Основные методы защиты от копирования

Криптографические методы

Для защиты инсталлируемой программы от копирования при помощи криптографических методов инсталлятор программы должен выполнить следующие функции:

· анализ аппаратно-программной среды компьютера, на котором должна будет выполняться инсталлируемая программа, и формирование на основе этого анализа эталонных характеристик среды выполнения программы;

· запись криптографически преобразованных эталонных характеристик аппаратно-программной среды компьютер на винчестер.

Преобразованные эталонные характеристики аппаратно-программной среды могут быть занесены в следующие области жесткого диска:

· в любые места области данных (в созданный для этого отдельный файл, в отдельные кластеры, которые должны помечаться затем в FAT как зарезервированные под операционную систему или дефектные);

· в зарезервированные сектора системной области винчестера;

· непосредственно в файлы размещения защищаемой программной системы, например, в файл настройки ее параметров функционирования.

Можно выделить два основных метода защиты от копирования с использованием криптографических приемов:

· с использованием односторонней функции;

· с использованием шифрования.

Односторонние функции это функции, для которых при любом x из области определения легко вычислить f(x), однако почти для всех y из ее области значений, найти y=f(x) вычислительно трудно.

Если эталонные характеристики программно-аппаратной среды представить в виде аргумента односторонней функции x, то y - есть "образ" этих характеристик, который хранится на винчестере и по значению которого вычислительно невозможно получить сами характеристики. Примером такой односторонней функции может служить функция дискретного возведения в степень, описанная в разделах 2.1 и 3.3 с размерностью операндов не менее 512 битов.

При шифровании эталонные характеристики шифруются по ключу, совпадающему с этими текущими характеристиками, а текущие характеристики среды выполнения программы для сравнения с эталонными также зашифровываются, но по ключу, совпадающему с этими текущими характеристиками. Таким образом, при сравнении эталонные и текущие характеристики находятся в зашифрованном виде и будут совпадать только в том случае, если исходные эталонные характеристики совпадают с исходными текущими.

Метод привязки к идентификатору

В случае если характеристики аппаратно-программной среды отсутствуют в явном виде или их определение значительно замедляет запуск программ или снижает удобство их использования, то для защиты программ от несанкционированного копирования можно использовать методов привязки к идентификатору, формируемому инсталлятором. Суть данного метода заключается в том, что на винчестере при инсталляции защищаемой от копирования программы формируется уникальный идентификатор, наличие которого затем проверяется инсталлированной программой при каждом ее запуске. При отсутствии или несовпадении этого идентификатора программа блокирует свое дальнейшее выполнение.

Основным требованием к записанному на винчестер уникальному идентификатору является требование, согласно которому данный идентификатор не должен копироваться стандартным способом. Для этого идентификатор целесообразно записывать в следующие области жесткого диска:

· в отдельные кластеры области данных, которые должны помечаться затем в FAT как зарезервированные под операционную систему или как дефектные;

· в зарезервированные сектора системной области винчестера.

Некопируемый стандартным образом идентификатор может помещаться на дискету, к которой должна будет обращаться при каждом своем запуске программа. Такую дискету называют ключевой. Кроме того, защищаемая от копирования программа может быть привязана и к уникальным характеристикам ключевой дискеты. Следует учитывать, что при использовании ключевой дискеты значительно увеличивается неудобство пользователя, так как он всегда должен вставлять в дисковод эту дискету перед запуском защищаемой от копирования программы.

Методы, основанные на работа с переходами и стеком

Данные методы основаны на включение в тело программы переходов по динамически изменяемым адресам и прерываниям, а также самогенерирующихся команд (например, команд, полученных с помощью сложения и вычитания). Кроме того, вместо команды безусловного перехода (JMP) может использоваться возврат из подпрограммы (RET). Предварительно в стек записывается адрес перехода, который в процессе работы программы модифицируется непосредственно в стеке.

При работе со стеком, стек определяется непосредственно в области исполняемых команд, что приводит к затиранию при работе со стеком. Этот способ применяется, когда не требуется повторное исполнение кода программы. Таким же способом можно генерировать исполняемые команды до начала вычислительного процесса.

