1.5.5. Шифрование — специфический способ защиты информации
1. Статическая защита информации, хранящейся на жестком диске компьютера или дискетах (шифрование файлов, фрагментов файлов или всего дискового пространства), исключает или серьезно затрудняет доступ к информации лицам, не владеющим паролем (ключом), т. е. защищает данные от постороннего доступа в отсутствие владельца информации.
Статическое шифрование применяется в целях информационной безопасности на случай похищения файлов, дискет или компьютеров целиком (жестких дисков компьютеров) и исключения возможности прочтения данных любыми посторонними (не владеющими паролем) лицами.Наиболее продвинутой формой статической защиты информации является прозрачное шифрование (рис. 1.5.3), при котором данные, попадающие на защищенный диск, автоматически шифруются (кодируются) вне зависимости от природы операции записи, а при считывании с диска в оперативную память автоматически дешифрируются, так что пользователь вообще не ощущает, что находится под неусыпной защитой невидимого стража информации. -
2. Разделение прав и контроль доступа к данным.
Пользователь может владеть своими личными данными (разными компьютерами, физическими или логическими дисками одного компьютера, просто разными директориями и файлами), недоступными другим пользователям.3. Защита отправляемых (передаваемых) данных через третьи лица, в том числе по электронной почте или в рамках локальной сети.
4. Идентификация подлинности (аутентификация) и контроль целостности переданных через третьи лица документов.
Шифровальные методы подразделяются на два принципиальных направления:
♦ симметричные классические методы с секретным ключом, в которых для зашифровки и дешифрации требуется предъявление одного и того же ключа (пароля);
♦ асимметричные методы с открытым ключом, в которых для зашифровки и дешифрации требуется предъявление двух различных ключей, один из которых объявляется секретным (приватным), а второй — открытым (публичным), причем пара ключей всегда такова, что по публичному невозможно восстановить приватный, и ни один из них не подходит для решения обратной задачи.
>- Шифрование >~ Расшифровка >- Передача без изменений Рис. 1.5.3. Общая схема прозрачной дисковой защиты |
Как правило, шифрование производится путем выполнения некоторой математической (или логической) операции (серии операций) над каждым блоком битов исходных данных (так называемая криптографическая обработка). Применяются также методы рассеивания информации, например, обыкновенное разделение данных на нетривиально собираемые части, или стеганография, при которой исходные открытые данные размещаются определенным алгоритмом в массиве случайных данных, как бы растворяясь в нем. От произвольной трансформации данных шифрование отличается тем, что выполняемое им преобразование всегда обратимо при наличии симметричного или асимметричного ключа дешифрации.
Идентификация подлинности и контроль целостности основываются на том, что дешифрация данных с определенным ключом возможна только в случае, если они были зашифрованы с соответствующим (тем же или парным) ключом и не подверглись изменению в зашифрованном виде.
Таким образом, если в случае симметричного метода обеспечена секретность (уникальность) двух копий одного ключа, а в случае асимметричного метода секретность (уникальность) одного из пары ключей, успех операции дешифрации данных гарантирует их подлинность и целостность (разумеется, при условии надежности используемого метода и чистоты его программной или аппаратной реализации).Шифрование — наиболее общий и надежный, при достаточном качестве программной или аппаратной системы, способ защиты информации, обеспечивающий практически все его аспекты, включая разграничение прав доступа и идентификацию подлинности ("электронную подпись"). Однако существуют два обстоятельства, которые необходимо учитывать при использовании программных средств, реализующих данное направление. Во-первых, любое зашифрованное сообщение в принципе всегда может быть расшифровано (хотя время, затрачиваемое на это, подчас делает результат расшифровки практически бесполезным). Во-вторых, перед непосредственной обработкой информации и выдачей ее пользователю производится расшифровка — при этом информация становится открытой для перехвата.
С точки зрения качества защиты информации шифрование можно условно разделить на "сильное", или"абсолют- ное", практически не вскрываемое без знания пароля, и "слабое", затрудняющее доступ к данным, но практически (при использовании современных ЭВМ) вскрываемое тем или иным способом за реальное время без знания исходного пароля. Способы вскрытия информации в современных компьютерных сетях включают:
♦ подбор пароля или рабочего ключа шифрования перебором (brute-force attack);
♦ угадывание пароля (key-guessing attack);
♦ подбор или угадывание пароля при известной части пароля;
♦ взлом собственно алгоритма шифрования.
Вне зависимости от метода шифрования любой шифр является слабым (т. е. вскрываемым за реальное время), если длина пароля недостаточно велика. Приводимые в табл.
1.5.2 данные показывают время, требуемое на подбор пароля на ЭВМ класса Pentium/200 МГц в зависимости от длины пароля и допустимых при его формировании знаков при вскрытии информации.В зависимости от сложности применяемого алгоритма указанные времена могут быть увеличены в фиксированное число раз (в среднем в 10—1000). Микропроцессор Pentium И/450 МГц или даже Pentium III превосходит Pentium/200 МГц по производительности не более чем в 10 раз, использование суперЭВМ (например, "Эльбрус") позволяет сократить время перебора не более чем в 10 000 раз, что, учитывая порядок приведенных в таблице чисел, абсолютно непринципиально.
Таким образом, если пароль включает только латинские буквы без различения регистра, то любой шифр является слабым при длине пароля менее 10 знаков (очень слабым — при длине пароля менее 8 знаков); если пароль включает только латинские буквы с различением регистра и цифры, то шифр является слабым при длине пароля менее 8 знаков (очень слабым — при длине пароля менее 6 знаков); если же допускается использование всех возможных 256 знаков, то шифр является слабым при длине пароля менее 6 знаков.
Однако длинный пароль сам по себе еще не означает высокую степень защиты, поскольку защищает данные от взлома подбором пароля, но не угадыванием. Угадывание пароля основано на специально разработанных таблицах ассоциации, построенных на статистических и лингво-психо- логических свойствах словообразования, словосочетаний и буквосочетаний того или иного языка, и способно на порядки сократить пространство полного перебора. Так, если для подбора пароля "Мама мыла раму" полным перебором требуются миллиарды лет на сверхмощных ЭВМ, то угадывание этого же пароля по таблицам ассоциации займет считанные дни или даже часы.
Таблица 1.5.2
Время на подбор пароля на ЭВМ Pentium/200 МГц в зависимости от его длины и допустимых при его формировании знаков
Число знаков пароля | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Состав пароля | |||||||
Только цифры | Ос | 0,01 с | 0,08 с | 0,83 с | 8с | 4мии | 14 мин |
Латинские буквы без учета регистра | 0,04 с | 0,9 с | 25 с | 12 мин | 4,9 ч | 5,2 дня | 0,4 года |
Латинские буквы без учета регистра и цифры | 0,14 с | 5,5 с | 3 мин | 1,8 ч | 2,7 дня | 0,27 года | 9,7 года |
Латинские буквы с учетом регистра и цифры | 1,2 с | 1,3 мин | 1,3 я | 3,4 дня | 0,58 года | 35,7 года | 2220 лет |
Все возможные символы | 6 мин | 1,06 дня | 0,74 года | 190 лет | 48,7 тыс. лет | 12 млн лет | 3,2 млрд лет |
Подбор или угадывание пароля при известной части пароля также существенно упрощает взлом. Например, зная особенности работы человека за компьютером или видя (или даже слыша) издали, как он набирает пароль, можно установить точное число знаков пароля и приблизительные зоны клавиатуры, в которых нажимаются клавиши. Такие наблюдения также могут сократить время подбора с миллиардов лет до нескольких часов.
Даже если примененный пароль и рабочий ключ достаточно сложны, возможность взлома алгоритма шифрования поистине не знает границ. Из наиболее известных подходов можно выделить:
♦ математическое обращение применяемого метода;
♦ взлом шифра по известным парам открытых и соответствующих закрытых данных (метод plaintext attack);
♦ поиск особых точек метода (метод singularity attack) — дублирующих ключей (различных ключей, порождающих одинаковые вспомогательные информационные массивы при шифровании различных исходных данных), вырожденных ключей (порождающих тривиальные или периодические фрагменты вспомогательных информационных массивов при шифровании различных исходных данных), а также вырожденных исходных данных;
♦ статистический, в частности дифференциальный, анализ — изучение закономерностей зашифрованных текстов и пар открытых/зашифрованных текстов.
Наиболее привычным и доступным каждому пользователю средством шифрования информации, хранимой и обрабатываемой в электронном виде, являются программы-архиваторы, как правило, содержащие встроенные средства шифрования.
Согласно проведенным исследованиям [6, 21] максимальный рейтинг по степени сжатия и скорости имеет архиватор RAR, незначительно отстает от него программа архиватор PKZIP (при несколько худшей компрессии при выдающейся скорости).
Защита данных с помощью электронной подписи
Электронная — подпись вставка в данные (добавление) фрагмента инородной зашифрованной информации — применяется для идентификации подлинности переданных через третьи лица документов и произвольных данных. Сама передаваемая информация при этом никак не защищается, т. е. остается открытой и доступной для ознакомления тем лицам, через которых она передается (например, администраторам сети и инспекторам почтовых узлов электронной связи).
Как правило, электронная подпись включает в себя специальным образом вычисляемую контрольную сумму от данных, с которыми она соотносится, за счет чего обеспечивается контроль целостности данных.
В электронных подписях может использоваться симметричное шифрование, однако по сложившейся традиции почти все системы электронных подписей базируются на шифровании с открытым ключом. В этом случае для зашифрования контрольной суммы от данных применяется секретный ключ пользователя, публичный ключ дешифрации может быть добавлен непосредственно к подписи, так что вся информация, необходимая для аутентификации и контроля целостности данных, может находиться в одном (передаваемом) "конверте".
Достоверность собственно электронной подписи целиком и полностью определяется качеством шифрующей системы. Однако на самом деле с электронной подписью все не так просто, и число ее уязвимых точек, базирующихся на шифровании с открытым ключом, также велико. С точки зрения решения задачи идентификации подлинности и контроля целостности полностью зашифрованный, файл и открытый файл с добавочной зашифрованной информацией, включающей контрольную сумму данных ("электронной подписью"), абсолютно эквивалентны.
Шифрование для обеспечения контроля прав доступа
Контроль права доступа — простейшее средство защиты данных и ограничения (разграничения) использования компьютерных ресурсов, предназначенное для ограждения паролем определенной информации и системных ресурсов ЭВМ от лиц, не имеющих к ним отношения и не имеющих специального умысла получить к ним доступ или не обладающих достаточной для этого квалификацией. Сами данные хранятся на дисках в открытом (незащищенном) виде и всегда могут быть востребованы (похищены) в обход системы контроля, сколь бы изощренной она ни была. Примерами систем, осуществляющих парольный контроль доступа, являются системы Norton's partition security system, Stacker, Fastback, Quicken, Microsoft Money, системы парольного контроля доступа при загрузке BIOS и т. д. Слабые шифры, реализуемые в известных программах Norton's Diskreet, PKZIP, Unix crypt, Novell Netware, MS Excel, MS Word и др., для которых известны эффективные способы взлома, также можно отнести к системам контроля доступа.
Несмотря на богатый научный потенциал России в области криптографии и особенно бурное ее развитие в начале 90-х гг. XX в., на настоящий момент единственным лицензированным ФАПСИ шифром является шифр по ГОСТ 28147-89, самому же ФАПСИ и принадлежащий. Все остальные системы шифрования, предлагаемые зарубежными и отечественными фирмами (системы Symantec, RSA Data Security, AT&T, PGP, JIAH Крипто, Аладдин, Novex, Элиас, Анкад и многие др.) в виде законченных продуктов или библиотек, начиная с устоявшихся зарубежных стандартов (алгоритмов шифрования DES, FEAL, IDEA) и кончая оригинальными новейшими разработками, являются в равной степени незаконными и приводят наиболее активных инициаторов их разработки и использования на грань уголовной ответственности. Право на хождение на территории России имеет только указанный ГОСТ, причем только в исполнении организации, обладающей сертификатом ФАПСИ.
Что же касается непосредственно надежности шифрования, то практически все используемые коммерческие и индивидуально разработанные алгоритмы шифрования являются слабыми. Кроме того, существуют коммерческие и некоммерческие версии дешифраторов для всех известных архиваторов (pkzip, arj и др.). Зарубежные"стандарты" шифрования (с учетом многообразия предлагаемых модификаций), экспортируемые некоторыми технологически развитыми странами (в частности, США — алгоритм DES, Япония — алгоритм FEAL), на самом деле являются стандартами соответствующих разведслужб, предлагаемыми и внедряемыми на территориях дружеских государств. Исключением в списке заведомо ненадежных систем шифрования, потенциально доступных для пользователя, являются лишь некоторые — две или три — оригинальные российские разработки.
Разделение систем шифрозащиты на сильные и слабые (как по длине используемого пароля, так и по надежности самой системы) имеет принципиальное значение, обуславливающее возможность реального применения как слабых, так и сильных шифров в условиях их юридического запрета. Дело в том, что если используется заведомо слабая шифрозащита (например, программа ркг1р с паролем), для которой существует эффективный взлом, то невозможно наверняка утверждать, что выбранное средство является криптосистемой. Скорее, речь идет о шифрообразном ограничении и контроле прав доступа. С другой стороны, любая программа шифрования может потенциально рассматриваться как слабый шифр, т. е. шифрообразный контроль доступа к данным. Наконец, каким бы шифром вы ни пользовались, применение коротких паролей безусловно переводит шифры в разряд слабых, не обеспечивающих должный уровень защиты информации.
Еще по теме 1.5.5. Шифрование — специфический способ защиты информации:
- 1.5.3. Способы и средства защиты информации
- 5.2. Основные методы и средства защиты информации в АИС
- 3. Направления и способы правовой защиты государственных служащих
- 1.5.6. Защита информации от компьютерных вирусов
- 5.2.3. Криптографические методы защиты информации
- 5.2.4. Защита информации в корпоративных сетях экономических ИС
- Глава 5. ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В АИС
- 5.2. Виды, методы и средства защиты информации в ИС и в ИТ управления 5.2.1. Оценка безопасности ИС
- Глава 5 ЗАЩИТА ИНФОРМАЦИИ В ИС И В ИТ УПРАВЛЕНИЯ ОРГАНИЗАЦИЕЙ
- 3.3. Способы и режимы обработки экономической информации
- 17.5. Способы несанкционированного доступа к конфиденциальной информации
- 7.3. Способы неправомерного овладения конфиденциальной информацией
- СПЕЦИФИЧЕСКИЕ НЕГАТИВНОСТИ
- Социология организаций как специфическая управленческая концепция
- Приемы припоминания специфических признаков
- 10.1. Специфические виды кредитования