизации.

ЛИТЕРАТУРА

1.Абрамов С.А. Элементы анализа программ. Частичные функции на множестве состояний. - М.: Наука, 1986.

2.Ахо А., Хопкрофт Дж., Ульман Дж. Построение и анализ вычислительных алгоритмов. - М.: Мир, 1979.

.Безруков Н.Н. Компьютерная вирусология// Справ. - Киев: Издательство УРЕ, 1991.

.Беневольский С.В., Бетанов В.В. Контроль правильности расчета параметров траектории сложных динамических объектов на основе алгоритмической избыточности// Вопросы защиты информации. - 1996.- №2.- С.66-69.

.Белкин П.Ю. Новое поколение вирусов принципы работы и методы защиты// Защита информации. - 1997.- №2.-С.35-40.

.Варновский Н.П. Криптографические протоколы// В кн. Введение в криптографию/ Под. Общ. Ред. В.В. Ященко М.: МЦНМО, "ЧеРо", 1998.

.Вербицкий О.В. О возможности проведения любого интерактивного доказательства за ограниченное число раундов// Известия академии наук. Серия математическая. - 1993. - Том 57. - №3. - С.152-178.

.Герасименко В.А. Защита информации в АСОД.- М.: Энергоиздат, 1994.

.ГОСТ 28147-89. Системы обработки информации. Защита криптографическая. Алгоритм криптографического преобразования.

.ГОСТ Р 34.10-94. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Процедуры выработки и проверки электронной цифровой подписи на базе асимметричного криптографического алгоритма.