Компьютерная безопасность

Кибербезопасность (ее иногда называют компьютерной безопасностью) – это совокупность методов и практик защиты от атак злоумышленников для компьютеров, серверов, мобильных устройств, электронных систем, сетей и данных. Кибербезопасность находит применение в самых разных областях, от бизнес-сферы до мобильных технологий. В этом направлении можно выделить несколько основных категорий.

Масштаб распространения киберугроз

Год за годом в мире становится все больше угроз и происходит все больше утечек данных. Статистика шокирует: согласно отчету RiskBased Security, только за первые девять месяцев 2019 года было зафиксировано 7,9 миллиардов случаев утечки данных. Эти цифры превышают показатели за тот же период 2018 года более чем в два раза (на 112 %).

Чаще всего утечке данных подвергаются медицинские и государственные учреждения или организации из сферы розничной торговли. В большинстве случаев причина – действия преступников. Некоторые организации привлекают злоумышленников по понятной причине – у них можно украсть финансовые и медицинские данные. Однако мишенью может стать любая компания, ведь преступники могут охотиться за данными клиентов, шпионить или готовить атаку на одного из клиентов.

Очевидно, что масштаб киберугроз будет расширяться, следовательно, глобальные расходы на решения по кибербезопасности будут увеличиваться. По прогнозам Gartner, в целом расходы на кибербезопасность в мире достигнут $188,3 млрд в 2023 году, а к 2026 году превысят $260 млрд. Правительства разных стран борются с преступниками, помогая организациям внедрять эффективные методы кибербезопасности.

Так, Национальный институт стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology, NIST) разработал принципы безопасной IT-инфраструктуры. NIST рекомендуют проводить постоянный мониторинг всех электронных ресурсов в реальном времени, чтобы выявить вредоносный код, пока он не нанес вреда, и предотвратить его распространение.

Национальный центр кибербезопасности (National Cyber Security Centre) правительства Великобритании выпустил руководство 10 steps to cyber security (10 шагов к кибербезопасности). В нем говорится о том, насколько важно вести наблюдение за работой систем. В Австралии рекомендации по борьбе с новейшими киберугрозами регулярно публикует Австралийский центр кибербезопасности (Australian Cyber Security Centre, ACSC).

Виды киберугроз

Кибербезопасность борется с тремя видами угроз.

  1. Киберпреступление– действия, организованные одним или несколькими злоумышленниками с целью атаковать систему, чтобы нарушить ее работу или извлечь финансовую выгоду.

  2. Кибератака – действия, нацеленные на сбор информации, в основном политического характера.

Кибертерроризм – действия, направленные на дестабилизацию электронных систем с целью вызвать страх или панику.

Как злоумышленникам удается получить контроль над компьютерными системами? Они используют различные инструменты и приемы – ниже мы приводим самые распространенные.

Вредоносное ПО

Название говорит само за себя. Программное обеспечение, которое наносит вред, – самый распространенный инструмент киберпреступников. Они создают его сами, чтобы с его помощью повредить компьютер пользователя и данные на нем или вывести его из строя. Вредоносное ПО часто распространяется под видом безобидных файлов или почтовых вложений. Киберпреступники используют его, чтобы заработать или провести атаку по политическим мотивам.

Вредоносное ПО может быть самым разным, вот некоторые распространенные виды:

  • Вирусы – программы, которые заражают файлы вредоносным кодом. Чтобы распространяться внутри системы компьютера, они копируют сами себя.

  • Троянцы– вредоносы, которые прячутся под маской легального ПО. Киберпреступники обманом вынуждают пользователей загрузить троянца на свой компьютер, а потом собирают данные или повреждают их.

  • Шпионское ПО – программы, которые втайне следят за действиями пользователя и собирают информацию (к примеру, данные кредитных карт). Затем киберпреступники могут использовать ее в своих целях.

  • Программы-вымогатели шифруют файлы и данные. Затем преступники требуют выкуп за восстановление, утверждая, что иначе пользователь потеряет данные.

  • Рекламное ПО – программы рекламного характера, с помощью которых может распространяться вредоносное ПО.

  • Ботнеты – сети компьютеров, зараженных вредоносным ПО, которые киберпреступники используют в своих целях.

  • SQL-инъекция Этот вид кибератак используется для кражи информации из баз данных. Киберпреступники используют уязвимости в приложениях, управляемых данными, чтобы распространить вредоносный код на языке управления базами данных (SQL).

Фишинг

Фишинг – атаки, цель которых – обманом заполучить конфиденциальную информацию пользователя (например, данные банковских карт или пароли). Часто в ходе таких атак преступники отправляют жертвам электронные письма, представляясь официальной организацией.

Атаки Man-in-the-Middle («человек посередине»)

Это атака, в ходе которой киберпреступник перехватывает данные во время их передачи – он как бы становится промежуточным звеном в цепи, и жертвы об этом даже не подозревают. Вы можете подвергнуться такой атаке, если, например, подключитесь к незащищенной сети Wi-Fi.

DoS-атаки (атаки типа «отказ в обслуживании»)

Киберпреступники создают избыточную нагрузку на сети и серверы объекта атаки, из-за чего система прекращает нормально работать и ею становится невозможно пользоваться. Так злоумышленники, например, могут повредить важные компоненты инфраструктуры и саботировать деятельность организации.

Для защиты информации в информационных системах могут быть сформулированы следующие принципы:

  1. Законность и обоснованность защиты. Принцип законности и обоснованности предусматривает то, что защищаемая информация по своему правовому статусу относится к информации, которой требуется защита в соот- ветствии с законодательством.

  2. Системность. Системный подход к защите информационной системы предполагает необходимость учета всех взаимосвязанных, взаимодействующих и изменяющихся во времени элементов, условий и факторов:

    • при всех видах информационной деятельности и информационного проявления; -

    • во всех структурных элементах;

    • при всех режимах функционирования;

    • на всех этапах жизненного цикла;

    • с учетом взаимодействия объекта защиты с внешней средой. При обеспечении безопасности информационной системы необходимо учитывать все слабые, наиболее уязвимые места системы обработки информации, а также характер, возможные объекты и направления атак на систему со стороны нарушителей (особенно высококвалифицированных злоумышленников), пути проникновения в распределенные системы и пути несанкционированного доступа к информации. Система защиты должна строиться не только с учетом всех известных каналов проникновения, но и с учетом возможности появления принципиально новых путей реализации угроз безопасности.

  3. Комплексность. Комплексное использование предполагает согласование разнородных средств при построении целостной системы защиты, перекрывающей все существенные каналы реализации угроз и не содержащей слабых мест на стыках отдельных ее компонентов.

  4. Непрерывность защиты. Защита информации — это непрерывный целенаправленный процесс, предполагающий принятие соответствующих мер на всех этапах жизненного цикла информационной системы, начиная с самых ранних стадий проектирования. Разработка системы защиты должна вестись параллельно с разработкой самой защищаемой системы.

  5. Разумная достаточность. Создать абсолютно непреодолимую систему защиты принципиально невозможно: при достаточных времени и средствах можно преодолеть любую защиту. Следовательно, возможно достижение лишь некоторого приемлемого уровня безопасности. Высокоэффективная система защиты требует больших ресурсов (финансовых, материальных, вычислительных, временных) и может создавать ощутимые дополнительные неудобства пользователям. Важно правильно выбрать тот достаточный уровень зашиты, при котором затраты, риск и размер возможного ущерба были бы приемлемыми (задача анализа риска).

  6. Гибкость. Внешние условия и требования с течением времени меняются. Принятые меры и установленные средства защиты могут обеспечивать как чрезмерный, так и недостаточный уровень защиты. Для обеспечения возможности варьирования уровня защищенности средства защиты должны обладать определен- ной гибкостью.

  7. Открытость алгоритмов и механизмов защиты. Суть принципа открытости механизмов и алгоритмов защиты состоит в том, что знание алгоритмов работы системы защиты не должно давать возможности ее преодоления даже разработчику защиты. Однако это вовсе не означает, что информация о конкретной системе защиты должна быть общедоступна, необходимо обеспечивать защиту от угрозы раскрытия параметров системы.

  8. Простота применения средств защиты. Механизмы защиты должны быть интуитивно понятны и просты в использовании. Применение средств защиты не должно быть связано с выполнением действий, требующих значительных дополнительных трудозатрат при обычной работе законных пользователей, а также не должно требовать от пользователя выполнения малопонятных ему операций.

Рассмотрим основные средства, используемые для создания механизмов защиты.

Все средства защиты делятся на формальные (выполняющие защитные функции строго по заранее предусмотренной процедуре без непосредственного участия человека) и неформальные (определяются целенаправленной деятельностью человека либо регламентируют эту деятельность).

Технические средства реализуются в виде электрических, электромеханических и электронных устройств. Вся совокупность технических средств делится на аппаратные и физические.

Под аппаратными техническими средствами принято понимать устройства, встраиваемые непосредственно в телекоммуникационную аппаратуру, или устройства, которые сопрягаются с подобной аппаратурой по стандартному интерфейсу. Из наиболее известных аппаратных средств можно отметить схемы контроля информации по четности, схемы защиты полей памяти — по ключу и т. п.

Физические средства реализуются в виде автономных устройств и систем. Это могут быть, например замки на дверях помещений, где размещена аппаратура, решетки на окнах, электронно-механическое оборудование охранной сигнализации.

Программные средства представляют собой программное обеспечение, специально предназначенное для выполнения функций защиты информации.

Указанные выше средства и составляли основу механизмов защиты на первой фазе развития технологии обеспечения безопасности связи в каналах телекоммуникаций. При этом считалось, что основными средствами защиты являются программные. Первоначально программные механизмы защиты включались, как правило, в состав ОС, управляющих ЭВМ, или систем управления базами данных. Практика показала, что надежность подобных механизмов защиты является явно недостаточной. Особенно слабым звеном оказалась защита по паролю. Поэтому в дальнейшем механизмы защиты становились все более сложными, с привлечением других средств обеспечения безопасности.

Организационные средства защиты представляют собой организационно-технические и организационно-правовые мероприятия, осуществляемые в процессе создания и эксплуатации аппаратуры телекоммуникаций для обеспечения защиты информации. Организационные мероприятия охватывают все структурные элементы системы на всех этапах их жизненного цикла (строительство помещений, проектирование системы, монтаж и наладка оборудования, испытания и эксплуатация).

Законодательные средства защиты определяются законодательными актами страны, которыми регламентируются правила использования, обработки и передачи информации ограниченного доступа и устанавливаются меры ответственности за нарушение этих правил.

Морально-этические средства защиты реализуются в виде всевозможных норм, которые сложились традиционно или складываются по мере распространения вычислительной техники и средств связи в данной стране или обществе. Эти нормы большей частью не являются обязательными, как законодательные меры, однако несоблюдение их ведет обычно к потере авторитета и престижа человека.

Угрозы компьютерным сетям

Основным из принципов построения и функционирования глобальной сети Интернет является принцип ее доступности и открытости. Это обуславливает, с одной стороны, невероятные темпы развития сети, а с другой стороны, существенно обостряет процессы обеспечения безопасности. По самым скромным оценкам потери фирм и банком от несанкционированного доступа ежегодно составляют сотни миллионов долларов. Поэтому вопросы обеспечения безопасности компьютерных сетей является крайне актуальной задачей. Отметим некоторые основные приемы нарушения безопасности компьютерной сети и противодействия этому.

1. Физический несанкционированный доступ


Подключение дополнительного компьютерного терминала к каналам связи путем использования шнура в момент кратковременного выхода из помещения пользователя.

Противодействие Покидая рабочее место не оставлять персональный компьютер в активном режиме или надежно закрывать помещение.

Компьютерный абордаж (взлом системы) Подбор пароля к системе вручную или с использование специальной программы.

Противодействие Ограничение количества попыток неправильного ввода пароля с последующей блокировкой компьютера.

Маскарад (Мистификация) Проникновение в сеть, выдавая себя за законного пользователя, с применением его паролей и других идентифицирующих шифров. Создание условий, когда законный пользователь осуществляет связь с нелегальным пользователем, будучи абсолютно уверенным, что он работает с необходимым ему абонентом.

Противодействие Необходимо использовать надежные средства идентификации и аутентификации, блокирование попыток взлома системы, контроль входа в нее. Необходимо фиксировать все события в системном журнале для последующего анализа.

2. Сборка мусора

После окончания работы обрабатываемая информация не всегда полностью удаляется. Часть данных, оставшаяся на дисках и оперативной памяти, собирается и обрабатывается.

Противодействие Заполнение памяти нулями или единицами, перезапись информации в другое место.

3. Люки

Недокументированная производителем программного обеспечения точка входа в программный модуль используется для активного воздействия на эту программу.

Противодействие При приемке программного обеспечения необходимо производить анализ программ с целью обнаружения люка.

4. Троянский конь

Программа, выполняющая невидимые для пользователя действия в дополнение к выполняемым программам. В основном «ворует» и запоминает коды всех нажатых клавиш клавиатуры пользователя.

Противодействие Создание закрытой среды использования программного обеспечения.

5. Вирус

Программа, которая заражает другие программы путем включения в них своих кодов, при этом зараженная программа имеет способность дальнейшего размножения. Вирусы в основном разрушают программное обеспечение.

Противодействие Использование антивирусного программного обеспечения и специальных программ.

6. Червь

Распространяющееся через сеть программа, не оставляющаяся своей копии на винчестере пользователя.

Противодействие Использование антивирусного программного обеспечения и специальных программ.

7. «Жадные» программы

Программы, монопольно захватывающие ресурсы системы, не давая другим программам его использования.

Противодействие Ограничение времени исполнения программ Кроме указанных вышеуказанных приемов используется ряд других, таких как бухинг (электронное блокирование), наблюдение, скрытые каналы и др.

Отметим, что приемы нарушения безопасности компьютерной сети делятся на так называемые конструктивные и деструктивные. При конструктивном воздействии основной целью несанкционированного доступа является получение копии конфиденциальной информации, т.е. можно говорить о разведывательном характере воздействия. При деструктивном воздействии конечной целью является разрушение информационного ресурса.

Где может нарушаться безопасность сети

Использование протокола TCP/ IP

В протоколе TCP/ IP используется принцип ожидания получения квитанции о правильности получения сегмента информации. В случае неполучения подтверждения сервер удаленного доступа фиксирует незавершенное соединение. Программное обеспечение современных серверов может обрабатывать ограниченное количество незавершенных соединений, что приводит к фактическому блокированию доступа к серверным ресурсам при большом количестве незавершенных соединений.


Кроме этого, большинство реализаций протокола TCP/ IP имеет ограничение на количество соединений, которые могут быть установлены в единицу времени. Все соединения, превышающие это количество, не будут временно обрабатываться, и ждать своей очереди. Если посылать, например, сорок запросов на соединение в одну минуту, то сервер будет блокировать любой доступ приблизительно на десять минут. Периодическое повторение этой операции может привести к полному отключению сервера от сети.

Подмена URL – адресов для перенаправления запросов

Такая подмена становится возможной за счет перехвата и анализа «на лету» пакетов. В общем случае меняется заголовок IP- пакета и пакет перенаправляется на специальный сервер. Вся информация, проходящая через маршрутизатор, перенаправляется на этот сервер. Электронная почта в основном взламывается путем на внесения искажений в конфигурационные файлы SMTP- и POP – серверы или банальным взломом паролей доступа. Ресурсы рассылки новостей USENET можно изменять путем несанкционированного получения привилегированного доступа к потоку новостей..В случае взлома сервер один из пользователей получает возможность отправки запросов класса slave (ведомый сервер) и тем самым заблокировать доступ пользователей системы к каналу распространения новостей, а также создать для себя лично эффективный канал снятия новостей.

Методы несанкционированного доступа к ресурсам WWW ориентированы в основном на нештатное использование программ- браузеров HTML – страниц, а также на применение программ, расширяющих функциональные возможности браузеров для решения несвойственных им задач. Одним из наиболее эффективных путей снижения эффективности работы сети состоит в увеличении бесполезного или даже вредного, с точки зрения решаемых задач, сетевого трафика. Этот метод основан на особенности психологии людей безоговорочно доверять информации, полученной из сети. Это особенность можно использовать для распространения дезинформации за счет ее размещения на тех серверах, ссылки на которые являются для клиента подтверждением достоверности информации. Иногда создаются бесконечные циклы для автоматической загрузки других HTML- файлов. Несложная комбинация указателей в двух или более файлах позволяет создать замкнутый круг, когда браузер будет постоянно загружать файлы, не отображая при этом никакой полезной информации.


Большие возможности для несанкционированного доступа к Web – страницам предоставляет язык создания Web – приложений Java. Средства поддержки приложений, написанных на Java, называются апплетами (applets). Поскольку в Web-документе никак не сообщается, что за той или иной кнопкой скрывается Java-апплет, то пользователь заранее не может определить, что произойдет дальше при выборе необходимого документа или операции.


Существуют также методы несанкционированного доступа на WWW – серверы. Среди них можно отметить такие как переполнение буфера входных/выходных данных сервера, что приводит к повреждению данных или фрагментов кода, полное выведение Web- сервера из строя путем помещения в оперативную память сервера недопустимых команд, считывание файла паролей сервера, уничтожение журнала регистрации работы пользователей в сети и т.д.