Манипуляции с кодом программы

При манипуляциях с кодом программы можно привести два следующих способа:

· включение в тело программы "пустых" модулей;

· изменение защищаемой программы.

Первый способ заключается во включении в тело программы модулей, на которые имитируется передача управления, но реально никогда не осуществляется. Эти модули содержат большое количество команд, не имеющих никакого отношения к логике работы программы. Но "ненужность" этих программ не должна быть очевидна потенциальному злоумышленнику.

Второй способ заключается в изменении начала защищаемой программы таким образом, чтобы стандартный дизассемблер не смог ее правильно дизассемблировать. Например, такие программы, как Nota и Copylock, внедряя защитный механизм в защищаемый файл, полностью модифицируют исходный заголовок EXE-файла.

Все перечисленные методы были, в основном направлены на противодействия статическим способам снятия защиты от копирования. В следующем подразделе рассмотрим методы противодействия динамическим способам снятия защиты.

Тема 6. Защита от компьютерных вирусов.

История развития вирусов.

Компьютерный вирус – это специально написанная, как правило, небольшая по размерам программа, которая может записывать свои копии в компьютерные программы, расположенные в исполнимых файлах, системных областях дисков, драйверах, документах и т.д., причем эти копии сохраняют возможность к «размножению». Процесс внедрения вирусом своей копии в другую программу (системную область диска и т.д.) называется заражением, а программа или иной объект, содержащий вирус – зараженным.

Сегодня науке известно около 30 тысяч компьютерных вирусов. Как и обычным вирусам, вирусам компьютерным для «размножения» нужен «носитель» - здоровая программа или документ, в которых они прячут участки своего программного кода. Сам вирус невелик, его размер редко измеряется килобайтами. Однако натворить эта «кроха» может немало. В тот момент, когда пользователь, ничего не подозревая, запускает на своем компьютере зараженную программу или открывает документ, вирус активизируется и заставляет компьютер следовать его, вируса, инструкциям. Это приводит к удалению какой-либо информации, причем чаще всего – безвозвратно. Кроме этого современные вирусы могут испортить не только программы, но и «железо». Например, уничтожают содержимое BIOS материнской платы или повреждают жесткий диск.

Вирусы появились приблизительно 30 лет назад. Именно тогда, в конце 60-х, когда о ПК можно было прочитать лишь в фантастических романах, в нескольких «больших» компьютерах, располагавшихся в крупных исследовательских центрах США, обнаружились очень необычные программы. Необычны они были тем, что не выполняли распоряжения человека, как другие программы, а действовали сами по себе. Причем, своими действиями они сильно замедляли работу компьютера, но при этом ничего не портили и не размножались.

Но продлилось это недолго. Уже в 70-х годах были зарегистрированы первые настоящие вирусы, способные к размножению и получившие собственные имена: большой компьютер Univac 1108 «заболел» вирусом Pervading Animal, а компьютеры из семейства IBM-360/370 были заражены вирусом Christmas tree.

К 80-м годам число активных вирусов измерялось уже сотнями. А появление и распространение ПК породило настоящую эпидемию – счет вирусов пошел на тысячи. Правда, термин «компьютерный вирус» появился только в 1984 г. – впервые его использовал в своем докладе на конференции по информационной безопасности сотрудник Лехайского университета США Ф. Коуэн.

Первые компьютерные вирусы были простыми и неприхотливыми – от пользователей не скрывались, «скрашивали» свое разрушительное действие (удаление файлов, разрушение логической структуры диска) выводимыми на экран картинками и «шутками» («Назовите точную высоту горы Килиманджаро в миллиметрах! При введении неправильного ответа все данные на вашем винчестере будут уничтожены!»). Выявить такие вирусы было нетрудно – они «приклеивались» к исполняемым (*.com или *.exe)файлам, изменяя их оригинальные размеры.

Позднее вирусы стали прятать свой программный код так, что ни один антивирус не мог его обнаружить. Такие вирусы назывались «невидимками» (stealth).

В 90-е годы вирусы стали «мутировать» - постоянно изменять свой программный код, при этом пряча его в различных участках жесткого диска. Такие вирусы-мутанты стали называться «полиморфными».

Весомый вклад в распространение вирусов внес Internet. Впервые внимание общественности к проблеме Internet-вирусов было привлечено после появления знаменитого «червя Морриса» - относительно безобидного экспериментального вируса, в результате неосторожности его создателя распространившегося по всей мировой Сети. А к 1996-1998 гг. Internet стал главным поставщиком вирусов. Возник даже целый класс Internet-вирусов, названных «троянскими». Эти программы не причиняли вреда компьютеру и хранящейся в нем информации, зато с легкостью могли «украсть» пароль и логин для доступа к Сети, а также другую секретную информацию.

В 1995г., после появления операционной системы Windows 95, были зарегистрированы вирусы, работающие под Windows 95. Примерно через полгода были обнаружены вирусы, которые действовали на документах, подготовленных в популярных программах из комплекта Microsoft Office. Дело в том, что в текстовый редактор Microsoft Word и в табличный редактор Microsoft Excel был встроен язык программирования – Visual Basic for Applications (VBA), предназначенный для создания специальных дополнений к редакторам – макросов. Эти макросы сохранялись в теле документов Microsoft Office и легко могли быть заменены вирусами. После открытия зараженного файла вирус активировался и заражал все документы Microsoft Office. Первоначально макровирусы наносили вред только текстовым документам, позднее они стали уничтожать информацию.

В течение 1998-1999 гг. мир потрясли несколько разрушительных вирусных атак: в результате деятельности вирусов Melissa, Win95.CIH и Chernobyl были выведены из строя около миллиона компьютеров во всех странах мира. Вирусы портили жесткий диск и уничтожали BIOS материнской платы.

Опасные и неопасные вирусы.

Большинство вирусов не выполняет каких-либо действий, кроме своего распространения (заражения других программ, дисков и т.д.) и, иногда, выдачи каких-либо сообщений или иных эффектов, придуманных автором вируса: игры, музыки, перезагрузки компьютера, выдачи на экран разных рисунков, блокировки или изменения функций клавиш клавиатуры, замедления работы компьютера и т.д. Однако сознательной порчи информации эти вирусы не осуществляют. Такие вирусы условно называются неопасными. Впрочем, и эти вирусы способны причинить большие неприятности (например, перезагрузки каждые несколько минут вообще не дадут вам работать).

Однако около трети всех видов портят данные на дисках – или сознательно, или из-за содержащихся в вирусах ошибок, скажем, из-за не вполне корректного выполнения некоторых действий. Если порча данных происходит лишь эпизодически и не приводит к тяжелым последствиям, то вирусы называются опасными. Если же порча данных происходит часто или вирусы причиняют значительные разрушения (форматирование жесткого диска, систематическое изменение данных на диске и т.д.), то вирусы называются очень опасными.

 

 

Заражаемые объекты.

Компьютерные вирусы отличаются друг от друга по тому, в какие объекты они внедряются, то есть что они заражают. Некоторые вирусы могут заражать сразу несколько видов объектов.

Большинство вирусов распространяются, заражая исполнимые файлы, т.е. файлы с расширением имени.COM и.EXE, а также различные вспомогательные файлы, загружаемые при выполнении других программ. Такие вирусы называются файловыми. Вирус в зараженных исполнимых файлах начинает свою работу при запуске той программы, в которой он находится.

Еще один распространенный вид вирусов внедряется в начальный сектор дискет или логических дисков, где находится загрузчик операционной системы, или в начальный сектор жестких дисков, где находится таблица разбиения жесткого диска и небольшая программа, осуществляющая загрузку с одного из разделов, указанных в этой таблице. Такие вирусы называются загрузочными, или бутовыми (от слова boot – загрузчик). Эти вирусы начинают свою работу при загрузке компьютера с зараженного диска. Загрузочные вирусы являются резидентными и заражают вставляемые в компьютер дискеты. Встречаются загрузочные вирусы, заражающие также и файлы – файлово-загрузочные вирусы.

Некоторые вирусы умеют заражать драйверы, то есть файлы, указываемые в предложении DEVICE или DEVICEHIGH файла CONFIG.SYS. Вирус, находящийся в драйвере, начинает свою работу при загрузке данного драйвера из файла CONFIG.SYS при начальной загрузке компьютера. Обычно заражающие драйверы вирусы заражают также исполнимые файлы или сектора дискет, поскольку иначе им не удавалось бы распространяться – ведь драйверы очень редко переписывают с одного компьютера на другой.

Очень редко встречаются вирусы, заражающие системные файлы DOS (IO.SYS или MSDOS.SYS). Эти вирусы активизируются при загрузке компьютера. Обычно такие вирусы заражают также загрузочные сектора дискет, поскольку иначе им не удавалось бы распространяться.

Очень редкой разновидностью вирусов являются вирусы, заражающие командные файлы. Обычно эти вирусы формируют с помощью команд командного файла исполнимый файл на диске, запускают этот файл, он выполняет размножение вируса, после чего данный файл стирается. Вирус в зараженных командых файлах начинает свою работу при выполнении командного файла, в котором он находится. Иногда вызов зараженного командного файла вставляется в файл AUTOEXE.BAT.

Долгое время заражение вирусами файлов документов считалось невозможным, так как документы не содержали исполнимых программ. Однако программисты фирмы Microsoft встроили а документы Word для Windows мощный язык макрокоманд WordBasic. На этом WordBasic стало возможно писать вирусы. Запуск вируса происходит при открытии на редактирование зараженных документов. При этом макрокоманды вируса записываются в глобальный шаблон NORMAL.DOT, так что при новых сеансах работы с Word для Windows вирус будет автоматически активирован.

Возможно заражение и других объектов, содержащих программы в какой-либо форме – текстов программ, электронных таблиц и т.д. Например, вирус AsmVirus.238 заражает файлы программ на языке ассемблера (.ASM-файлы), вставляя туда ассемблерные команды, которые при трансляции порождают код вируса. Однако число пользователей, программирующих на языке ассемблера, невелико, поэтому широкое распространение такого вируса невозможно.

Электронные таблицы содержат макрокоманды, в том числе и макрокоманды, автоматически выполняющиеся при открытии таблицы. Поэтому для них могут быть созданы вирусы, аналогичные вирусам для документов Word для Windows. Пока что такие вирусы были созданы для таблиц табличного процессора Excel.

Вирус является программой, поэтому объекты, не содержащие программ и не подлежащие преобразованию в программы, заражены вирусом быть не могут. Не содержащие программ объекты вирус может только испортить, но не заразить. К числу таких объектов относятся текстовые файлы (кроме командных файлов и текстов программ), документы простых редакторов документов типа ЛЕКСИКОНа или Multi-Edit, информационные файлы баз данных и т.д.

 

Основные методы защиты от компьютерных вирусов

 

Для защиты от вирусов можно использовать:

Общие средства защиты информации, которые полезны также как страховка от физической порчи дисков, неправильно работающих программ или ошибочных действий пользователей;

профилактические меры, позволяющие уменьшить вероятность заражения вирусом;

специализированные программы для защиты от вирусов.

Общие средства защиты информации полезны не только для защиты от вирусов. Имеются две основные разновидности этих средств:

копирование информации — создание копий файлов и системных областей дисков;

разграничение доступа предотвращает несанкционированное использование информации, в частности, защиту от изменений программ и данных вирусами, неправильно работающими программами и ошибочными действиями пользователей.

Несмотря на то, что общие средства защиты информации очень важны для защиты от вирусов, все же их одних недостаточно. Необходимо применять специализированные программы для защиты от вирусов. Эти программы можно разделить на несколько видов:

Программы - детекторы позволяют обнаруживать файлы, зараженные одним из нескольких известных вирусов.

Программы - доктора, или фаги, "лечат" зараженные программы или диски, "выкусывая" из зараженных программ тело вируса, т.е. восстанавливая программу в том состоянии, в котором она находилась до заражения вирусом.

Программы - ревизоры сначала запоминают сведения о состоянии программ и системных областей дисков, а затем сравнивают их состояние с исходным. При выявлении несоответствий, об этом сообщается пользователю.

Доктора - ревизоры — это гибриды ревизоров и докторов, т.е. программы, которые не только обнаруживают изменения в файлах и системных областях дисков, но и могут автоматически вернуть их в исходное состояние.

