Примеры программных систем защиты

Из существующих программных систем защиты достаточно популярными являются системы «Керберос» (Kerberos) и «Кобра».

Система «Керберос» является системой аутентификации пользователей, разработана в 80-х годах в Массачусетском технологическом институте. Основное ее назначение — контроль доступа пользователей в вычислительной сети. Система эффективно функционирует в распределенных системах с небольшим числом централизованно управляемых рабочих станций. Предполагается, что имеется хорошо защищенная система управления обменом ключами шифрования, рабочие станции не защищены, а серверы имеют слабую защиту. В «Керберосе» применяется многократное шифрование при передаче служебной информации в сети. Так, в некоторых зашифрованных сообщениях, отдельные слова сообщения тоже зашифрованы. Пароли никогда не передаются по сети незашифрованными. При обмене служебной информацией применяются зашифрованное данные, действующие ограниченное время, — аутентикаторы (authenticator), содержащие имя пользователя, его сетевой адрес и отметку времени.

В системе «Керберос» используется алгоритм шифрования RSA. Система «Керберос» может работать на различных платформах, в том числе MS-DOS, Macintosh, SunOS, HP-UX, NextStep, и AIX-системы RS/6000 фирмы IBM Совместно с ней могут применяться также жетоны SecurlD фирмы Security Dynamics.

Система «Керберос» обладает рядом недостатков. Во-первых, она не позволяет выполнять проверку полномочий прикладных задач и отдельных транзакций. Во-вторых, необходим предварительный обмен ключами шифрования между всеми участниками обмена. В-третьих, в процессе работы элементы системы обмениваются служебной информацией, что требует высокой пропускной способности каналов обмена данными.

Система «Керберос» имеет структуру приложений типа клиент-сервер. Она состоит из двух основных частей: клиентской части (клиента) и серверной части (сервера). «Керберос-сервер» состоит из трех серверов: идентификационного сервера, сервера выдачи разрешения и сервера выполнения административных функций. Вся область защиты он несанкционированного доступа может состоять из нескольких зон, в каждой из которых должен быть свой сервер.

Упрощенно работу системы защиты «Керберос» можно представить следующим образом. Пользователь вводит свой идентификационный код (имя), который шифруется клиентом и направляется к идентификационному серверу как запрос на выдачу «разрешения на получение разрешения». Другими словами, формируется запрос на регистрацию к системе защиты.

Идентификационный сервер отыскивает в своей базе данных разрешенных пользователей соответствующий пароль, с его помощью шифрует ответное сообщение, которое отсылает клиенту. Получив «разрешение на разрешение», клиент расшифровывает его, определяет из него значение пароля пользователя и запрашивает пароль у пользователя. Если введенный и полученный пароли совпадают, клиент формирует шифрованный запрос серверу выдачи разрешения на получение доступа к требуемым ресурсам сети.

После ряда манипуляций (расшифровывания и ряда проверок) pi полной уверенности, что подключающийся пользователь тот, за кого себя выдает, сервер выдачи разрешения отсылает пользователю зашифрованное разрешение на доступ к ресурсам сети.

Получив и расшифровав разрешение, клиент связывается с помощью зашифрованного сообщения с целевым сервером, ресурсы которого требуются пользователю, и только после этого пользователь получает доступ к ресурсу-

Для обеспечения еще более высокого уровня защиты клиент может потребовать идентификации целевого сервера, а не безусловной связи с ним. В этом случае устраняется возможность перехвата информации, дающей право на доступ к ресурсам сети.

Система «Кобра» является одной из распространенных и эффективных специализированных систем защиты для MS-DOS и Windows. Она основана на технологии прозрачной защиты, которой пользователь в своей работе не замечает, а поэтому не испытывает неудобств от функционирования защитных средств.

Прозрачная защита в системе «Кобра» строится с помощью метода динамического шифрования. Конфиденциальная информация, записываемая на внешние устройства, автоматически зашифровывается по ключу, зависящему от пароля пользователя. При считывании зашифрованной информации происходит ее автоматическая дешифрация.

