II.4.2. Достоверная вычислительная база

 

Достоверная вычислительная база (ДВБ; Trusted Computing Base; TCB) - полностью защищенный механизм вычислительной системы, отвечающий за поддержку реализации политики безопасности.

Таким образом, ДВБ выполняет двойную задачу - поддерживает реализацию политики безопасности и является гарантом целостности механизмов защиты, то есть самой себя.

Процесс, функционирующий от имени ДВБ, является достоверным. Это означает, что система защиты безоговорочно доверяет этому процессу и все его действия санкционированы политикой безопасности.

Вся система разбивается на уровни и для каждого решается политика безопасности.

1. Вся система жестко фиксирована

2. Компоненты верхних уровней привязаны к нижним

3. Связь между компонентами определяется правилами межуровневого интерфейса

 

 

II.4.3. Механизмы защиты. Ядро безопасности. Монитор ссылок.

 

Основой ДВБ является ядро безопасности (security kernel)

- элементы аппаратного и программного обеспечения, защищенные от модификации и проверенные на корректность, которые разделяют все попытки доступа субъектов к объектам.

Ядро безопасности является реализацией концепции монитора ссылок (reference monitor) - абстрактной концепции механизма защиты.

Под монитором ссылок понимают концепцию контроля доступа субъектов к объектам в абстрактной машине. Схематически

монитор ссылок изображен на рис.

 

Под базой данных защиты (security database) понимают базу данных, хранящую информацию о правах доступа субъектов системы к объектам. Основу базы данных защиты составляет матрица доступа или ее представления, которая служит основой избирательной политики безопасности (см. 1.4.1.).

Монитор ссылок должен выполнять следующие функции:

1. Проверять права доступа каждого субъекта к любому объекту на основании информации, содержащейся в базе данных защиты и положений политики безопасности (избирательной или полномочной);

2. При необходимости регистрировать факт доступа и его параметры в системном журнале.

Реализующее монитор ссылок ядро безопасности должно обладать следующими свойствами:

- контролировать все попытки доступа субъектов к объектам;

- иметь защиту от модификации, подделки, навязывания;

- быть протестировано и верифицировано для получения гарантий надежности;

- иметь небольшой размер и компактную структуру.

 

II.4.4. Функции ядра безопасности.

 

Основными функциями, которые должно выполнять ядро безопасности совместно с другими службами ОС, являются:

1. Идентификация, аутентификация и авторизация субъектов и объектов системы.

Необходимы для:

· подтверждения подлинности субъекта;

· законности его прав на данный объект или на определенные действия (авторизованный доступ имеет только тот субъект, чей идентификатор удовлетворяет результатам аутентификации);

· для обеспечения работы субъекта в системе.

* Идентификация - процесс распознавания элемента системы, обычно с помощью заранее определенного идентификатора или другой априорной информации; каждый субъект или объект должен быть однозначно идентифицируем.

* Аутентификация - проверка идентификации пользователя, процесса, устройства или другого компонента системы (обычно осуществляется перед разрешением доступа); а также проверка целостности данных при их хранении или передаче для предотвращения несанкционированной модификации.

* Авторизация - предоставление субъекту прав на доступ к объекту.

Могут выполняться как в процессе работы (при обращении к наборам данных, устройствам, ресурсам), так и при входе в систему.

 

2. Контроль входа пользователя в систему и управление паролями.

Частный случай перечисленных выше: при входе в систему и вводе имени пользователя осуществляется идентификация, при вводе пароля - аутентификация и, если пользователь с данными именем и паролем зарегистрирован в системе, ему разрешается доступ к определенным объектам и ресурсам (авторизация). Однако при входе в систему существуют отличия при выполнении этих функций:

· в процессе работы – есть информация о пользователе и полномочия на доступ к ресурсам;

· при входе в систему – эти параметры необходимо вычислить. Организуется «достоверный маршрут».

"Достоверный маршрут" (trusted path) - путь передачи идентифицирующей информации от пользователя к ядру безопасности для подтверждения подлинности. Оно реализуется привилегированными процедурами ядра безопасности, чья работа обеспечивается механизмами ДВБ, а также некоторыми другими механизмами, выполняющими вспомогательные функции.

Проблемы:

· вход пользователя в систему – одно из наиболее уязвимых мест.

Пути решения:

· организация средств для подтверждения работы системы непосредственно с пользователем (без других программ между ними);

· проверка истинности вводимой информации.

 

Склеить

 

 

Склеить

3. Регистрация и протоколирование. Аудит.

Функции: обеспечивают получение и анализ информации о состоянии ресурсов системы с помощью специальных средств контроля, а также регистрацию действий, признанных администрацией потенциально опасными для безопасности системы. Способны обнаружить какое-либо событие и зафиксировать его (протоколы полных или частичных сеансов работы пользователей)

 

Пример средств: системные утилиты или прикладные программы, выводящие информацию непосредственно на системную консоль или другое определенное для этой цели устройство, а также системный журнал.