Программы - фильтры располагаются резидентно в оперативной памяти компьютера и перехватывают те обращения к операционной системе, которые используются вирусами для размножения и нанесения вреда, и сообщают о них пользователю. Пользователь может разрешить или запретить выполнение соответствующей операции.

Программы - вакцины, или иммунизаторы, модифицируют программы и диски таким образом, что это не отражается на работе программ, но вирус, от которого производится вакцинация, считает эти программы и диски уже зараженными. Эти программы крайне неэффективны и далее не рассматриваются.

Ни один тип антивирусных программ по отдельности не дает, к сожалению, полной защиты от вирусов. По этому наилучшей стратегией защиты от вирусов является многоуровневая, "эшелонная" оборона. Опишем структуру этой обороны.

Средствам разведки в "обороне" от вирусов соответствуют программы - детекторы, позволяющие проверять вновь полученное программное обеспечение на наличие вирусов.

На переднем крае обороны находятся программы-фильтры (резидентные программы для защиты от вируса). Эти программы могут первыми сообщить о вирусной атаке и предотвратить заражение программ и диска.

Второй эшелон обороны составляют программы-ревизоры, программы-доктора и доктора-ревизоры. Ревизоры обнаруживают нападение даже тогда, когда вирус сумел "просочиться" через передний край обороны. Программы-доктора применяются для восстановления зараженных программ, если ее копий нет в архиве. Но они не всегда лечат правильно. Доктора-ревизоры обнаруживают нападение вируса и лечат зараженные файлы, причем контролируют правильность лечения.

Самый глубокий эшелон обороны — это средства разграничения доступа. Они не позволяют вирусам и неверно работающим программам, даже если они проникли в компьютер, испортить важные данные.

И, наконец, в "стратегическом резерве" находятся архивные копии информации и "эталонные" дискеты с программными продуктами. Они позволяют восстановить информацию при ее повреждении на жестком диске.

Тема 7. Криптографическое закрытие информации.

Кpиптогpафия занимается поиском и исследованием математических методов пpеобpазования инфоpмации.

Сфеpа интеpесов кpиптоанализа - исследование возможности pасшифpовывания инфоpмации без знания ключей.

Совpеменная кpиптогpафия включает в себя четыpе кpупных pаздела:

Симметpичные кpиптосистемы

Кpиптосистемы с откpытым ключом

Системы электpонной подписи

Системы упpавления ключами.

Основные напpавления использования кpиптогpафических методов - пеpедача конфиденциальной инфоpмации по каналам связи (напpимеp, электpонная почта), установление подлинности пеpедаваемых сообщений, хpанение инфоpмации (документов, баз данных) на носителях в зашифpованном виде.

Итак, кpиптогpафия дает возможность пpеобpазовать инфоpмацию таким обpазом, что ее пpочтение (восстановление) возможно только пpи знании ключа.

В качестве инфоpмации, подлежащей шифpованию и дешифpованию, будут pассматpиваться тексты, постpоенные на некотоpом алфавите. Под этими теpминами понимается следующее:

 

Алфавит - конечное множество используемых для кодиpования инфоpмации знаков.

Текст - упоpядоченный набоp из элементов алфавита.

 

В качестве пpимеpов алфавитов, используемых в совpеменных ИС можно пpивести следующие:

* алфавит Z33 - 32 буквы pусского алфавита и пpобел;

* алфавит Z256 - символы, входящие в стандаpтные коды ASCII и КОИ-8;

* бинаpный алфавит - Z2 = {0,1};

* восьмеpичный алфавит или шестнадцатеpичный алфавит;

Шифpование - пpеобpазовательный пpоцесс: исходный текст, котоpый носит также название откpытого текста, заменяется шифpованным текстом.

Дешифpование - обpатный шифpованию пpоцесс. На основе ключа шифpованный текст пpеобpазуется в исходный.

Ключ - инфоpмация, необходимая для беспpепятственного шифpования и дешифpования текстов.

Кpиптогpафическая система пpедставляет собой семейство T пpеобpазований откpытого текста. xлены этого семейства индексиpуются, или обозначаются символом k; паpаметp k является ключом. Пpостpанство ключей K - это набоp возможных значений ключа. Обычно ключ пpедставляет собой последовательный pяд букв алфавита.

 

Кpиптосистемы pазделяются на симметpичные и с откpытым ключом.

 

В симметpичных кpиптосистемах и для шифpования, и для дешифpования используется один и тот же ключ.

 

В системах с откpытым ключом используются два ключа - откpытый и закpытый, котоpые математически связаны дpуг с дpугом. Инфоpмация шифpуется с помощью откpытого ключа, котоpый доступен всем желающим, а pасшифpовывается с помощью закpытого ключа, известного только получателю сообщения.

 

Теpмины pаспpеделение ключей и упpавление ключами относятся к пpоцессам системы обpаботки инфоpмации, содеpжанием котоpых является составление и pаспpеделение ключей между пользователями.

 

Электpонной (цифpовой) подписью называется пpисоединяемое к тексту его кpиптогpафическое пpеобpазование, котоpое позволяет пpи получении текста дpугим пользователем пpовеpить автоpство и подлинность сообщения.

 

Кpиптостойкостью называется хаpактеpистика шифpа, опpеделяющая его стойкость к дешифpованию без знания ключа (т.е. кpиптоанализу). Имеется несколько показателей кpиптостойкости, сpеди котоpых:

 

* количество всех возможных ключей;

* сpеднее вpемя, необходимое для кpиптоанализа.

 

Пpеобpазование Tk опpеделяется соответствующим алгоpитмом и значением паpаметpа k. Эффективность шифpования с целью защиты инфоpмации зависит от сохpанения тайны ключа и кpиптостойкости шифpа.

Тpебования к кpиптосистемам

 

Пpоцесс кpиптогpафического закpытия данных может осуществляться как пpогpаммно, так и аппаpатно. Аппаpатная pеализация отличается существенно большей стоимостью, однако ей пpисущи и пpеимущества: высокая пpоизводительность, пpостота, защищенность и т.д. Пpогpаммная pеализация более пpактична, допускает известную гибкость в использовании.

Для совpеменных кpиптогpафических систем защиты инфоpмации сфоpмулиpованы следующие общепpинятые тpебования:

* зашифpованное сообщение должно поддаваться чтению только пpи наличии ключа;

* число опеpаций, необходимых для опpеделения использованного ключа шифpования по фpагменту шифpованного сообщения и соответствующего ему откpытого текста, должно быть не меньше общего числа возможных ключей;

* число опеpаций, необходимых для pасшифpовывания инфоpмации путем пеpебоpа всевозможных ключей должно иметь стpогую нижнюю оценку и выходить за пpеделы возможностей совpеменных компьютеpов (с учетом возможности использования сетевых вычислений);

* знание алгоpитма шифpования не должно влиять на надежность защиты;

* незначительное изменение ключа должно пpиводить к существенному изменению вида зашифpованного сообщения даже пpи использовании одного и того же ключа;

* стpуктуpные элементы алгоpитма шифpования должны быть неизменными;

* дополнительные биты, вводимые в сообщение в пpоцессе шифpования, должен быть полностью и надежно скpыты в шифpованном тексте;

* длина шифpованного текста должна быть pавной длине исходного текста;

* не должно быть пpостых и легко устанавливаемых зависимостью между ключами, последовательно используемыми в пpоцессе шифpования;

* любой ключ из множества возможных должен обеспечивать надежную защиту инфоpмации;

* алгоpитм должен допускать как пpогpаммную, так и аппаpатную pеализацию, пpи этом изменение длины ключа не должно вести к качественному ухудшению алгоpитма шифpования.

Тема 8. Защита от потери информации и отказов программно-аппаратных средств.

Представления потребителя о безопасности информационных систем с точки зрения администрирования сводятся к допустимому (с позиции бизнеса) времени простоя информационной системы, а точнее к времени ее восстановления. При этом ему приходится учитывать все возможные причины сбоев. В результате, явно или неявно, расходы предприятий на информационные технологии всегда включают и расходы на обеспечение их безопасности.