Для шифрования информации в системе «Кобра» применяется технология криптозащиты, обеспечивающая повышение скорости шифрования и криптостойкости зашифрованной информации. Скорость шифрования увеличивается за счет двухэтапной схемы шифрования, а криптостойкость — за счет внесения неопределенности в алгоритм шифрования.

Средства защиты БД

Средства защиты БД в различных СУБД несколько отличаются друг от друга. На основе анализа современных СУБД фирм Borland и Microsoft можно утверждать, что средства защиты БД условно делятся на две группы: основные и дополнительные.

К основным средствам защиты информации можно отнести следующие средства:

• парольной защиты;

• шифрования данных и программ;

• установления прав доступа к объектам БД;

• защиты полей и записей таблиц БД.

Парольная защита представляет простой и эффективный способ защиты БД от несанкционированного доступа. Пароли устанавливаются конечными пользователями или администраторами БД. Учет и хранение паролей производится самой СУБД. Обычно пароли хранятся в определенных системных файлах СУБД в зашифрованном виде. Поэтому просто найти и определить пароль невозможно. После ввода пароля пользователю СУБД предоставляются все возможности по работе с защищенной БД. Саму СУБД защищать паролем большого смысла нет.

Шифрование данных (всей базы или отдельных таблиц) применяют для того, чтобы другие программы, «знающие формат БД этой СУБД», не могли прочитать данные. Такое шифрование (применяемое в Microsoft Access), по-видимому, дает немного, поскольку расшифровать БД может любой с помощью «родной» СУБД. Если шифрация и дешифрация требуют задания пароля, то дешифрация становится возможной при верном вводе пароля. Надеемся, разработчики Access учтут это в последующих версиях.

Шифрование исходных текстов программ позволяет скрыть от несанкционированного пользователя описание соответствующих алгоритмов.

В целях контроля использования основных ресурсов СУБД во многих системах имеются средства установления прав доступа к объектам БД. Права доступа определяют возможные действия над объектами. Владелец объекта (пользователь, создавший объект), а также администратор БД имеют все права. Остальные пользователи к разным объектам могут иметь различные уровни доступа.

По отношению к таблицам в общем случае могут предусматриваться следующие права доступа:

• просмотр (чтение) данных;

• изменение (редактирование) данных; •добавление новых записей;

• добавление и удаление данных;

•все операции, в том числе изменение структуры таблицы.

К данным, имеющимся в таблице, могут применяться меры защиты по отношению к отдельным полям и отдельным записям. В известных нам реляционных СУБД, отдельные записи специально не защищаются, хотя можно привести примеры из практики, когда это требуется. Контроль прав доступа, по-видимому, должен быть в объектно-ориентированных СУБД, в которых есть идентификация отдельных записей (одно из отличий объектно-ориентированной модели от реляционной).

Применительно к защите данных в полях таблиц можно выделить следующие уровни прав доступа:

•полный запрет доступа;

•только чтение;

• разрешение всех операций (просмотр, ввод новых значений, удаление и
изменение).

По отношению к формам могут предусматриваться две основные операции: вызов для работы и разработка (вызов Конструктора). Запрет вызова Конструктора целесообразно делать для экранных форм готовых приложений, чтобы конечный пользователь случайно не испортил приложение. В самих экранных формах отдельные элементы могут быть тоже защищены. Например, некоторые поля исходной таблицы вообще могут отсутствовать или скрыты от пользователя, а некоторые поля — доступны для просмотра.

Отчеты во многом похожи на экранные формы, за исключением следующего. Во-первых, они не позволяют изменять данные в таблицах, а во-вторых, основное их назначение — вывод информации на печать. На отчеты, так же как и на экранные формы, может накладываться запрет на вызов средств их разработки.

Для исключения просмотра и модификации (случайной и преднамеренной) текстов программ, используемых в приложениях СУБД, помимо шифрации, может применяться их парольная защита.