Особенности: большинство имеют в своем распоряжении средства управления системным журналом (audit trail), который является составной частью монитора ссылок и служит для контроля соблюдения политики безопасности. Он:

- способен оперативно фиксировать происходящие в системе события;

- может помочь выявить средства и априорную информацию, использованные злоумышленником для нарушения;

- может помочь определить, как далеко зашло нарушение, подсказать метод его расследования и способы исправления ситуации.

4. Противодействие "сборке мусора".

"Сборка мусора" (disk scavenging) – процесс прочтения/получения с помощью специальных программ данных или их остатков, оставшихся после окончания работы неполностью удалёнными из оперативной памяти, с диска, ленты или другого носителя.

Для защиты от "сборки мусора" используются специальные средства, которые могут входить в ядро безопасности ОС или устанавливаться дополнительно.

5. Контроль целостности субъектов.

Согласно модели Белла-Лападулла, каждый субъект одновременно является объектом. При этом под содержимым субъекта обычно понимают содержимое контекста процесса, куда входит содержимое общих и специальных регистров (контекст процесса постоянно изменяется). Кроме содержимого или значения субъект имеет ряд специфических атрибутов, приоритет, список привилегий, набор идентификаторов и др. характеристики. В этом смысле поддержание целостности субъекта, то есть предотвращение его несанкционированной модификации, можно рассматривать как частный случай этой задачи для объектов вообще.

В то же время субъект является активным компонентом системы. Для защиты целостности субъекта, в качестве представителя которого выступает процесс:

Рабочая среда или область исполнения процесса – область, которая является логически защищенной подсистемой, которой доступны все ресурсы системы, относящиеся к соответствующему процессу. Другими словами, область исполнения процесса является виртуальной машиной. В рамках этой области процесс может выполнять любые санкционированные действия без опасения нарушения целостности. Область исполнения процесса может быть разделена или включена в подобласти, составляющие иерархическую структуру. Процесс может менять эти области (process switching), смена всегда связана с переходом центрального процессора в привилегированный режим работы.

Контроль целостности обеспечивается процедурами ядра безопасности, контролируемыми механизмами поддержки ДВБ:

· виртуальной памяти (для создания области данного процесса);

режим исполнения процесса (определяет его возможности в рамках данной области и вне ее). склеить

Склеить

Механизмы поддержки областей исполнения процесса обеспечивают контроль их целостности достаточно надежно. Однако даже разделенные процессы должны иметь возможность обмениваться информацией. Для этого разработаны несколько специальных механизмов, чтобы можно было осуществлять обмен информацией между процессами без ущерба безопасности или целостности каждого из них. К таким механизмам относятся, например, кластеры флагов событий, почтовые ящики и другие системные структуры данных. Следует однако учитывать, что с их помощью может осуществляться утечка информации, поэтому если использование таких механизмов разрешено, их обязательно следует контролировать.

 

6. Контроль доступа.

Контроль доступа - ограничение возможностей использования ресурсов системы программами, процессами или другими системами (для сети) в соответствии с политикой безопасности.

Доступ - выполнение субъектом некоторой операции над объектом из множества разрешенных для данного типа.

Пример: чтение, открытие, запись набора данных, обращение к устройству и т.д.

Контроль должен осуществляться при доступе к:

- оперативной памяти;

- разделяемым устройствам прямого доступа;

- разделяемым устройствам последовательного доступа;

- разделяемым программам и подпрограммам;

- разделяемым наборам данных.

Основным объектом внимания средств контроля доступа являются совместно используемые наборы данных и ресурсы системы. Совместное использование объектов порождает ситуацию "взаимного недоверия" при которой разные пользователи одного объекта не могут до конца доверять друг другу. Тогда, если с этим объектом что-нибудь случится, все они попадают в круг подозреваемых.

Существует четыре основных способа разделения субъектов к совместно используемым объектам:

1. Физическое - субъекты обращаются к физически различным объектам (однотипным устройствам, наборам данных на разных носителях и т.д.).

2. Временное - субъекты с различными правами доступа к объекту получают его в различные промежутки времени.

3. Логическое - субъекты получают доступ к совместно используемому объекту в рамках единой операционной среды, но под контролем средств разграничения доступа, которые моделируют виртуальную операционную среду "один субъект - все объекты"; в этом случае разделение может быть реализовано различными способами разделение оригинала объекта, разделение с копированием объекта и т.д.

4. Криптографическое - все объекты хранятся в зашифрованном виде, права доступа определяются наличием ключа для расшифрования объекта.

Существует множество различных вариантов одних и тех же способов разделения субъектов, они могут иметь разную реализацию в различных средствах защиты.

Контроль доступа субъектов системы к объектам (не только к совместно используемым, но и к индивидуальным) реализуется с помощью тех же механизмов, которые реализуют ДВБ и осуществляется процедурами ядра безопасности.