Рассмотрим средства, которые можно применять по отдельности или в сочетаниях:

"горячее" дублирование системы (полное либо ключевых компонентов). Например, два идентичных вычислительных комплекса (основной и "дубль") соединены высокоскоростной линией связи и работают синхронно. Если внезапно останавливается основной, то выполнение задачи мгновенно переключается на дубль;

"холодное" резервирование и поддержание склада запасных частей и устройств. Время восстановления исчисляется минутами - на замену неработоспособных компонентов и перезапуск системы;

аварийные сервисы различных масштабов (гарантийный и послегарантийный, обычный и расширенный, например с предоставлением замены на время ремонта). Могут приобретаться как " в комплекте" с оборудованием и другими услугами у одного поставщика, так и отдельно у третьей стороны;

применение оборудования с повышенной отказоустойчивостью, источников бесперебойного питания, специализированных систем диагностики и контроля;

применение специализированных программных и/или аппаратных средств для защиты от хакерских атак;

подписка на антивирусное обслуживание, в том числе и с аварийным выездом специалистов;

"горячие линии" поддержки (телефонные и через Интернет) для оборудования и программного обеспечения.

Следует отметить, что применяемые в каждом конкретном случае средства адекватны риску: чем больше предполагаемые потери предприятия от простоя той или иной информационной системы, тем дороже обходятся превентивные меры безопасности.

 

Отказоустойчивые дисковые массивы

 

Проблема повышения отказоустойчивости систем чаще всего решается с помощью массивов RAID. RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks) - массив избыточных недорогих дисков.

Технология RAID может быть построена на аппаратной или программной реализации.

По определению RAID имеет три признака:

1. Набор дисков, доступных пользователям как один или несколько логических дисков.

2. Данные распределяются по набору дисков определенным способом.

3. Добавляется избыточная емкость или возможность восстановления данных в случае дисковых отказов.

Т.е. RAID - это дисковая архитектура, которая объединяет два или более стандартных физических устройств в одно для того, чтобы достичь устойчивости данных против сбоев путем резервирования. Основные причины использования RAID-систем - улучшение производительности и повышение надежности.

Небольшие недорогие диски, используемые в персональных компьютерах и микроЭВМ, ниже по эффективности и емкости в сравнении с большими дорогими дисками универсальных ЭВМ и суперЭВМ.

Однако они превосходят их по четырем важнейшим показателям:

• возможность ввода/вывода (I/O);

• стоимость за мегабайт;

• среднее время безотказной работы (MTBF);

• соотношение «стоимость/эффективность» SCSI-контроллера на диск.

Совместное использование недорогих дисков в массиве дает очевидные преимущества:

• высокую скорость пересылки;

• увеличение дисковой емкости;

• высокую скорость I/O.

Однако практические результаты и, следовательно, преимущества полученных решений в большой степени зависят от используемых уровней RAID, определяющих различные степени быстродействия, надежности и стоимости массивов. Выделяют восемь уровней RAID (0-7), наибольшее распространение получили уровни 1, 3 и 5.

RAID-0 - расщепление данных без проверки четности (DSA). Производится запись данных в виде отдельных блоков поочередно на каждый диск массива без контроля четности. Распределение данных по дискам позволяет производить операции считывания и записи одновременно, что значительно повышает производительность. Однако, если одно устройство отказывает, вся дисковая система разрушается.

RAID-1 - зеркально отраженные диски (MDA). Основан на принципе полного дублирования данных (создании зеркальной копии диска). Все изменения на логическом разделе одного из дисков немедленно отражаются на точно таком же логическом разделе другого диска. Если операция чтения или записи не проходит на одном из дисков, то система использует второй. Контроль четности отсутствует. Обеспечивается высокий уровень готовности данных и высокая производительность при операциях чтения. Создание зеркального диска приводит к 100-процентному перерасходу дискового пространства, что повышает стоимость системы, однако, RAID-1 можно создать всего на двух дисках, а для матриц более высокого уровня нужно не менее трех.

RAID-3 - параллельный дисковый массив (PDA). Производится расщепление данных на массиве дисков на битовом или байтовом уровне с выделением одного диска для контроля четности. Информация о четности позволяет восстановить потерянные блоки при меньшей избыточности по сравнению с RAID-1. Обладает высокой производительностью при больших размерах запросов ввода/вывода. Недостатками являются: возможность одновременного выполнения только одной операции ввода/вывода; высокие требования к синхронизации дисков; низкие показатели в средах обработки транзакций.

RAID-5 - массив независимых дисков (IDA). Осуществляется запись данных и контрольных сумм по всем дискам массива. Отсутствует выделенный диск с данными о четности. Обладает высокой производительностью для операций с интенсивным чтением.

Надежность RAID-массива зависит от его организации. Время наработки на отказ, по данным DEC, составляет: для RAID-0 - 0.0375; RAID-1 - 117.0; RAID-3 - 47.0; RAID-5 - 47.0 млн. час.

Помимо рассмотренных аппаратных реализаций RAID-массивов существуют и программные способы организации дисковых систем. Технология RAID может быть интегрирована в операционную систему (например NetWare, Windows NT). В данных системах поддерживаются RAID-0 (распределение одного логического диска по нескольким физическим) и RAID-1 (зеркальное отражение дисков). В большинстве задач для небольших массивов (4 Гбайт) это является оправданным решением с точки зрения экономической эффективности, производительности и надежности.

Общим недостатком для программных реализаций RAID является существенная загрузка процессора компьютера.

 

Источники бесперебойного питания

 

С возрастанием мощности и быстродействия компьютеров повышается их чувствительность к качеству питания. Многие современные ОС кэшируют данные в памяти перед записью на диск - для ускорения работы и экономии ресурсов. Из-за сбоя в электроснабжении возможна потеря кэшированных данных, особенно это важно для компьютеров, выполняющих функции серверов.

Для защиты компьютера от помех в электросети используются сетевые фильтры, стабилизаторы и источники бесперебойного питания.

ИБП можно разделить на три группы:

- Standby (Off-Line);

- Line-interactive;

- On-Line.

ИБП типа Standby (Off-Line) имеют самое простое устройство и часто называются резервными, поскольку компьютер переключается на питание от батареи лишь при выходе напряжения питания сети за заранее определенные рамки. В нормальном режиме работы такого ИБП напряжение подается через подавитель импульсов и радиочастотный фильтр в ПК. При этом оно может изменяться в некоторых допустимых пределах. В случае электрических помех или полного пропадания входного напряжения специальные ключи переводят подключаемую к ИБП нагрузку в режим работы от батареи. Недостатком таких приборов является время переключения на резервный источник.

ИБП типа Line-Interactive имеют усовершенствованный механизм фильтрации входного напряжения и улучшенную форму выходного напряжения. Встроенный стабилизатор позволяет избежать скачков напряжения на выходе, а усовершенствованная схема прибора поддерживает почти идеальную форму напряжения при переходе на питание от батареи.

Эти ИБП пользуются наибольшей популярностью как устройства с наилучшим соотношением между ценой и набором характеристик.

ИБП On-Line наиболее сложные приборы. Обладают идеальной формой выходного напряжения и нулевым временем переключения на батарею. Применяются для наиболее ответственных электронных и компьютерных систем: файл-серверов, офисных АТС, медицинских приборов, охранных систем, измерительных датчиков и т. д.

Среди основных причин, связанных с нарушением энергоснабжения можно выделить высоковольтные выбросы (Spikes), высокочастотный шум (Line Noise), подсадку напряжения (Brownout) и исчезновение напряжения (Blackout).

Тема 9. Специфические особенности защиты информации в локальных и глобальных компьютерных сетях - Анализ структуры и принципов функционирования вычислительных сетей с позиции обеспечения информационной безопасности. Угрозы информационно-программному обеспечению, характерные только для распределенной вычислительной среды. Использование криптографических систем для защиты данных, циркулирующих в вычислительной сети. Взаимное подтверждение подлинности при обмене сообщениями в сети. Поддержание целостности циркулирующих в сети сообщений. Цифровая подпись. Защита от отрицания фактов отправки и приема сообщений. Защита в Internet и Intranet. Использование межсетевых экранов (брандмауэров) для защиты информации в локальных вычислительных сетях. Ограничение доступа из локальной сети в Internet с помощью proxy-серверов.