Типовые угрозы сетевой безопасности

                         системность подхода;

                         комплексность решений;

                        непрерывность защиты;

                        разумная достаточность средств защиты;

                        простота и открытость используемых механизмов защиты;

                        минимум неудобств пользователям и минимум накладных расходов на функционирование механизмов защиты.

Системный подход к защите компьютерных систем предполагает необходимость учета всех взаимосвязанных, взаимодействующих и изменяющихся во времени элементов, условий и факторов, значимых для понимания и решения проблемы обеспечения безопасности АС.

При создании системы защиты 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 НСД к информации. Система защиты должна строиться с учетом не только всех известных каналов проникновения и НСД к информации, но и с учетом возможности появления принципиально новых путей реализации угроз безопасности.

Принцип комплексности

В распоряжении специалистов по информационной безопасности имеется широкий спектр мер, методов и средств защиты компьютерных систем. Комплексное их использование предполагает согласованное применение разнородных средств при построении целостной системы защиты, перекрывающей все существенные каналы реализации угроз и не содержащей слабых мест на стыках отдельных ее компонентов. Защита должна строиться эшелонировано. Внешняя защита должна обеспечиваться физическими средствами, организационными и правовыми мерами. Одной из наиболее укрепленных линий обороны призваны быть средства защиты, реализованные на уровне операционных систем (ОС) в силу того, что ОС - это как раз та часть компьютерной системы, которая управляет использованием всех ее ресурсов. Прикладной уровень защиты, учитывающий особенности предметной области, представляет внутренний рубеж обороны.

Принцип непрерывности защиты

Защита информации - это не разовое мероприятие и даже не определенная совокупность проведенных мероприятий и установленных средств защиты, а непрерывный целенаправленный процесс, предполагающий принятие соответствующих мер на всех этапах жизненного цикла АС, начиная с самых ранних стадий проектирования, а не только на этапе ее эксплуатации.

Разработка системы защиты должна вестись параллельно с разработкой самой защищаемой системы. Это позволит учесть требования безопасности при проектировании архитектуры и, в конечном счете, позволит создать более эффективные (как по затратам ресурсов, так и по стойкости) защищенные системы.

Большинству физических и технических средств защиты для эффективного выполнения своих функций необходима постоянная организационная (административная) поддержка (своевременная смена и обеспечение правильного хранения и применения имен, паролей, ключей шифрования, переопределение полномочий и т.п.). Перерывы в работе средств защиты могут быть использованы злоумышленниками для анализа применяемых методов и средств защиты, для внедрения специальных программных и аппаратных "закладок" и других средств преодоления системы защиты после восстановления ее функционирования.

Разумная достаточность

Создать абсолютно непреодолимую систему защиты принципиально невозможно. При достаточном количестве времени и средств можно преодолеть любую защиту. Поэтому имеет смысл вести речь только о некотором приемлемом уровне безопасности. Высокоэффективная система защиты стоит дорого, использует при работе существенную часть мощности и ресурсов компьютерной системы и может создавать ощутимые дополнительные неудобства пользователям. Важно правильно выбрать тот достаточный уровень защиты, при котором затраты, риск и размер возможного ущерба были бы приемлемыми (задача анализа риска).

Гибкость системы защиты

Часто приходится создавать систему защиты в условиях большой неопределенности. Поэтому принятые меры и установленные средства защиты, особенно в начальный период их эксплуатации, могут обеспечивать как чрезмерный, так и недостаточный уровень защиты. Естественно, что для обеспечения возможности варьирования уровнем защищенности, средства защиты должны обладать определенной гибкостью. Особенно важным это свойство является в тех случаях, когда установку средств защиты необходимо осуществлять на работающую систему, не нарушая процесса ее нормального функционирования. Кроме того, внешние условия и требования с течением времени меняются. В таких ситуациях свойство гибкости спасает владельцев АС от необходимости принятия кардинальных мер по полной замене средств защиты на новые.

Открытость алгоритмов и механизмов защиты

Суть принципа открытости алгоритмов и механизмов защиты состоит в том, что защита не должна обеспечиваться только за счет секретности структурной организации и алгоритмов функционирования ее подсистем. Знание алгоритмов работы системы защиты не должно давать возможности ее преодоления (даже автору). Однако это вовсе не означает, что информация о конкретной системе защиты должна быть общедоступна.

Принцип простоты применения средств защиты

Механизмы защиты должны быть интуитивно понятны и просты в использовании. Применение средств защиты не должно быть связано со знанием специальных языков или с выполнением действий, требующих значительных дополнительных трудозатрат при обычной работе законных пользователей, а также не должно требовать от пользователя выполнения рутинных малопонятных ему операций (ввод нескольких паролей и имен и т.д.).

3. Защита топологии сети

1. Межсетевые экраны (МЭ)

Наиболее распространенными средствами защиты сетей являются МЭ. Главная функция МЭ – экранирование сетевого трафика с целью предотвращения несанкционированного доступа между компьютерными сетями.

В качестве МЭ могут выступать маршрутизаторы, персональный  компьютер или набор узлов, расположенные между надежными (например, внутренними) и ненадежными (например, Интернет) сетями и контролирующие весь трафик, который между ними проходит.

Эффективность МЭ обуславливается тем, что:

      все соединения проходят через МЭ (в противном случае, если есть альтернативный сетевой маршрут, эффективность сильно снижается);

      МЭ пропускают только санкционированный трафик;

      МЭ должен противостоять атакам против самого себя.

Преимущества МЭ

      МЭ ограничивает доступ к определенным службам (например, общий доступ к веб-узлу может быть разрешен, а к telnet - запрещен).

      МЭ – средство аудита. Они могут заносить в журнал информацию о любом проходящем трафике.

      МЭ обладают возможностями по оповещению о конкретных событиях.

Недостатки МЭ

      МЭ разрешают установку обычных соединений санкционированных приложений, но если приложение представляет собой угрозу, МЭ не сможет предотвратить ее реализацию (например, МЭ разрешают прохождение электронной почты на почтовый сервер, но не находит вирусов в сообщении).

      Эффективность МЭ зависит от правил, на соблюдение которых они настроены.

      МЭ не защищают от аутсайдеров.

      МЭ не предотвращают атаки, если трафик не проходит через них.

МЭ, как правило, располагаются на сетевом периметре.

В настоящее время используются четыре технологии МЭ:

1)     пакетные фильтры;

2)     шлюзы приложений;

3)     шлюзы уровня соединений;

4)     МЭ с адаптивной проверкой пакетов.

2.      Межсетевые экраны (МЭ) с фильтрацией пакетов

МЭ с фильтрацией пакетов обеспечивают защиту сети путем фильтрации сетевых сообщений на основе информации, содержащейся в заголовках TCP/IP каждого пакета.

Фильтры пакетов принимают решение исходя из следующих данных заголовка:

                  IP-адрес источника;

                  IP-адрес отправителя;

                  применяемый сетевой протокол (TCP, UDP, ICMP);

                  порт источника TCP или UDP;

                  порт назначения TCP или UDP;

                  тип сообщения ICMP (Internet Control Message Protocol – протокол управляющих сообщений в сети Интернет), если применяется  протокол ICMP.

Существуют различные стратегии реализации фильтров пакетов. Наиболее популярными являются следующие две.

1)     Построение правил – от наиболее конкретных к наиболее общим.

2)     Правила упорядочиваются таким образом, чтобы наиболее часто используемые из них находились во главе списка. Это сделано для повышения эффективности.

Межсетевые экраны с фильтрацией пакетов не используют модули доступа для каждого протокола и поэтому могут использоваться с любым протоколом, работающим через IP. Некоторые протоколы требуют распознавания межсетевым экраном выполняемых ими действий. Например, FTP будет использовать одно соединение для начального входа и команд, а другое - для передачи файлов. Соединения, используемые для передачи файлов, устанавливаются как часть соединения FTP, и поэтому межсетевой экран должен уметь считывать трафик и определять порты, которые будут использоваться новым соединением. Если межсетевой экран не поддерживает эту функцию, передача файлов невозможна.

Достоинства МЭ с фильтрацией пакетов:

                  производительность – фильтрация происходит на скорости, близкой к скорости передачи данных;

                  хороший способ управления трафиком;

                  прозрачность.

Недостатки МЭ с фильтрацией пакетов:

                  низкий уровень масштабируемости. По мере роста наборов правил становится все труднее избегать «ненужных» соединений;

                  возможность открытия больших диапазонов портов;

                  подверженность атаки с подменой данных. Атаки с подменой данных, как правило, подразумевают присоединение ложной информации в заголовок TCP/IP.

Межсетевые экраны, работающие только посредством фильтрации пакетов, не используют модули доступа, и поэтому трафик передается от клиента непосредственно на сервер. Если сервер будет атакован через открытую службу, разрешенную правилами политики межсетевого экрана, межсетевой экран никак не отреагирует на атаку. Межсетевые экраны с пакетной фильтрацией также позволяют видеть извне внутреннюю структуру адресации. Внутренние адреса скрывать не требуется, так как соединения не прерываются на межсетевом экране.

Рассмотрим пример защиты сети на основе маршрутизатора c фильтрацией пакетов Cisco 1720.

Высокая производительность маршрутизатора основана на схеме пакетной фильтрации и возможности установки дополнительной защиты на основе firewall features. Это вариант обладает следующими достоинствами:

                  высокая производительность и пропускная способность;

                  преимущества пакетного и прикладного шлюзов;

                  простота и надежность в эксплуатации и установке;

                  возможность обеспечения безопасности от точки до точки: МЭ, авторизация маршрута и маршрутизатора, тоннель для маршрута и криптозащита;

                  многопротокольная маршрутизация (IP, IPX, AppleTalk) и прозрачный мост через ISDN, асинхронное и синхронное, последовательное соединение, такое как выделенная линия, Frame Relay, X.25;

                  возможность обеспечения качества услуги от точки до точки;

                  возможность оптимизации WAN (установление соединения по требованию, предоставление полосы по требованию и OSPF по требованию, полустатическая маршрутизация).

3.      Межсетевые экраны уровня приложений

Межсетевые экраны приложений контролируют содержимое пакетов на уровне приложений. Они обеспечивают более высокий уровень безопасности. по сравнению с пакетными фильтрами, но за счет потери прозрачности для контролируемых служб. Межсетевые экраны приложения играют роль сервера для клиента и клиента для реального сервера, обрабатывая запросы реального сервера вместо пользователей, которых он защищает.

При использовании межсетевого экрана прикладного уровня все соединения проходят через него (рисунок 2). Как показано на рисунке, соединение начинается на системе-клиенте и поступает на внутренний интерфейс межсетевого экрана. Межсетевой экран принимает соединение, анализирует содержимое пакета и используемый протокол и определяет, соответствует ли данный трафик правилам политики безопасности. Если это так, то межсетевой экран инициирует новое соединение между своим внешним интерфейсом и системой-сервером.