К дополнительным средствам защиты БД можно отнести такие, которые нельзя прямо отнести к средствам защиты, но которые непосредственно влияют на безопасность данных. Их составляют следующие средства:

• встроенные средства контроля значений данных в соответствии с типами;

• повышения достоверности вводимых данных;

• обеспечения целостности связей таблиц;

• организации совместного использования объектов БД в сети.

Редактируя БД, пользователь может случайно ввести такие значения, которые не соответствуют типу поля, в которое это значение вводится. Например, в числовое поле пытаться занести текстовую информацию. В этом случае СУБД с помощью средств контроля значений блокирует ввод и сообщает пользователю об ошибке звуковым сигналом, изменением цвета вводимых символов или другим способом.

Средства повышения достоверности вводимых значений в СУБД служат для более глубокого контроля, связанного с семантикой обрабатываемых данных. Они обычно обеспечивают возможность при создании таблицы указывать следующие ограничения на значения: минимальное и максимальное значения; значение, принимаемое по умолчанию (если нет ввода), требование обязательного ввода; задание маски (шаблона) ввода; указание дополнительной сверочной таблицы, по которой ведется контроль вводимых значений и т. д.

Более совершенной формой организации контроля достоверности информации в БД является разработка хранимых процедур. Механизм хранимых процедур применяется в БД, размещенных на сервере. Сами хранимые процедуры представляют собой программы, алгоритмы которых предусматривают выполнение некоторых функций (в том числе контрольных) над данными. Процедуры хранятся вместе с данными и при необходимости вызываются из приложений либо при наступлении некоторых событий в БД.

Решение прикладной задачи, как правило, требует информации из нескольких таблиц. Сами таблицы для удобства обработки и исключения дублирования информации некоторым образом связываются (подраздел 3.3). Функции поддержания логической целостности связанных таблиц берет на себя СУБД (подраздел 3.4). К сожалению, далеко не все СУБД в полной мере реализуют эти функции, в этом случае ответственность за корректность связей возлагается на приложение.

Приведем пример возможных действий СУБД по контролю целостности связей таблиц. Пусть между двумя таблицами существует связь вида 1:М и, следовательно, одной записи основной таблицы может соответствовать несколько записей вспомогательной таблицы.

При вставке записей во вспомогательную таблицу система контролирует наличие соответствующих значений в поле связи основной таблицы. Если Вводимое значение отсутствует в основной таблице, СУБД временно блоки-

рует работу с новой записью и предлагает изменить значение или удалить запись целиком.

Удаление записей дополнительных таблиц проходит «безболезненно», чего не скажешь о записях основной таблицы. В случае, когда запись основной таблицы связана с несколькими записями дополнительной таблицы, возможны два варианта поведения: не удалять основной записи, пока имеется хотя бы одна подчиненная запись (записи должен удалять пользователь), либо удалить основную запись и все подчиненные записи (каскадное удаление).

В многооконных системах (почти все современные программы) и, тем более, в распределенных информационных системах, работающих с базами данных, возникает проблема разрешения конфликтов между различными действиями над одними и теми же объектами (совместного использования объектов БД). Например, что делать в случае, когда один из пользователей локальной сети редактирует БД, а другой хочет изменить ее структуру? Для таких ситуаций в СУБД должны быть предусмотрены механизмы разрешения конфликтов.

Обычно при одновременной работе нескольких пользователей сети, а также работе нескольких приложений на одном компьютере или работе в нескольких окнах СУБД используются блокировки.

Блокировки могут действовать на различные объекты БД и на отдельные элементы объектов. Очевидной ситуацией блокировки объектов БД является случай одновременного использования объекта и попытки входа в режим разработки этого же объекта. Применительно к таблицам баз данных дополнительные блокировки могут возникать при работе с отдельными записями или полями.

Блокировки бывают явные и неявные. Явные блокировки накладываются пользователем или приложением с помощью команд. Неявные блокировки организует сама система, чтобы избежать возможных конфликтов. Например, в случае попытки изменения структуры БД во время редактирования информации устанавливается запрет реструктурирования БД до завершения редактирования данных.

Статьи к прочтению:

Система защиты 1С:Предприятие. Пример из курса по Администрированию.

Похожие статьи: